DE10313262A1

DE10313262A1 - Motorbetriebenes Handstück für medizinische Zwecke, insbesondere für ein dentales Labor

Info

Publication number: DE10313262A1
Application number: DE2003113262
Authority: DE
Inventors: Heinrich Muss
Original assignee: MUSS DENTAL GmbH
Current assignee: MUSS DENTAL GmbH
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2004-10-07

Abstract

Bei einem motorbetriebenen Handstück weist die in einem Gehäuse gelagerte Arbeitsspindel eine Spanneinrichtung für ein wahlweise einzuspannendes Werkzeug auf. Das Werkzeug ist zur spanenden Bearbeitung natürlicher oder künstlicher Teil eines menschlichen oder tierischen Körpers bestimmt. Um die Arbeitsspindel zu kühlen, sitzt auf dem die Spanneinrichtung ausbildenden Bereich der Arbeitsspindel wenigstens ein Lüfterrad.

Description

Die Erfindung betrifft ein motorbetriebenes Handstück mit einer in einem Gehäuse gelagerten Arbeitsspindel, die eine Spanneinrichtung für ein wahlweise einzuspannendes Werkzeug zur spanenden Bearbeitung natürlicher oder künstlicher Teile eines menschlichen oder tierischen Körpers aufweist.
Derartige Handstücke werden insbesondere in medizinischen Bereichen eingesetzt, in denen besonders filigrane Formteile, beispielsweise Zahnersatz, bearbeitet werden. Um besonders kleine Raumformen mit entsprechender Oberflächengüte zu schaffen, arbeitet das Werkzeug mit hohen Arbeitsdrehzahlen. Diese bewirken, daß das von einem bearbeitenden Teil spanend abgetrennte Material feine Stäube erzeugt, die zu Schäden an den die Arbeitsspindel lagernden Wälzlagern führen können.
Da die Lebensdauer eines motorbetriebenen Handstückes maßgeblich von der Lebensdauer seiner Wälzlager bestimmt wird, ist es bekannt, die Lager mittels Dichtungen vor den Stäuben zu schützen. Ein mit entsprechenden Dichtungen versehenes Handstück ist aus der EP 0 670 148 B1 bekannt. Die sich an den Dichtungen ansammelnden Staubpartikel, insbesondere harte Keramik- und Metallstäube, bilden jedoch Ablagerungen aus, die abrasiv wirken und schließlich zu Materialschäden an den Dichtungen und/oder an der Arbeitsspindel führen. Um derartige Materialschäden zu vermeiden, werden die Handstücke regelmäßig mittels Druckluft ausgeblasen. Dabei wird der Nachteil in Kauf genommen, daß einige Staubpartikel nicht entfernt, sondern in die Dichtungen förmlich hineingedrückt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein motorbetriebenes Handstück der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, bei dem Staubpartikelansammlungen vermieden werden.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein motorbetriebenes Handstück mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß auf der Arbeitsspindel wenigstens ein Lüfterrad sitzt. Das Lüfterrad ist mit besonderem Vorteil derart ausgebildet, daß die mit ihm erzeugte Luftströmung die einzelnen Staubpartikel von der Arbeitsspindel fortbläst. Die Stäube können somit keine Ablagerungen an der Arbeitsspindel ausbilden, so daß Materialschäden an den Dichtungen und/oder an der Arbeitsspindel selbst vorteilhaft vermieden, zumindest aber verringert sind. Ebenfalls entfällt das häufige Reinigen des motorbetriebenen Handstückes mittels Druckluft aus einem externen Drucklufterzeuger. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Luftströmung am Lüfterrad sowie an dem werkzeugseitigen Ende der Arbeitsspindel eine kühlende Wirkung hat.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sitzt das Lüfterrad auf dem die Spanneinrichtung ausbildenden Bereich der Arbeitsspindel. Damit ist das Lüfterrad unmittelbar vor dem einzuspannenden Werkzeug angeordnet, so daß der hintere Bereich der Arbeitsspindel einschließlich ihrer Wälzlager im Gehäuse abgedichtet werden kann.
Die Spanneinrichtung ist vorzugsweise als ein Bohr- bzw. Fräsfutter mit einem eine Kegelschlitzhülse aufnehmenden Futterkörper ausgebildet, wobei das Lüfterrad mit Vorteil auf dem Futterkörper des Bohr- bzw. Fräsfutters sitzt. Die Befestigung des Lüfterrades auf dem Futterkörper ist beispielsweise mit einer Preßpassung realisiert.
Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung ist das Lüfterrad als ein Halbaxialrad mit einer eine zentripedale Strömung erzeugenden Flügelgeometrie ausgebildet. Ein derartig ausgebildetes Halbaxialrad saugt die Luft in radialer Richtung an und gibt sie wieder in axialer Richtung ab, nämlich im Bereich ihrer eigenen Rotationsachse, in diesem Falle im Bereich der Arbeitsspindel. Die auf das Werkzeug gerichtete Luftströmung bewirkt dabei vorteilhaft, daß die spanend abgetrennten Werkstoffpartikel von der Arbeitsspindel fortgeblasen werden.
