DE1085646B - Dental drill handpiece - Google Patents
Dental drill handpieceInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die in der neueren zahnärztlichen Behandlungstechnik für den Antrieb von Bohr- u. dgl. Werkzeugen verwendeten Handstücke mit einem von der Handhabe abgewinkelten Kopfteil, in den eine Druckluftturbine für 200000 und mehr Umdrehungen pro Minute eingebaut ist.The invention relates to those used in the newer dental treatment technology for the drive Handpieces used by drilling and similar tools with a handle angled from the handle Head section in which a compressed air turbine for 200,000 and more revolutions per minute is installed.
Bei den bekannten Hochtouren-Druckluftturbinen-Bohrhandstücken ist das Turbinenrad auf beiden Seiten in Kugellagern gelagert. Die Kugellager sind sowohl zum Turbinenraum als auch zu der diesem Raum abgewandten Seite hin offen. In den Turbinenraum münden eine Druckluftzuleitung und eine Druckluftableitung. Die dem Turbinenraum abgewandte Öffnung des auf der Bohrerseite angeordneten Kugellagers hat über einen ringförmigen Spalt, der die Turbinenwelle umgibt, und über Bohrungen in der vorderen Stirnseite des Kopfteils Verbindung mit der Außenluft. Das rückseitige Kugellager grenzt mit seiner dem Turbinenraum abgewandten Öffnung an einen flachen Raum an, der über Bohrungen in der Abdeckung der rückseitigen Stirnfläche des Kopfteils mit der Außenluft in Verbindung steht. Die Treibluft für die Turbine ist mit einem Ölnebel versetzt. Die mit Ölnebel versetzte Treibluft verläßt den Turbinenraum zu einem Teil durch die am Turbinenraum ansetzende, im Handstück liegende Rückleitung und tritt am Handstückende ins Freie. Zu einem anderen Teil durchströmt die entspannte Treibluft das vordere Kugellager und tritt aus dem ringförmigen Spalt um die Turbinenwelle herum und aus den Bohrungen in der vorderen Stirnseite zur Bohrstelle hin aus. Der restliche Teil der Treibluft strömt durch das rückseitige Kugellager und verläßt den angrenzenden flachen Raum durch die Bohrungen in der Abdeckung der rückseitigen Stirnfläche.In the known high-speed pneumatic turbine drilling handpieces, the turbine wheel is on both sides stored in ball bearings. The ball bearings are both to the turbine room and to this The side facing away from the room is open. A compressed air supply line and a compressed air discharge line open into the turbine space. The opening of the ball bearing on the drill side facing away from the turbine chamber has an annular gap surrounding the turbine shaft and holes in the front face of the head part connection with the outside air. The rear ball bearing borders with its opening facing away from the turbine space to a flat space, which has holes in the Cover of the rear face of the head part with the outside air in communication. The driving air for the turbine is mixed with an oil mist. The propellant air mixed with oil mist leaves the turbine room partly through the return line in the handpiece attached to the turbine chamber and steps outside at the end of the handpiece. The relaxed propellant air flows through the front to another part Ball bearing and emerges from the annular gap around the turbine shaft and out of the bores in the front face towards the drilling point. The remaining part of the propellant air flows through the rear ball bearings and leaves the adjacent flat space through the holes in the cover the rear face.
Der Erfindung liegen umfangreiche Untersuchungen zugrunde über eine Minderung des starken Pfeiftons dieser bekannten Hochtouren-Druckluftturbinen-Bohrhandstücke. Diese Versuche brachten die Erkenntnis, daß der Pfeifton wesentlich durch den drei- \adaen Luftaustritt am Handstück bedingt ist und gemildert werden kann, wenn man den am Handstück austretenden Luftstrom beschränkt auf denjenigen kleinen Teil, der aus dem ringförmigen Spalt um die Turbinenwelle herum zum Bohrer hin austritt. Dieser Teil der Ausströmluft ist einerseits nicht zu vermeiden, weil ein ringförmiger Spalt um die Turbinenwelle für deren freie Drehung im Kopfteil des Handstücks unerläßlich ist. Andererseits kann sie in Verbindung mit einem auf die Bohrstelle gerichteten Wasserstrahl der Erzeugung einer Spray-Kühlung des Bohrers dienstbar gemacht werden.The invention is based on extensive investigations into a reduction in the strong whistling sound of these well-known high-speed pneumatic turbine drilling handpieces. These attempts brought the realization that the whistling sound is essentially due to the three-way air outlet on the handpiece and can be alleviated if the air flow exiting the handpiece is restricted to that small part that emerges from the annular gap around the turbine shaft towards the drill. This On the one hand, part of the outflow air cannot be avoided because there is an annular gap around the turbine shaft is essential for their free rotation in the head part of the handpiece. On the other hand, they can connect with a water jet directed at the drilling site to generate spray cooling of the Bohrers are made subservient.
