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Bohrhandstück für zahnärztliche Zwecke Die Erfindung bezieht sich
auf ein Bohr- oder dergleichen Handstück für zahnärztliche Zwecke, bei welchem im
Kopfteil des in der Regel als Winkelstück ausgebildeten Handstückes ein Einspannteil
für das Werkzeug und eine beispielsweise durch Druckluft radial beaufschlagte Schnellstlaufturbine
als Antrieb für das Einspannteil angeordnet ist. Die außerordentlich hohen Drehzahlen
der Turbine bedingen eine weitgehend schwingungsfreie Lagerung der Turbinenwelle
mit einwandfreier Schmierung der Lagerstellen, um eine vorzeitige Abnutzung und
Zerstörung der Wellew lager zu vermeiden. Der Turbinenläufer ist beidseitig mittels
Kugellager im Handstückkopf gelagert, und die Schmierung der Kugellager erfolgt
in der Weise, daß der Druckluftstrom, dem ein Ölnebel beigemischt ist, nach Entspannung
an den Turbinenschaufeln über die Kugellager zu im Handstückkopfgehäuse angeordnien
Ausströmöffnungen geführt wird. Die beidseitige Anordnung von Kugellagern macht
das Anbringen von Ausströmöffnungen in den beiden stirnseitigen, zumeist zur Läuferachse
senkrechten Gehäusewandungen erforderlich, wobei die neben der Austrittsstelle des
Bohrerschaftes durch dieser Stelle benachbarte Öffnungen entweichende Luft zu Kühl-bzw.
Spülzwecken auf das Bohrgebiet gerichtet sein kann. Nachteilig hierbei ist, daß
von der nach beiden Seiten ausströmenden Luft nicht nur die Behandlungsstelle am
Zahn, sondern auch Stellen im Munde des Patienten, an denen keine Behandlung stattfindet,
getroffen werden. Da der Arbeitslüftstrom nach Entspannung an der Turbine sehr stark
abgekühlt ist, werden an den betreffenden Stellen infolge Unterkühlung und Austrocknung
Beschwerden hervorgerufen.
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Die Erfindung bringt eine Lösung, die bei weitgehend schwingungsfreier
Lagerung des Turbinenläufers den erwähnten Nachteil dadurch beseitigt, daß gemäß
der Erfindung die an ihrem dem Werkzeug abgewandten Ende den Turbinenläufer tragende
Turbinenwelle auf ihrer ganzen oder nahezu ganzen Länge im Handstückkopf mittels
Kugellagern od. dgl. frei tragend gelagert ist und das freie Wellenende mit einer
in der benachbarten stirnseitigen Gehäusewandung angeordneten Bohrung einen Ringspalt
als Ausströmöffnung für einen Teil der über die Kugellager abgeführten Arbeitsluft
bildet.
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Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend an Hand des in Fig. 1
bis 5 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es veranschaulicht
Fig. t eine schematische Ansicht eines Winkel-Bohrhandstückes, Fig. 2 einen Schnitt
durch einen Teil der - Fig. 1 nach Linie II-II,
Fig. 3 einen Schnitt durch Fig. 2
nach Linie III-III, Fig. 4 einen Schnitt der Fig. 3 nach Linie IV-IV, Fig. 5 eine
andere Lagersicherung im Schnitt.
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Bei dem in Fig. 1 schematisch veranschaulichten Winkelhandstück ist
ein das Werkzeug enthaltender Kopfteil 1 über ein stielartiges Zwischenstück 2 mit
dem Handstückliörper 3 verbunden, an den mittels einer Kupplungsvorrichtung 4 ein
flexibles Leitung stück 5 mit Druckmittelleitungen angeschlossen ist.
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Der Handstückkopf 1 besteht, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, im wesentlichen
aus einem topfartigen Gehäuseteil 6 mit einem buchsenartigen Einsatz 7, in dessen
Innenraum der trommelartige Turbinenläufer 8 angeordnet ist. Die an ihrem dem Werkzeug
abgewandten Ende den Turbinenläufer 8 tragende Turbinenwelle 11 ist auf ihrer nahezu
ganzen Länge mittels zweier Kugellager9, 10 in dem Handstückkopf frei tragend gelagert.
