DE102010011630A1

DE102010011630A1 - Dentalmedizinisches Handstück

Info

Publication number: DE102010011630A1
Application number: DE102010011630A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2011-09-22

Abstract

Das dentalmedizinische Handstück mit einem federvorgespannten Druckknopf (10) zur Betätigung eines Auswerfmechanismus (9) für ein Werkzeug (5) hat einen das Werkzeug (5) haltenden Rotor (24) der von zwei Kugellagern (13, 14) gehalten ist. Die Feder (28), die den Druckknopf (10) vorspannt ist an dem ersten Kugellager (13) abgestützt und spannt damit gleichzeitig sowohl das erste Kugellager (13) in Richtung zum zweiten Kugellager (14) vor als auch den Druckknopf (10). Durch diese Doppelfunktion der Feder (28) wird eine gesonderte Feder zum Vorspannen der Kugellager eingespart, wodurch auch die Bauhöhe des Kopfes (3) des Handstückes verringert wird

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein dentalmedizinisches Handstück gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein solches Handstück ist aus der DE 10 2008 013 851 bekannt. Dieses dentalmedizinische Handstück hat einen Kopf mit einem Spannfutter für ein Werkzeug, wobei das Spannfutter durch einen von einer Feder vorgespannten verschiebbaren Druckknopf betätigbar ist. Die Feder ist dabei ein konvex gewölbter Federring, der an einer Lagerhülse abgestützt ist, wobei die Lagerhülse an ihrer Kontaktstelle mit dem Federring eine Schräge aufweist. Die Lagerhülse ist dabei ortsfest in dem Kopf gehalten, wobei ein Außenring eines Kugellagers mit einem O-Ring gegenüber der Lagerhülse abgedichtet ist. Der Innenring dieses Kugellagers ist drehfest mit einem Rotor verbunden, der das Spannfutter umgibt, wobei das obere Lager über eine zusätzliche zweite Feder gegenüber der Lagerhülse vorgespannt ist.
Generell sind bei solchen dentalmedizinischen Handstücken Kugellagerpaare vorgesehen, die für eine spielfreie Anstellung gegeneinander gedrückt werden. Die Kugellagerringe sollen dabei mit Kräften von wenigen N gegeneinander gedrückt werden.
Ähnliche Handstücke für drehangetriebene Werkzeuge mit federvorgespanntem Druckknopf zur Betätigung eines Schnellspannfutters sowie zusätzlicher Feder zur Vorspannung der Lager sind auch als EP 1 208 809 A2 , AT 404551 B , JP 2002369827 A , DE 9412908 U1 , DE 10060152 A1 , AT 408942 B , DE 3402635 A1 , AT 407340 B und DE 4324493 C2 bekannt.
Ein wesentliches Kriterium für dentalmedizinische Handstücke ist ihre Kopfhöhe. Je kleiner die Kopfhöhe desto besser ist die Übersicht für den Zahnarzt und desto einfacher läßt sich eine Präparation durchführen. Für die Lebensdauer einer Lagerung ist die resultierende Belastung der Lager aus der Bohrkraft von großem Einfluss. Je nach Hebelverhältnis bzw. Lagerabstände entstehen unterschiedlich große Belastungen der Lager. Eine Vergrößerung des Lagerabstandes reduziert die Lagerbelastung und umgekehrt.
Die Kopfhöhe wird durch mehrere Komponenten bestimmt, nämlich einen Rotor, dessen Lager und eine Deckelbaugruppe, die den Druckknopf und die Federn enthält. Schließlich haben solche Handstücke auch noch eine Sprühkammer zum Sprühen eines Luft-/Wassergemisches.
Prinzipiell könnte durch Reduzierung der Höhenmaße jeder einzelnen Gruppe eine kleinere Gesamthöhe erreicht werden. Eine Kürzung der Rotorlänge ergibt jedoch ein schlechtes Hebelverhältnis und eine größere Lagerbelastung. Ein kleineres Maß der Sprühkammer ist mit einer Verminderung der Qualität der Sprühkühlung verbunden.
Wegen bestehender Norm-Anforderung hinsichtlich der Mindestkraft für die Deckelbetätigung von ca. 3 N kann auch die Dicke des für die Feder verwendeten Federdrahtes bzw. einer Federscheibe nicht wesentlich reduziert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es das dentalmedizinische Handstück der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß bei verringerter Bauhöhe des Deckels Vorteile in Form einer kleineren Gesamtbauhöhe oder mehr Raum für eine Ausweitung des Lagerabstandes erreicht werden kann. Eine Kombination beider Punkte ist auch möglich.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Grundidee der Erfindung liegt darin, eine einzige Feder für die Vorspannung des Druckknopfes und gleichzeitig die Vorspannung der Lager zu verwenden.
Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß die Federkräfte der beim Stand der Technik verwendeten Feder für die Vorspannung des Druckknopfes und der Feder für die Vorspannung der Lager im wesentlichen im gleichen Bereich liegen, wobei beim Stand der Technik Unterschiede in der Kennlinie der beiden Federn liegen. Die beiden Federn haben beim Stand der Technik lediglich einen unterschiedlichen Hub bei jedoch im wesentlichen gleicher Endkraft. Die bei der Erfindung verwendete Feder hat damit eine Doppelfunktion, da sie gleichzeitig für die Vorspannung der Lager und des Druckknopfes dient.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zwischen dem Druckknopf und dem nahegelegenen Lager eine Druckscheibe angeordnet, die auf dem Außenring des Lagers aufliegt. Zwischen der Druckscheibe und einer Innenseite des Druckknopfes ist die Feder angeordnet.
1 zeigt ein dentalmedizinisches Handstück, dessen Handgriff 2 teilweise abgeschnitten ist.
2 zeigt eine Ansicht des oberen Lagers, der Lagerhülse, der Druckscheibe und der Feder in vergrößerter Darstellung.
3 zeigt eine Ansicht ähnlich wie 2 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Das Handstück 1 hat einen Kopf 3 mit einem Gehäuse 4, das mit einem Handgriff 2 verbunden ist. Im Gehäuse 4 sind alle wesentlichen Teile untergebracht, um ein Werkzeug 5, wie z. B. einen Bohrer oder Fräser in Drehung um eine Mittelachse 6 mittels eines Antriebes 7, wie z. B. einer Luftturbine anzutreiben. Selbstverständlich sind auch andere Antriebsarten wie z. B. Elektromotor möglich. Das Werkzeug 5 ist in einem Spannfutter 8 in bekannter Weise gehalten, wobei das Spannfutter 8 einen Auswerfmechanismus 9 aufweist, der durch einen Druckknopf 10 betätigbar ist.
Beidseitig des Antriebes 7 sind je eine Lagerhülse 11 und 12 vorgesehen, die jeweils ein Kugellager 13 und 14 enthalten und mit Dichtungsringen 15 und 16 gegenüber den Kugellagern und dem Gehäuse abgedichtet sind, wobei die untere Lagerhülse 12 einen Ringkanal 18 aufweist, der mit zwei im Handgriff 2 angeordneten Kanälen 19 und 19' verbunden ist und üblicherweise mehrere hier nicht sichtbare Austrittsöffnungen aufweist. Durch den Dichtungsring 16 ist die untere Lagerhülse 12 und damit der Ringkanal 18 gegenüber dem Gehäuse abgedichtet.
Die obere Lagerhülse 11 mit dem oberen Kugellager 13 ist an einer Zwischenhülse 20 verschiebbar gehalten, die beispielsweise mittels Schraub- oder Bajonettverschluß am Gehäuse 4 befestigt ist. In der Zwischenhülse 20 ist der Druckknopf 10 verschieblich gelagert, wobei sein Rand zwischen einer Außenfläche 21 der Lagerhülse 11 und einer Innenfläche 22 der Zwischenhülse 20 geführt ist.
Der Innenring 23 des oberen Kugellagers 13 ist an einem drehbaren Rotor 24 befestigt, der das Werkzeug 5, das Spannfutter 8 und den Auswerfermechanismus 9 aufnimmt. Der Außenring 25 des oberen Kugellagers 13 ist gegenüber der oberen Lagerhülse 11 in einem Abstand gehalten und lediglich über den Dichtungsring 15 mit ihr in Kontakt. An der zum Druckknopf 10 weisende Oberseite des äußeren Lagerringes 25 liegt eine Druckscheibe 26 auf, wobei diese Druckscheibe 26 aufgrund einer mittigen Ausnehmung keinen Kontakt mit dem inneren Lagerring 23 hat. Zwischen der Druckscheibe 26 und der Innenseite 27 des Druckknopfes 10 ist eine Federscheibe 28 angeordnet, die somit an der Druckscheibe 26 und dem Druckknopf 10 abgestützt ist. Diese Federscheibe 26, die nach dem Prinzip einer Tellerfeder ausgebildet ist, ist so dimensioniert, daß sie im deaktivierten Ruhestand des Druckknopfes 10, wie er in 1 abgebildet ist, noch eine gewisse Spannung von wenigen Newton auf die Druckscheibe 26 und damit den äußeren Lagerring 25 ausübt und gleichzeitig den Druckknopf 10 gegen einen Anschlag 31 der Zwischenhülse 20 drückt.