Das Lüfterrad weist vorzugsweise wenigstens drei Flügel auf. Es ist jedoch ebenso denkbar, die Zahl der Flügel zu erhöhen oder herabzusetzen.
Der Werkstoff für das Lüfterrad ist eine Aluminiumlegierung. Aluminium hat den Vorteil, daß es, verglichen mit anderen Metallen, ein geringes spezifisches Gewicht bei vergleichsweise hoher Wärmeleitfähigkeit aufweist. Dadurch wird die Arbeitsspindel besonders effektiv gekühlt, so daß sich für den hinter dem Lüfterrad liegenden Bereich der Arbeitsspindel eine Senkung der Betriebstemperatur von bis zu etwa 7° C erreichen läßt. Die Senkung der Betriebstemperatur verlängert mit Vorteil die Lebensdauer der Wälzlager sowie der Dichtungen.
Weiterhin ist es vorgesehen, daß das Gehäuse einen Gehäuseabschnitt aufweist, in welchem dem Lüfterrad zugeordnete, als Ansaugöffnungen fungierende Durchbrüche angeordnet sind. Diese sind vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang des Gehäuseabschnittes verteilt angeordnet.
Es ist von Vorteil, daß die Ansaugöffnungen einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen und derart in dem Gehäuseabschnitt angeordnet sind, daß ihre Längsachsen jeweils etwa auf die freien Endbereiche der Flügel des Lüfterrades gerichtet sind. Damit erhält der Gehäuseabschnitt die Funktion eines Leitgitters, mit dem die Luftansaugung in einer vorbestimmten Strömungsrichtung erfolgen kann. Es wird vorgeschlagen, die Längsachsen der Ansaugöffnungen jeweils etwa parallel zur Rotationsachse der Arbeitsspindel anzuordnen.
Außerdem weist das Gehäuse eine zu der Arbeitsspindel koaxial angeordnete Ausströmöffnung für das Lüfterrad auf. Durch die Ausströmöffnung tritt das werkzeugseitige Ende der Arbeitsspindel oder der Schaft des Werkzeuges hindurch, so daß die effektive Ausströmöffnung ein die Arbeitsspindel bzw. den Werkzeugschaft umgebender Ringspalt ist, der den Luftstrom mit Vorteil scharf bündelt.
Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung weist das Gehäuse einen als Verschlußkappe ausgebildeten Gehäuseabschnitt auf, in welchem die als Ansaugöffnungen fungierenden Durchbrüche sowie die Ausströmöffnung angeordnet sind. Durch ein Abnehmen der Verschlußkappe können das Lüfterrad, die Ansaugöffnungen und die Ausströmöffnung besonders einfach von aus Staubpartikeln bestehenden Ablagerungen befreit werden. Die Verschlußkappe ist beispielsweise über ein Feingewinde mit dem Gehäuse verschraubbar, wobei die Schraubverbindung vorzugsweise von außen mit einem Dichtring gegen Staubpartikel geschützt ist. Es ist besonders günstig, daß die Verschlußkappe an ihrem der Ausströmöffnung zugekehrten Endbereich kegelförmig verjüngt ist, wobei die Ansaugöffnungen den kegelförmigen Endbereich durchlaufen. Damit wird es möglich, die Längsachsen der Ansaugöffnungen jeweils parallel zur Rotationsachse der Arbeitsspindel anzuordnen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt.
Die Figur zeigt einen vorderen Teil eines motorbetriebenen Handstückes mit einer in einem Gehäuse 1 gelagerten Arbeitsspindel 2 im Schnitt. Die Arbeitsspindel 2 weist eine Spanneinrichtung 3 für ein wahlweise einzuspannendes Werkzeug auf. Die Spanneinrichtung 3 ist als ein Bohr- bzw. Fräsfutter mit einem eine Kegelschlitzhülse 4 aufnehmenden Futterkörper 5 ausgebildet, wobei auf dem Futterkörper 5 ein Lüfterrad 6 sitzt. Das Lüfterrad 6 ist als ein Halbaxialrad mit drei, eine zentripedale Strömung erzeugenden Flügeln 7 ausgebildet. Das Gehäuse 1 weist einen als Verschlußkappe 8 ausgebildeten Gehäuseabschnitt auf, in welchem dem Lüfterrad 6 zugeordnete, als Ansaugöffnungen 9 fungierende Durchbrüche angeordnet sind. Die Ansaugöffnungen 9 weisen einen kreisförmigen Querschnitt auf und sind derart angeordnet, daß ihre Längsachsen 10 jeweils etwa auf die freien Endbereiche der Flügel 7 des Lüfterrades 6 gerichtet sind. Die Längsachsen 10 der Ansaugöffnungen 9 verlaufen jeweils parallel zur Rotationsachse 11 der Arbeitsspindel 2. Weiterhin weist die Verschlußkappe 8 eine zu der Arbeitsspindel 2 koaxial angeordnete Ausströmöffnung 12 für das Lüfterrad 6 auf. Die Verschlußkappe 8 ist über ein Feingewinde 13 mit dem Gehäuse 1 verschraubt. Ein Dichtring 14 schützt das Feingewinde 13 vor dem Eindringen von Staubpartikeln.

