DE1055752B

DE1055752B - Durch ein Druckmedium betriebene Arbeitsvorrichtung, insbesondere fuer zahnaerztliche Zwecke

Info

Publication number: DE1055752B
Application number: DEA24397A
Authority: DE
Inventors: Karl Ivar Lundgren; Kurt Martin Nordfors
Original assignee: Atlas Copco AB
Current assignee: Atlas Copco AB
Priority date: 1955-03-03
Filing date: 1956-02-29
Publication date: 1959-04-23
Also published as: GB785109A; FR1148593A; CH345971A; US2855671A; NL205095A; NL101232C

Description

Durch ein Druckmedium betriebene Vorrichtungen,
insbesondere für zahnärztliche Zwecke, sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Im allgemeinen besitzen derartige Vorrichtungen einen Motor mit
einem Gehäuse und einem im Gehäuse gelagerten Tür- 5
binenläufer und ein Ventil zur Regelung des Druckmediumstromes durch den Motor. Aus dem Motorgehäuse ist die Treibwelle herausgeführt, an die das
eigentliche Werkzeug angeschlossen wird. So ist eine
Vorrichtung bekannt, bei der der Turbinenläufer des 10
Preßluftmotors mit der Verlängerung der Welle einer
Steckkupplung verbunden und über die Steckkupplung
ein Werkzeug anschließbar ist, wobei der Luftauslaß
aus dem Gehäuse in der Nähe der Steckkupplung mit
einem handgesteuerten, zwischen der Turbine und 15
dem Werkzeug bedienbaren Schaltglied versehen ist,
um so den Durchgangsquerschnitt der Auslaßöffnungen für das Druckmittel oder damit die Drehzahl des
Motors zu beeinflussen. Zur Vereinfachung der Handhabung ist ferner vorgeschlagen worden, das Betäti- 20
gungsorgan für das Ventil zur Regelung des Druckmediumstromes zwischen dem Bohrer und dem Mo-

torgehäuse anzuordnen, wobei das Ventil, durch

welches das Druckmedium geleitet wird, derart an- 2

geordnet ist, daß das Druckmedium den Motor 25

vom Werkzeug, z. B. dem Bohrer, her nach hinten die Maschine so leicht ausgeführt werden, daß sie passiert. Bei den bekannten Ausführungsformen wird nicht schwerer als ein gewöhnliches zahnärztliches die Treibwelle von dem Läufer des Motors unmittel- Handstück ist, und ferner soll die Lagerung derart bar angetrieben und nach üblichen Regeln, zumeist ausgeführt sein, daß die Läufer und die Wellen der in einfachen Gleitlagern, gelagert. Allerdings ist es 30 Maschine dauernd mit hoher Geschwindigkeit rotiebekannt, am Motorgehäuse, beispielsweise für die ren können.

Leitung des Druckmediums, vorgesehene Leitkanäle Die Erfindung betrifft eine durch ein Druckmedium

zugleich zur Lagerung der Treibwelle einzurichten. betriebene Vorrichtung, insbesondere für zahnärzt-Jedenfalls eignen sich die bekannten Vorrichtungen liehe Zwecke, deren Motor aus einem Gehäuse und nicht, die Werkzeuge, z. B. die Bohrer, Fräser oder 35 einem im Gehäuse gelagerten Läufer besteht und Schleifscheiben, die von der Treibwelle angetrieben welche mit einem Ventil zur Regelung des Druckmediumstroms durch den Motor versehen ist. Die Erfindung besteht darin, daß eine im Gehäuse gelagerte Treibwelle gegenüber dem Läufer drehbar angeord-

hinaus sind die bekannten Maschinen an Gewicht 40 net sowie der Läufer im Gehäuse in Wälzlagern schwer und zumeist schwerer als ein gewöhnliches (Kugellagern) gelagert ist, die axial und radial belastet und an beiden Enden des Läufers vorgesehen sind sowie aus Sätzen von Wälzkörpern (Kugeln) bestehen, von welchen Sätzen wenigstens einer ausgebil-45 det ist, um die Drehbewegung des Läufers auf die Welle zu übertragen und gleichzeitig als Lagerung

werden, mit so hohen Drehzahlen anzutreiben, daß die hohen Schneidgeschwindigkeiten von Hartmetalloder Diamantwerkzeugen erreicht werden. Darüber