Auf Grund dieser Erkenntnis besteht bei einem zahnärztlichen Bohrhandstück mit in seinem Kopfteil Zahnärztliches BohrhandstückBased on this knowledge, there is also a dental drill handpiece in its head part Dental drill handpiece
Anmelder:Applicant:
Siemens - Reiniger -WerkeSiemens - Reiniger -Werke
Aktiengesellschaft,
Erlangen, Luitpoldstr. 45-47Corporation,
Erlangen, Luitpoldstr. 45-47
Ernst-August Behne und Dipl.-Ing. Wilhelm Seegers,Ernst-August Behne and Dipl.-Ing. Wilhelm Seegers,
Erlangen,
sind als Erfinder genannt wordenGain,
have been named as inventors
eingebauter Drucklufturbine für 200 000 und mehr Umdrehungen pro Minute und mit zu beiden Seiten des Turbinenraums angeordneten Kugellagern, die sowohl zum Turbinenraum als auch zu der diesem Raum abgewandten Seite hin offen sind, um zwecks Kühlung und Schmierung den Durchtritt von Treibluft zu ermöglichen, die mit einem Ölnebel versetzt ist, sowie mit einer Luftrückleitung durch das Handstück hindurch, die Erfindung darin, die rückseitige Stirnfläche des Kopfteils unter Freilassung eines flachen Raums, der an die dem Turbinenraum abgewandte Öffnung des rückseitigen Kugellagers angrenzt, nach außen luftdicht abzuschließen, den flachen Raum hinter dem rückseitigen Kugellager durch einen Kanal mit der Luftrückleitung im Handstück zu verbinden und die Luftrückführung durch einen sich an das Handstück anschließenden Schlauch bis zu einer Ausströmöffnung im Geräteständer fortzusetzen.built-in compressed air turbine for 200,000 and more revolutions per minute and with on both sides of the turbine room arranged ball bearings, which both to the turbine room and to this Side facing away from the room are open to allow the passage of propellant air for the purpose of cooling and lubrication to enable, which is mixed with an oil mist, as well as with an air return line through the handpiece therethrough, the invention therein, the rear face of the head part leaving a flat space adjoining the opening of the rear ball bearing facing away from the turbine space, seal off the flat space behind the rear ball bearing with an airtight seal to the outside Connect the duct with the air return line in the handpiece and the air return through one the hose connecting the handpiece to an outflow opening in the device stand.
Bei dem Handstück nach der Erfindung werden wie bei den bekannten Hochtouren-Druckluftturbinen-Bohrhandstücken beide Kugellager von Treibluft durchströmt, am Handstück selbst tritt jedoch nur ein sehr geringer Teil der entspannten Treibluft zum Bohrer hin aus. Der wesentliche Teil der Treibluft wird durch das Handstück und den sich daran anschließenden Schlauch hindurch in den Geräteständer hineingeführt und strömt erst innerhalb dieses Ständers aus. Die verhältnismäßig lange Luftrückführung von der Turbine bis in den Geräteständer hinein bewirkt eine starke Dämpfung der Schwingungen, die den Pfeifton erzeugen. Der Pfeifton entsteht daher nur mit verminderter Intensität. Durch die lange Luftrückleitung ist zwar eine stärkere Drosselwirkung gegeben. Überraschenderweise konnten trotzdem bei um etwa 20 0/a erhöhtem Luftdruck Drehzahlen bis zu 300 000 und mehr pro Minute erreicht werden.In the handpiece according to the invention, as in the known high-speed pneumatic turbine drilling handpieces, both ball bearings are traversed by propellant air, but on the handpiece itself only a very small part of the relaxed propellant air emerges towards the drill. Most of the propellant air is fed through the handpiece and the hose connected to it into the device stand and only flows out within this stand. The relatively long air return from the turbine to the device stand causes a strong dampening of the vibrations that generate the whistling sound. The whistling sound is therefore only produced with reduced intensity. Due to the long air return line, there is a stronger throttling effect. Surprisingly, speeds of up to 300,000 and more per minute could nonetheless be achieved with an air pressure increased by about 20 0 / a.