Die inneren Laufringe der beiden Kugellager sind auf die Turbinenwelle festsitzend
aufgebracht, z. B. aufgepreßt, während die äußeren Laufringe in einen topfartigen
Gehäuseteil 12 eingepreßt sind, so daß dieser Gehäuseteil zusammen mit den Kugellagern
und dem Turbinenläufer eine Baueinheit bilden. Zwischen den beiden Kugellagern bzw.
zwischen deren äußeren Laufringen ist ein Distanzring 13 vorgesehen. Der Gehäuseteil
12 kann mit dem übrigen, ebenfalls etwa topfartig ausgebildeten Gehäuseteil 6 lösbar,
z. B. mittels Schraubgewinde 14, verbunden werden. Auf diese Weise ergibt sich eine
leichte bequeme Auswechselbarkeit der Antriebsturbine zusammen mit ihrer Lagerung,
so daß bei Abnutzung der Wellenlager durch Einsatz einer in Serienfertigung -11-
ers teIlbaren Baueinheit die Lager auswechslung durch den Behandler selbst vorgenommen
werden kann.
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Der Gebäuseteil 12 kann aus MetalI bestehen. Er kann indes auch aus
Kunststoff gefertigt sein. Ebenfalls
aus Kunststoff kann die Turbinenwelle
bestehen, in der eine zentrische Axialbohrung vorgesehen sein kann, in die der Werkzeugschaft
15 des Werkzeuges 16 unmittelbar mit Paßsitz einfügbar ist. Hierdurch werden gesonderte
Lagerungsteile, z. B. an sich bekannte, in die Bohrung der Turbinenwelle einfügbare
Plastikmuffen, zur Halterung des Werkzeuges vermieden.
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Die Turbine weist einen trommelartigen Läufer mit auf dem Trommelmantel
angeordneten Turbinenschaufeln 18 auf, die entweder achsparallel oder, wie in Fig.
2 und 3 veranschaulicht ist, unter einem Winkel gegeniiber den achsparallelen Mantellinien
nach Art einer Schrägverzahnung in Schrägstellung angeordnet sein können. Die Druckluftzuführung
erfolgt mittels einer durch das flexible Leitungsstück 5 hindurchgeführten Leitung
19, die mit einer in dem stielartigen Teil 2 angeordnetenBohrung 20 verbunden ist,
an die sich ein düsenartiger Teil21 anschließt, der unter einem Winkel gegen die
Turbinenschaufeln geneigt ist. Die Einströmöffnung 22 in der inneren Wandung des
Einsatzteiles 7 erstreckt sich in Drehrichtung der Turbine über; wenigstens zwei
benachbarte Turbinenschaufeln, z.'B.- in Fig. 2 über die Turbinenschaufeln 18',
so daß stets jeweils wenigstens zwel Turbinenschaufeln gleîchzeiíig von dem Drucklufístrom
beaufschlagt sind Durch die Erstreckung der Einströmöffnung über.-wenigstens zwei
Turbinenschaufeln werden die Spitzenwerte des Schalidruckes beim Vorbeistreifen
der Schaufelaußenkanten an der Einströmöffnung infolge der Vergrößerung des Überdeckungsgrades
der beim erhacken der Antriebsluft durch die Schaufeln entstehenden Schwingungsamplituden
herabgedrückt und auf diese Weise eine Verringerung des Geräuschpegels der Turbine
erzielt.