Zum Werkzeugwechsel wird der Druckknopf 10 gegen die Kraft der Feder 28 niedergedrückt. Die dabei zusätzlich entstehende Kraft wird über den Außenring 25, die Rillen der beiden Lagerringe 25 und 23 sowie die Kugeln, den Rotor 24 und das untere Kugellager 14 und die untere Lagerhülse 12 auf das Gehäuse 4 übertragen und damit abgefangen.
Durch die Verwendung einer einzigen Feder 28, die die Doppelfunktion des Vorspannens des Druckknopfes 10 und des oberen Lagers 13 hat, wird ein Bauteil eingespart und die Höhe des Kopfes 3 durch den Fortfall einer zusätzlichen Feder für das Vorspannen des oberen Lagers 13 verringert. Somit wird bei geringerem Materialeinsatz und damit Kostenersparnis eine Verringerung der Kopfhöhe erreicht.
2 zeigt im vergrößerten Maßstab die erfindungswesentlichen Komponenten des Kopfes des dentalmedizinischen Handstückes nach der Erfindung. Hier ist deutlicher zu erkennen, daß die Drucktaste 10 einen radial nach außen vorspringenden Rand 30 aufweist und die Zwischenhülse 20 einen radial nach innen vorspringenden Rand 31, die gemeinsam einen Begrenzungsanschlag für die Bewegung der Drucktaste 10 unter Wirkung der Feder 28 bilden. Weiter ist an der nach innen weisenden Seite der Drucktaste 10 eine Aussparung 32 zu sehen, in die die Feder 28 eingreift, um so eine etwas größere Bauhöhe der Feder 28 zu ermöglichen, ohne die Bauhöhe des Gesamtkopfes zu vergrößern. Abweichend zur Darstellung der 1 steht die Druckscheibe 26 bei 2 ausschließlich in Berührung mit dem Außenring 25 des oberen Kugellagers 13 sowie mit dem unteren Rand der Feder 28, während im Ausführungsbeispiel der 1 die Lagerhülse 11 noch einen nach innen radial vorspringenden Rand 34 hat, der den Druckring 26 übergreift und somit als Begrenzungsanschlag für eine Bewegung der Druckscheibe 26 und des äußeren Lagerringes 25 in Richtung zur Drucktaste 10 bildet. Dies kann zweckmäßig sein, da das untere Kugellager 14 der 1 an seinem Außenring durch eine weitere Feder 33 zum oberen Lager 13 hin vorgespannt ist, so daß der letztgenannte Anschlag bei Ausfall der Feder 28 zweckmäßig sein kann.
3 zeigt eine Abbildung ähnlich 2, die sich von dem Ausführungsbeispiel der 2 dadurch unterscheidet, daß die obere Lagerhülse 11 an ihrem oberen, zur Drucktaste 10 hinweisenden Ende den radial vorspringenden Rand 34 hat, der als Begrenzungsanschlag dient. Im Ergebnis wirkt dieser Rand 34 als Begrenzungsanschlag für die axiale Bewegung des Rotors (1) der drehfest mit dem Innenring (23) des oberen Lagers (13) verbunden ist.
Weiter unterscheidet sich das Ausführungsbeispiel der 3 von dem der 2 dadurch, daß die Druckscheibe 26 an ihrem radial äußeren Rand einen zusätzlichen axial vorspringenden Rand 36 aufweist, der am Außenring 25 des oberen Lagers 13 anliegt und damit das obere Lager gegenüber der Lagerhülse 11 zentriert.
Weiter ist in 3 zu erkennen, daß die Feder 28 an ihrem unteren zum Lager 13 weisenden Ende einen Durchmesser hat, der dem Durchmesser des radial vorspringenden Randes 34 entspricht, so daß dieser Rand 34 auch zur Zentrierung der Feder 28 wirkt.
Durch die Verwendung einer einzigen Feder gewinnt man mehr Raum, der entweder zur Verringerung der Kopfhöhe verwendet werden kann oder bei Beibehaltung der bisherigen Kopfhöhe dazu, den Abstand der beiden Lager 13 und 14 zu vergrößern, was selbst bei einer Vergrößerung von nur wenigen Millimetern erhebliche Änderungen der Lagerbelastung mit sich bringt und damit eine erhöhte Einsatzdauer des dentalmedizinischen Handstükkes. Die Belastung beider Lager hängt nämlich von dem Hebelverhältnis zwischen den Strecken Werkzeugspitze zu unterem Lager und Abstand unteres zu oberem Lager ab.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008013851 [0002]
EP 1208809 A2 [0004]
AT 404551 B [0004]
JP 2002369827 A [0004]
DE 9412908 U1 [0004]
DE 10060152 A1 [0004]
AT 408942 B [0004]
DE 3402635 A1 [0004]
AT 407340 B [0004]
DE 4324493 C2 [0004]