Claims

Motorbetriebenes Handstück mit einer in einem Gehäuse gelagerten Arbeitsspindel, die eine Spanneinrichtung für ein wahlweise einzuspannendes Werkzeug zur spanenden Bearbeitung natürlicher oder künstlicher Teile eines menschlichen oder tierischen Körpers aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Arbeitsspindel (2) wenigstens ein Lüfterrad (6) sitzt.
Motorbetriebenes Handstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad (6) auf dem die Spanneinrichtung (3) ausbildenden Bereich der Arbeitsspindel (2) sitzt.
Motorbetriebenes Handstück nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (3) als ein Bohr- bzw. Fräsfutter mit einem eine Kegelschlitzhülse (4) aufnehmenden Futterkörper (5) ausgebildet ist und daß das Lüfterrad (6) auf dem Futterkörper (5) des Bohr- bzw. Fräsfutters sitzt.
Motorbetriebenes Handstück nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad (6) als ein Halbaxialrad mit einer eine zentripedale Strömung erzeugenden Flügelgeometrie ausgebildet ist.
Motorbetriebenes Handstück nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad (6) wenigstens drei Flügel (7) aufweist.
Motorbetriebenes Handstück nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff für das Lüfterrad (6) eine Aluminiumlegierung ist.
Motorbetriebenes Handstück nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) einen Gehäuseabschnitt aufweist, in welchem dem Lüfterrad (6) zugeordnete, als Ansaugöffnungen (9) fungierende Durchbrüche angeordnet sind.
Motorbetriebenes Handstück nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnungen (9) einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen und derart angeordnet sind, daß ihre Längsachsen (10) jeweils etwa auf die freien Endbereiche der Flügel (7) des Lüfterrades (6) gerichtet sind.
Motorbetriebenes Handstück nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen (10) der Ansaugöffnungen (9) jeweils etwa parallel zur Rotationsachse (11) der Arbeitsspindel (2) verlaufen.
Motorbetriebenes Handstück nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) eine zu der Arbeitsspindel (2) koaxial angeordnete Ausströmöffnung (12) für das Lüfterrad (6) aufweist.
Motorbetriebenes Handstück nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) einen als Verschlußkappe (8) ausgebildeten Gehäuseabschnitt aufweist, in welchem die als Ansaugöffnungen (9) fungierenden Durchbrüche sowie die Ausströmöffnung (12) angeordnet sind.