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Die Maßnahmen nach der Erfindung beseitigen Das Hochtouren-Druckluftturbinen-Bohrhandstück 1The measures according to the invention eliminate the high-speed compressed air turbine drilling handpiece 1
gleichzeitig einen weiteren Mangel der bekannten mit dem dieDruckluftzu-und-ableitungen enthaltendenat the same time another deficiency of the known one containing the compressed air supply and discharge lines
Hochtouren-Druckluftturbinen-Bohrhandstücke. Die Schlauchstück 2 ist in an sich bekannter Weise mittelsHigh speed air turbine handpieces. The hose piece 2 is means in a known manner
Entspannung der Druckluft beim Austritt aus dem der starren Halterungsvorrichtung 3 an dem Abdeck-Relaxation of the compressed air when it emerges from the rigid mounting device 3 on the cover
Turbinenraum hat eine starke Abkühlung zur Folge. 5 teil 4 des bekannten zahnärztlichen Geräteständers 5The turbine room results in severe cooling. 5 part 4 of the well-known dental equipment stand 5
Der Kaltluftstrom, der bei den bekannten Bohrhand- angeordnet. Das Handstück weist gemäß Fig. 2 denThe cold air flow, which is arranged in the known drilling hand. According to FIG. 2, the handpiece has the
stücken durch Bohrungen in dem Abschluß der rück- Kopfteil 6 auf, in den ein Einspannteil für das Bohr-piece through holes in the conclusion of the back head part 6, in which a clamping part for the drilling
wärtigen Stirnfläche entweicht, kühlt die dem Bohrer od. dgl. Werkzeug 7 eingebaut ist und der von einemwärtigen end face escapes, cools the drill or the like. Tool 7 is installed and that of a
abgewandte Mundpartie des Patienten stark ab. Diese Stiel 8 getragen ist, der seinerseits mit der in an sichaway from the patient's mouth. This stem 8 is carried, which in turn with the in per se
partielle Abkühlung verursacht Kälteirritationen im io bekannter Weise ausgebildeten Handhabe 9 verbundenPartial cooling causes cold irritation connected to the handle 9, which is designed in a known manner
Kieferbereich, die bis zu Entzündungen führen kön- ist. Mittels der Kupplungsvorrichtung 10 ist mit derJaw area, which can lead to inflammation. By means of the coupling device 10 is with the
nen. Die am Ende des Handstücks austretende Kalt- Handhabe 9 das Rohrstück 11 kuppelbar, in welchemnen. The emerging at the end of the handpiece cold handle 9, the pipe section 11 can be coupled, in which
luft trifft zumindest zum Teil den Arm des Zahn- der Schlauch 2 gehaltert ist.air hits at least part of the arm of the tooth - the hose 2 is held.