Claims

Dentalmedizinisches Handstück mit einem Kopf (3), der ein Spannfutter (8) für ein Werkzeug (5) aufweist und einen von einer als konvex gewölbter Federring ausgebildeten Feder (28) vorgespannten Druckknopf (10) zur Betätigung eines Auswerfermechanismus (9), wobei das Werkzeug (5) an einem durch ein erstes und ein zweites Kugellager (13, 14) gelagerten Rotor (24) gehalten ist und die Kugellager (13, 14) je an einer Lagerhülse (11, 12) angeordnet sind, gekennzeichnet durch eine einzige Feder für die Vorspannung des Druckknopfes (10) und die Anstellung der Lager (13).
Dentalmedizinisches Handstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (28) zwischen dem Druckknopf (10) und einer Druckscheibe (26) angeordnet ist und daß die Druckscheibe (26) nur mit einem Außenring (25) des Kugellagers (13) in Berührung ist.
Dentalmedizinisches Handstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckscheibe (26) die Form eines Kreisringes hat, dessen Lochdurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Innenringes (23) des ersten Kugellagers (13).
Dentalmedizinisches Handstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckscheibe (26) mit einem zusätzlichen axial vorspringen Rand (36) ausgestaltet ist, der die Führung des oberen Lagers (13) übernimmt.
Dentalmedizinisches Handstück nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerhülse (11) des ersten Kugellagers (13) einen radial nach innen vorspringenden Rand (34) aufweist, der der zur Feder (28) weisenden Seite der Druckscheibe (28) gegenüberliegend angeordnet ist, zur Begrenzung der axialen Verschiebbarkeit des Rotors (24) und gleichzeitig zur Zentrierung der Feder (28).
Dentalmedizinisches Handstück nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckscheibe (26) von der Feder (28) gegen den Außenring (25) des Lagers (13) vorgespannt ist.