zahnärztliches Handstück. Jedenfalls würde der Versuch, die bekannten Vorrichtungen mit den angegebenen hohen Geschwindigkeiten zu betreiben, an der Lagerung insbesondere der Treibwellen scheitern.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine durch ein Druckmedium betriebene, insbesondere für zahnärztliche Zwecke geeignete Vorrichtung zu schaffen, welche kleine Bohrer, Fräser, Schleifscheiben oder ähnliche zahnärztliche oder für andere Zwecke 50 verwendbare Werkzeuge antreiben kann, und zwar mit so hohen Drehzahlen, daß die hohen Schneidgeschwindigkeiten von Hartmetallwerkzeugen und Diamant werkzeugen erreicht werden. Gleichzeitig soll

für den Läufer zu dienen, und daß wenigstens der erwähnte Wälzkörpersatz auf einer Lauffläche am Läufer und einer Lauffläche im Gehäuse rollt, welche letztere derart angeordnet ist, daß sie sich nicht drehen kann, und daß der erwähnte Wälzkörpersatz mit einem Wälzkörper- (Kugel-) Käfig od. dgl. versehen ist, der von den Wälzkörpern (Kugeln) in der Drehung· um die Welle mitgenommen wird und angeordnet ist,

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seine Drehbewegung auf die Treibwelle zu über- findlichen ringförmigen Beaufschlagungskammer 7

tragen. durch in einer Zwischenwand 9 vorgesehene Düsen 8

Im einzelnen läßt sich die Erfindung auf verschie- auf den Läufer 6 aus. Anstatt einer Turbine kann ein dene Weise verwirklichen, z. B. dadurch, daß eine am Schiebeflügelmotor (Drehkolbenmotor) oder ein an-Läufer fest angebrachte Lauffläche eine Innenlauf- 5 derer druckluftbetriebener umlaufender Motor vorfläche für die Wälzkörper bildet, daß die im Gehäuse gesehen sein. Die Zuführung der Druckluft zu der gegen Drehung festgehaltene Lauffläche eine Außen- Beaufschlagungskammer 7 wird durch ein federlauffläche für die Wälzkörper bildet und daß der belastetes Kugelventil 10 geregelt, das in dem zwischen den Wälzkörpern eingreifende Käfig od. dgl. Stutzen 4 angeordnet ist. Von dem durch den mit der Welle verbunden ist. Im übrigen kann ein io Schlauchanschluß 5 und den Stutzen 4 gebildeten Handstück mit dem Gehäuse verbunden sein und eine Ventilgehäuse führt ein Kanal 11 in die ringförmige mit der Treibwelle gekuppelte Zwischenwelle im Beaufschlagungskammer 7. Von dem Turbinenläufer 6 Handstück drehbar gelagert und das Regelungsventil strömt die Luft über eine Ringkammer 12 durch rückam Handstück vorgesehen sein, was an sich bekannt wärts gerichtete, im hinteren Teil 2 des Gehäuses vorist. In diesem Falle empfiehlt die Erfindung, die 15 gesehene Öffnungen 13 ins Freie. Der Turbinenläufer 6 Treibwelle mit einer Bremsscheibe zu versehen, hat axial verlängerte Nebenteile 14, die beiderseits welche mit einem Bremsglied derart zusammenwirkt, des Läufers in je einem Kugellager laufen. Diese daß das Bremsglied vom Ventil-Betätigungsglied be- Kugellager bestehen aus je einem Innenlauf ring 15, tätigt wird, und zwar derart, daß bei Verminderung einem Außenlaufring 16, den Kugeln 17 und Kugel- oder Absperrung des Druckmediumstromes das 20 käfigen 18. Der Außenlaufring 16 des hinteren Kugel-Bremsglied zur Bremsung der Bremsscheibe und der lagers sitzt fest in dem hinteren Teil 2 des Motor-Treibwelle gebracht wird. Jedenfalls können die Lauf- gehäuses, während der Außenlaufring 16 des vorderen flächen der Wälzkörper derart gegeneinander- und aus- Kugellagers in der Zwischenwand 9 axial beweglich einanderbeweglich angeordnet sein, daß die Anpreß- sitzt und durch eine Ringscheibe 19 aus Gummi oder drücke der Wälzkörper gegen die Laufflächen und da- 25 einem anderen biegsamen Material an der Verdrehung mit die Reibungskräfte veränderlich sind, und daß gehindert wird.