arztes und kann dort rheumatische Erkrankungen Der Winkelkopf 6 weist gemäß Fig. 3 und 4 den hervorrufen. Diese störenden Kaltluftströme sind bei 15 rohrförmigen Teil 12 auf, in den die ringförmigen dem Erfindungsgegenstand ebenfalls vermieden. Lagerbuchsen 13, 14 eingesetzt sind. In den Lager-Aus der Patentliteratur ist ein Schleif- und Bohrer- büchsen 13, 14 sind die äußeren Laufringe 16, 17 handstück für zahnärztliche Zwecke bekannt, bei dem zweier Kugellager 18, 19 befestigt, deren innere Laufais Treibmittel für eine kleine in den Handstückkopf ringe 20, 21 auf der Welle 22 des Turbinenläufers 23 eingebaute Turbine ein gasförmiges oder ein tropfbar 20 mit den Turbinenschaufeln 24 angeordnet sind. In flüssiges Medium verwendet werden kann. In Betracht eine zentrische Bohrung der Welle 22 ist das buchsengezogen sind Preßluft, Druckwasser und Preßöl als artige Halterungsglied 25 für das Werkzeug 15 einTreibmittel. Das Treibmittel wird durch konzen- gefügt.doctor and can there rheumatic diseases. The angle head 6 has according to FIGS. 3 and 4 the cause. These disruptive cold air flows are at 15 tubular part 12 in which the annular the subject matter of the invention also avoided. Bearing bushes 13, 14 are used. In the warehouse The patent literature is a grinding and drill bushings 13, 14 are the outer races 16, 17 handpiece known for dental purposes, in which two ball bearings 18, 19 attached, the inner Laufais Propellant for a small in the handpiece head rings 20, 21 on the shaft 22 of the turbine runner 23 built-in turbine a gaseous or a drip 20 with the turbine blades 24 are arranged. In liquid medium can be used. Considering a central bore in the shaft 22, this is socket-drawn Compressed air, pressurized water and press oil as a type of holding member 25 for the tool 15 are a propellant. The propellant is concentrated through.
irische Rohre im Handstück dem Turbinenraum zu- Zum Antrieb der Turbine dient in bekannter Weise geführt und aus diesem abgeleitet. An das Handstück 25 ein mit öl gemischter Druckluftstrom, der gemäß sind zwei konzentrische Schläuche für die Zu- und Fig. 3 durch eine Zuführungsleitung 26 über die EinAbleitung des Treibmittels angeschlossen. Aus dem Strömdüse 27 tangential an den Turbinenläufer 23 Turbinenraum soll offenbar das gesamte verbrauchte herangeführt wird.Irish pipes in the handpiece close to the turbine room. The turbine is driven in a known manner guided and derived from this. A compressed air stream mixed with oil, which according to FIG are two concentric hoses for the supply and Fig. 3 through a supply line 26 via the inlet line of the propellant connected. From the flow nozzle 27 tangentially to the turbine runner 23 The turbine room is apparently intended to bring the entire used up.
Treibmittel unmittelbar in die Treibmittelrückführung Die Kugellager 18,19 sind in bekannter Weise zum
gelangen. Kugellager sind offensichtlich nicht vorhan- 3° Turbinenraum und zu der diesem Raum abgewandten
den. Eine Schmierung der Lagerung ist nicht er- Seite hin offen. Das rückseitige Kugellager 18 grenzt
wähnt, ebensowenig ein luftdichter Abschluß an den mit seiner dem Turbinenraum abgewandten Stirnseite
Lagerstellen der Turbine in den beiden Stirnseiten des an den flachen Raum 29 an. Diesen Raum 29 schließt
Kopfes. Die Rückführung des verbrauchten Treibmit- nach außen der Deckel 39 erfindungsgemäß luftdicht
tels ergab sich offensichtlich zwingend durch die ein- 35 ab, und der Kanal 31 in der Lagerbuchse 13 verbindet
heitliche Konstruktion für die Verwendung von Druck- erfindungsgemäß den Raum 29 über den Kanal 33 im
wasser, Preßöl und Preßluft als Treibmittel. Dieses Stiel 8 mit dem Mündungsteil 35 der Druckluftrückoffenbar
nur für sehr viel geringere Umdrehungen als leitung 36. In gleicher Weise ist das Lager 19 nach
200 000 pro Minute gedachte Handstück hat hinsieht- beiden Seiten hin offen. Es grenzt mit seiner dem
lieh der Treibmittelrückführung auf die Entwicklung 4° Turbinenraum abgewandten Stirnseite an den flachen
der eingangs erwähnten, ausschließlich mit Druckluft Raum 30 an. Dieser Raum 30 steht einerseits über den
betriebenen, sehr hochtourigen Turbinen-Bohrhand- ringförmigen Spalt 41 mit der Außenluft in Verbinstücke
mit Kühlung und Schmierung von zu beiden dung. Andererseits mündet erfindungsgemäß in dem
Seiten der Turbine angeordneten Kugellagern mittels Raum 30 der Kanal 32 in der Lagerbuchse 14. Dieser
Durchströmung von mit Ölnebel versetzter Tredbluft 45 Kanal 32 führt über den Kanal 34 im Stiel 8 ebenfalls
keinen Einfluß gehabt. Das erklärt sich auch dadurch, zum Mündungsteil 35 der Luftrückleitung 36.