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Die Antriebs luft, die mit-einem Olnebel vermischt der Turbine zugeführt
wird, wird zu einem Teil über die Kugellager geführt, deren Schmierung durch den
Ölnebel bewirkt wird und kann durch einen Ringspalt 23 austreten, den das freie
Endender Turbinenwelle 11 mit einer in der Stirnwandung 12' angeordneten Ausnehmung
bildet. Der Ringspalt ist so gerichtet, daß die Ausströmluft, die nach der Entspannung
an den Turbinenschaufeln sehr stark abgekühlt ist, auf den Kopf des Werkzeuges 16
auftrifft und die Kühlung des Werkzeuges und der Behandlungsstelle bewirkt. Über
eine im Innern des Handstückes vorgesehene Leitung 24 kann Druckwasser zugeführt
werden, das aus einer unmittelbar vor dem Handstückkopf angeordneten Ausströmdüse
25 in Richtung auf den Bohrkopf austreten kann. Am Bohrkopf wird ein sprayartiges
Wasser-Luft-Gemisch erzeugt, das einerseits die Kühlung des Bohrers und andererseits
der Behandlungsstelle bewirkt.
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Der restliche größere Teil der entspannten Antriebsluft wird aus
dem Turbinengehäuse über eine in Fig. 3 gestrichelt angedeutete Ausströmöffnung
26 im Einsatzteil 7 zu einem im Innern des Handstückes angeordneten Sammelkanal
27 und über eine durch das flexible Leitungsstück 5 hindurchgeführte Rückführleitung
zu einer an oder nach dem Ende des flexiblen Leitungsstückes angeordneten Ausströmoeffnung
geführt. Durch die verhältnismäßig lange Rückführleitung werden die Luftschwingungen
gedämpft und das Pfeifgeräusch der Turbine noch weiter herabgesetzt.
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Die Lagensicherung der - Kugellager 9, 10 kann an .Stelle der vorerwähnten
Ein bzw. Aufpressung durch Schrauben bewirkt werden. Gemäß Fig. 5 können die beiden
Außenringe mit-HiRfe einer Sicherungsschraube
28 unter Zwischenfügung eines mit Paßsitz
saugend in den Gehäuseteil 12 einfügbaren Zwischenrings 29 gesichert werden, wobei
die Sicherungsschraube 28 mit dem Gehäuseteil 12 verschraubbar ist. In ähnlicher
Weise können die auf der Turbinenwelle sitzenden Innenringe der Kugellager, unter
Zwischenfügung eines Sicherungsringes 30, mittels einer mit der Turbinenwelle 11
verschraubbaren Sicherungsschraube 31 gesichert werden, wobei der Zwischenring 30
mit Paßsitz saugend auf die Turbinenwelle aufgebracht ist. In diesem Falle bildet
die Sicherungsschraube 31 mit der benachbarten Stirnwandung des Gehäuseteils 12
den Ringspalt 32 für die ausströmende Kühlluft.
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Das flexible Leitungsstück kann aus einem Mehrkanal schlauch, der
die Druckmittelzu- und -rückführleitungen enthält, bestehen.
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Bei~einem trommelartigen Turbinenläufer mit auf dem Trommelmantel
unter einem Winkel gegen die achsparallelen Mantellinien angeordneten Turbinenschaufeln
wird der Anstellwinkel so gewählt, daß das Drehmoment einen optimalen und der axiale
Schub einen entsprechend geringen Wert besitzt.
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PATENTANSPEICCIIE: 1. Bohrhandstück für zahnärztliche Zwecke od.
dgl., bei welchem im Kopfteil des Handstückes ein Einspannteil für das Bohr- oder
dergleichen Werkzeug und eine beispielsweise durch Druckluft angetriebene Schnellstlaufturbine
für den Werkzeugantrieb angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die an ihrem
dem Werkzeug abgewandten Ende den Turbinenläufer tragende Turbinenwelle auf ihrer
ganzen oder nahezu ganzen Länge im Handstückkopf mittels Kugellagern od. dgl. frei
tragend gelagert ist und das freie Wellenende mit einer in der benachbarten stirnseitigen
Gehäusewandung angeordneten Bohrung einen Ringspalt als Ausströmöffnung für einen
Teil der über die Kugellager abgeführten Arbeitsluft bildet.