das Betätigungsglied für das Regelventil ausgebildet Eine Motorwelle 20 erstreckt sich frei durch eine

ist, um die Anpreßdrücke gleichzeitig mit Erhöhung den Turbinenläufer 6 und die axialen Fortsätze 14

des Druckmediums zu steigern. zentral durchsetzende Bohrung und ist drehbar in Ku-

In dem Falle, in dem an einem Ende des Gehäuses 30 gellagern 21 und 22 gelagert. Das Kugellager 21 ist

ein Handstück angeschlossen ist, in welchem eine mit in dem hinteren Teil 2 des Motorgehäuses angeordnet,

der Treibwelle gekuppelte Zwischenwelle drehbar ge- Das Kugellager 22 sitzt in einer Hülse 23, die ihrer -

lagert ist, schlägt die Erfindung im übrigen vor. daß seits in dem vorderen Gehäuseteil 1 angeordnet und

das Handstück axial gegen das Gehäuse gegen Feder- relativ zu dem Kugellager 22 axial beweglich ist. Die

cinwirkung verschiebbar und ein Spannfutter zur 35 Kugelkäfige 18 bilden Organe zur Übertragung der

Aufnahme eines W^Terkzeugschaftes, z. B. eines zahn- Drehbewegung der Kugeln 17 um die Turbinenachse

ärztlichen Bohrers od. dgl., im Handstück in An- au'f die Welle 20. Zu diesem sind die Kugelkäfige 18

triebsverbindung mit der Zwischenwelle angeordnet mit der Welle 20 über Stifte 24 verbunden, welche die

und das Spannfutter nach Verschieben des Hand- Kugelkäfige und die Welle quer durchsetzen. Da die

Stückes festhaltbar und mit einem Knopf an einem 40 Kugeln 17 um die Turbinenachse, d.h. die Längsachse

aus dem Gehäuse ragenden Ende der Treibwelle zur der Maschine, mit einer Drehzahl umlaufen, die we-

Festspannung bzw. Lösung des Werkzeugschaftes ein- niger als halb so groß ist wie die Drehzahl des Tur-

stellbar ist. binenläufers 6, wirken die Kugeln 6 im wesentlichen

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind' wie die Planetenräder eines Planetenreibgetriebes. vor allem darin zu sehen, daß bei einer Vorrichtung, 45 Die Drehzahl der Welle 20 ist also weniger als halb die nicht schwerer ist als ein gewöhnliches zahnarzt- so groß wie die des Turbinenläufers 6. Die Fähigkeit lieh es Handstück, Läufer und Wellen dauernd mit der Kugelkäfige 18 zur Übertragung eines Drehhohen Geschwindigkeiten rotieren können, so daß mit moments auf die Welle 20 ist natürlich von der Reiso hohen Drehzahlen gearbeitet werden kann, daß die bung zwischen den Kugeln 17 und den Innen- bzw. hohen Schneidgeschwindigkeiten von Hartmetallwerk- 50 Außenlaufringen 15 und 16 abhängig. Zur Aufrechtzeugen und Diamantwerkzeugen ausgenutzt werden erhaltung dieser Reibung steht der Außenlaufring 16 können, was insbesondere für zahnärztliche Arbeiten des vorderen Lagers unter der Wirkung einer Feder von erheblichem Vorteil ist. 25, die ihn auf den Turbinenläufer zu drückt. Die

In folgendem wird die Erfindung an Hand !edig- Feder 25 überträgt einen Axialdruck auf den Außen-

lich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnun- 55 laufring 16 und sitzt zwischen diesem und der Hülse

gen ausführlicher erläutert; es zeigt 23, die ebenfalls in dem Teil 1 des Motorgehäuses

Fig. 1 und 2 die Vorrichtung nach der Erfindung axial beweglich angeordnet ist. Eine Stange 26 ist in

im Längsschnitt sowie der Längsrichtung des Stutzens 4 verschiebbar und

Fig. 3 einen Schnitt in Richtung III-III der Fig. 2. greift an einer Schrägausnehmung (Schlitz) 27 der