daß aus den Angaben in der betreffenden Patent- Der nach Abgabe seiner Energie an die Turbinenschrift
gefolgert werden mußte, daß eine lange Treib- schaufeln entspannte Druckluftstrom gelangt über die
mittelrückführung bis in den Geräteständer hinein Kugellager 18, 19, deren Schmierung durch das mitwegen
ihrer starken, die Umdrehungszahl begrenzen- 5° geführte öl bewirkt wird, in die beiderseits der Kugeiden
Drosselwirkung für Turbinen mit einer ge- lager befindlichen Räume 29, 30. Aus dem Raum 29
wünschten Drehzahl von 200 000 und mehr pro Mi- wird er erfindungsgemäß ausschließlich über die Kanute
sehr ungünstig ist. Zu Versuchen in dieser Rieh- näle 31, 33 der Luftrückleitung 36 zugeführt. Vom
tung bestand bisher kein Anlaß, weil es an der Er- Raum 30 aus kann er zu einem geringen Teil durch
kenntnis fehlte, daß die Beschränkung des Luftaus- 55 den Ringspalt 41 auf die Bohrstelle blasen. Zum
tritts am Handstück auf denjenigen unvermeidbaren größeren Teil gelangt er gemäß der Erfindung über
kleinen Teil, der aus dem ringförmigen Spalt um die die Kanäle 32, 34 ebenfalls in die Luftrückführungs-Turbinenwelle
herum ausströmt, den störenden Pfeif- leitung 36. Die Rückführungsleitung 36 verläuft durch
ton stark verringert. das Handstück und nach der Erfindung durch den Einzelheiten der "Erfindung sind nachstehend an 6o sich daran anschließenden Schlauch 2 hindurch bis zu
Hand des in den Zeichnungen in. Fig. 1 bis 5 schema- der im Geräteständer angeordneten Ausströmöffnung
tisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher er- 37, aus der der Luftstrom frei austreten kann. Die
läutert. Es veranschaulicht Ausströmöffnung kann gegebenenfalls in einen in Fig. 1 die Halterung des Handstücks an einem Fig. 1 schematisch angedeuteten Behälter 38 innerzahnärztlichen Geräteständer, 65 halb des Geräteständers münden, in dem in an sich
Fig. 2 eine Ansicht eines Winkelhandstücks, bekannter Weise z. B. mittels Luftpumpe, ein Unter-Fig.
3 einen Schnitt durch einen Teil der Fig. 2 druck erzeugt werden kann.Propellant directly into the propellant return. The ball bearings 18, 19 can be reached in a known manner. Ball bearings are obviously not available. 3 ° turbine room and the one facing away from this room. A lubrication of the bearing is not open on the side. The rear-side ball bearing 18 imagines, just as little is an airtight seal at the bearing points of the turbine with its end face facing away from the turbine space in the two end faces of the flat space 29. This space 29 closes head. The return of the used propellant to the outside of the cover 39 according to the invention airtight means evidently resulted necessarily from the one 35 off, and the channel 31 in the bearing bush 13 connects the same construction for the use of pressure according to the invention the space 29 via the channel 33 in water, press oil and compressed air as propellants. This stem 8 with the mouth part 35 of the compressed air returns only for very much smaller revolutions than the line 36. In the same way, the bearing 19 is open after 200,000 per minute, an imaginary handpiece, looks at both sides. With its end face facing away from the propellant return to the development 4 ° turbine space, it adjoins the flat space 30 mentioned above, exclusively with compressed air. This space 30 is on the one hand above the operated, very high-speed turbine-drilling hand-ring-shaped gap 41 with the outside air in connection pieces with cooling and lubrication of both manure. On the other hand, according to the invention, in the ball bearings arranged in the side of the turbine, the channel 32 opens into the bearing bush 14 by means of space 30. This is also explained by the opening part 35 of the air return line 36.