Die in den Zeichnungen dargestellte Vorrichtung 60 Hülse 23 an, so daß deren Verdrehung in dem Verdient für zahnärztliche Zwecke und ist mit einem Mo- derteil 1 um die Maschinenlängsachse verhindert wird, tor versehen, der einen Vorderteil 1 und einen bei 3 Bei' Verschiebung der Hülse 23 zum hinteren Teil 2 in diesem eingeschraubten rückwärtigen Teil 2 auf- des Motorgehäuses hin wird infolge der schrägen weist. Der Vorderteil 1 bildet einen Stutzen 4 für Grundfläche der Ausnehmung 27, auf der die Stange einen Schlauchanschluß 5, über den die Vorrichtung 65 26 ruht, diese verschoben. Dadurch wird das Ventil 10 von einer geeigneten Quelle mit Preßluft versorgt von seinem Sitz abgehoben und die Beaufschlagung wird. Diese Preßluft treibt einen als Turbinenlaufrad der Turbine mit Druckluft eingeleitet,
ausgebildeten Läufer 6 an, welcher drehbar in dem In dem vorderen Teil 1 des Motorgehäuses ist abMotorgehäuse gelagert ist und mit Treibluft versorgt nehmbar ein Griffstück befestigt, das in dem darwird. Diese tritt aus einer vor dem Vorderteil 1 be- 70 gestellten Ausführungsbeispiel aus einem im wesent-

Claims

lichen rohrförmigen Gehäuse 30 besteht, welches in einer Bohrung des Motorgehäuseteils 1 sitzt und durch eine Kugel 28, welche von einer kreisförmigen Blattfeder belastet ist, festgehalten wird. Das Gehäuse 30 enthält eine Zwischenwelle 31, welche in einem Kugellager 32 und einem Nadellager 33 montiert ist. Die Zwischenwelle ist mit einem Klauenkupplungsteil 34 versehen, der mit einem auf der Welle 20 befestigten Klauenkupplungsteil 35 zum Eingriff gebracht werden kann. Der Kupplungsteil 35 trägt einen Bremskonus 36, welcher mit einem entsprechenden Bremskonus 37 in der Hülse 23 zusammenwirkt. Die Zwischenwelle 31 wird von einer Feder 38 in der dargestellten Lage gehalten. Eine leicht gekrümmte Blattfeder 39 ist in dem Gehäuse 30 zwischen einem an diesem ausgebildeten Widerlager 40 und einem an der Hülse 23 ausgebildeten Widerlager 41 eingesetzt. Wenn der erhöhte Teil der Blattfeder 39 auf das Gehäuse 30 zu gedrückt wird, bewegt das in dem Gehäuse 30 geführte hintere Ende der Feder 39 die Hülse 23 auf die Turbine zu, so daß die Stange 26 das Ventil 10 öffnet und gleichzeitig den Bremskonus 37 von dem Bremskonus 36 abrückt. Die Turbine kann daher umlaufen und die Antriebswelle 20 und die Zwischenwelle 31 antreiben. Bei erhöhtem Druck auf die Blattfeder 39 wird die Hülse 23 stärker verschoben und die Feder 25 stärker gespannt, so daß die Reibung zwischen den Kugeln 17 und den Lauf ringen 15 und 16 erhöht wird. Auf diese Weise kann das Reibgetriebe ein stärkeres Turbinendrehmoment übertragen. Die Zwischenwelle 31 ist mit einem darin eingeschraubten Spannfutter 45 versehen. In dem Spannfutter kann der zylindrische Schaft eines nicht dargestellten Werkzeuges, z. B. eines Dentalfräsers, einer Schleif- oder Polierscheibe oder eines anderen Werkzeuges, eingesetzt werden. Das Spannfutter 45 hat hinten einen Innenkonus, der mit einem Außenkonus 44 einer axial geschlitzten Spannhülse 43 zusammenwirkt, die in der Bohrung 29 der Zwischenwelle 31 sitzt und das Werkzeug festhält. Zur Befestigung des Werkzeuges in dem Spannfutter ist die Welle 20 an ihrem aus dem hinteren Gehäuseteil herausragenden hinteren Ende mit einem Knopf 46 versehen, mit dessen Hilfe die Welle 20 und die Zwischenwelle 31 relativ zum Griffstück 30 von Hand verdreht werden können. Außerdem ist das Griffstück 30 mit dem Lager 32 auf der Zwischenwelle 31 gegen die Wirkung der Feder 38 auf das Motorgehäuse 1, 2 zu verschiebbar. Wenn das Griffstück 30 aus der dargestellten Stellung auf das Motorgehäuse zu verschoben wird (in der dargestellten Stellung greift die Verriegelungskugel 28 in eine Ringnut 47 des Griffstückes 30 ein), gelangen an dem Spannfutter45 ausgebildete Klauen zum Eingriff in Vertiefungen 42 an der inneren Vorderwand des Griffstückes 30 und werden in diesen Vertiefungen festgehalten. In dieser Stellung des Griffstückes bewirkt eine Verdrehung der Zwischenwelle 31 mittels des Knopfes 46 ein Ein- oder Ausschrauben des Spannfutters 45 in die bzw. aus der Zwischenwelle 31. Beim Einschrauben des Spannfutters 45 in die Welle 31 wird die geschlitzte Spannhülse 43 festgezogen, weil der Innenkonus des Spannfutters 45 den entsprechenden Außenkonus 44 der Spannhülse 43 umschließt und die Hülse auf dem Schaft eines (nicht dargestellten) Werkzeuges festzieht, welches in das Spannfutter und die Spannhülse eingesetzt worden ist. Das Lösen des Werkzeuges wird durch Verdrehung des Knopfes in der entgegengesetzten Richtung bewirkt. Das vorstehend beschriebene und in der Zeichnung dargestellte zahnärztliche Werkzeug ist nur als Ausführungsbeispiel der Erfindung anzusehen, deren Einzelheiten in verschiedener Weise abgeändert werden können. An Stelle des die Beaufschlagung des Druckmediums zu dem Läufer regelnden Kugelventils 10 kann auch ein anderer Ventilmechanismus zur Steuerung der Austrittsöffnungen der Turbine oder eines sonstigen Motors vorgesehen sein. Das dargestellte gerade Griffstück kann durch ein abgewinkeltes Griffstück ersetzt werden, wie es bei zahnärztlichen Werkzeugen üblich ist. Die Vorrichtung kann auch für andere als zahnärztliche Zwecke verwendet werden, z. B. als Schleif- oder Fräsmaschine für schwierige Arbeiten, wie die Herstellung von Preß- oder Schmiedewerkzeugen, künstlerischen Skulpturen od. dgl. Patent λ ν s ι· κ C γ. η ε .