that from the information in the patent in question it had to be inferred after its energy had been given to the turbine script that a long drive blades relaxed flow of compressed air reaches the center return into the device stand into ball bearings 18, 19, which are lubricated by the strong To limit the number of revolutions- 5 ° guided oil is effected into the throttling effect for turbines with a bearing spaces 29, 30 on both sides of the spheres the canoeist is very inconvenient. For experiments in these channels 31, 33 are fed to the air return line 36. So far there has been no reason for the device, because the space 30 can be lacking to a small extent through knowledge that the restriction of the air outlet blows the annular gap 41 onto the drilling site. When the handpiece steps on that unavoidable larger part, it arrives according to the invention via a small part which flows out of the annular gap around the channels 32, 34 also into the air return turbine shaft, the disturbing whistle line 36. The return line 36 runs greatly reduced by sound. The handpiece and, according to the invention, the details of the "invention" are described in more detail below from the hose 2 adjoining it to the embodiment shown in the drawings in FIGS , from which the air flow can freely emerge. The purifies. It illustrates the outflow opening can optionally open into a container 38, which is schematically indicated in FIG 2 shows a view of an angled handpiece, in a known manner, for example by means of an air pump, a sub-FIG. 3 a section through part of FIG. 2 can be produced under pressure.
nach Linie ΠΙ-ΙΠ, Durch das Handstück und den Stiel des Winkel-along line ΠΙ-ΙΠ, through the handpiece and the handle of the angle
Fig. 4 einen Schnitt durch Fig. 3 nach Linie IV-IV, kopfes ist in bekannter Weise die weitere Leitung 42FIG. 4 shows a section through FIG. 3 along line IV-IV, the head is the further line 42 in a known manner
Fig. 5 einen Schnitt durch Fig. 4 nach Linie V-V. 70 für die Zuführung von Druckwasser vorgesehen, dasFIG. 5 shows a section through FIG. 4 along the line V-V. 70 provided for the supply of pressurized water, the
I 085I 085
aus der im Stiel des Winkelkopfes angeordneten Ausströmdüse 43 austreten kann. Die Ausströmdüse ist auf das Ende 15 α des Werkzeugs gerichtet, so daß der austretende Wasserstrahl unmittelbar auf das Werkzeugende 15 auftrifft, wobei durch die Rotation des Endstücks 15 α in Verbindung mit dem diesem aus dem Ringspalt 41 zugeführten Teil der abströmenden Antriebsluft in bekannter Weise ein sprayartiges Wasser-Luft-Gemisch erzeugt wird.can emerge from the outlet nozzle 43 arranged in the stem of the angle head. The discharge nozzle is directed at the end 15 α of the tool, so that the exiting water jet impinges directly on the tool end 15, whereby by the rotation of the end piece 15 α in connection with the part of the outflowing drive air supplied to it from the annular gap 41 in a known manner spray-like water-air mixture is generated.
Der Einbau der Lagerbuchsen in das Läufergehäuse "> kann mittels Haftverbindung, z.B. durch Löten, Kleben, Schrumpfen od. dgl. erfolgen. In ähnlicher Weise kann die Verbindung der äußeren Laufringe der Kugellager mit den Lagerbuchsen hergestellt werden.The installation of the bearing bushes in the rotor housing "> can be done by means of an adhesive connection, e.g. by soldering, gluing, shrinking or the like. In a similar way the connection of the outer races of the ball bearings with the bearing bushes can be established.
An Stelle getrennter Leitungen für die Druckluft *5 und das Druckwasser und einer gemeinsamen Hülle für die Leitungen kann in bekannter Weise ein Mehrkanalschlauch vorgesehen werden, der alle erforderlichen Leitungen für die Luftzu- und -rückführung sowie für die Druckwasserzuführung aufweist.Instead of separate lines for the compressed air * 5 and the pressurized water and a common sheath for the lines can be a multi-channel hose in a known manner provided that all the necessary lines for the air supply and return as well as for the pressurized water supply.
Claims (3)
Österreichische Patentschrift Nr. 163 217;
USA.-Patentschrift Nr. 2 799 934;
Zahnärztliche Rundschau v. 5.12.1957, S. 510, 511.Considered publications:
Austrian Patent No. 163 217;
U.S. Patent No. 2,799,934;
Dental review v. December 5, 1957, pp. 510, 511.
Priority Applications (4)
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