1. Durch ein Druckmedium betriebene Vorrichtung, insbesondere für zahnärztliche Zwecke, deren Motor aus einem Gehäuse und einem im Gehäuse gelagerten Läufer besteht und welche mit einem Ventil zur Regelung des Druckmedium-Stromes durch den Motor versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Gehäuse (1, 2) gelagerte Treibwelle (20) gegenüber dem Läufer (6) drehbar angeordnet sowie daß der Läufer (6) im Gehäuse (1, 2) in Wälzlagern (Kugellagern) gelagert ist, die axial und radial belastet und an beiden Enden des Läufers vorgesehen sind sowie aus Sätzen von Wälzkörpern (Kugeln 17) bestehen, von welchen Sätzen wenigstens einer ausgebildet ist, um die Drehbewegung des Läufers (6) auf die Welle (20) zu übertragen und gleichzeitig als Lagerung für den Läufer zu dienen, und daß wenigstens der erwähnte Wälzkörpersatz auf einer Lauffläche (15) am Läufer und einer Lauffläche (16) im Gehäuse rollt, welche letztere derart angeordnet ist, daß sie sich nicht drehen kann, und daß der erwähnte Wälzkörpersatz mit einem Wälzkörper- (Kugel-) Käfig (18) od. dgl. versehen ist, der von den Wälzkörpern (Kugeln) in der Drehung um die Welle (20) mitgenommen wird und angeordnet ist, seine Drehbewegung auf die Treibwelle zu übertragen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine am Läufer (6) fest angeordnete Lauffläche (15) eine Innenlauffläche für die Wälzkörper (Kugeln 17) bildet, daß die im Gehäuse gegen Drehung festgehaltene Lauffläche (16) eine Außenlauffläche für die Wälzkörper (Kugeln) bildet und daß der zwischen dien Wälzkörpern eingreifende Käfig (18) od. dgl. mit der Welle (20) fest verbunden ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, in welcher ein Handstück mit dem Gehäuse verbunden ist und eine mit der Treibwelle gekuppelte Z wischen welle im Handstück drehbar gelagert ist und ein BetatigungsgMed für das Regelungsventil am Handstück vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibwelle (20) eine Bremsscheibe (36) trägt, welche mit einem Bremsglied (37) derart zusammenwirkt, daß das Bremsglied vom Ventilbetätigungsglied (39) betätigt wird, und zwar derart, daß bei Verminderung oder Absperrung des Druckmediumstromes das Bremsglied zur Bremsung der Bremsscheibe und der Treibwelle gebracht wird.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1,2 oder 3, da.durch gekennzeichnet, daß die Laufflächen (15,