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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft ein Handstück
und ein Verfahren zum Verhindern, dass ein Zurücksaugen in dieses auftritt.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein durch Luft angetriebenes,
medizinisches und zahnmedizinisches Handstück (nachfolgend als "medizinisches Handstück" bezeichnet), das
ein Schneidwerkzeug durch Druckluft dreht, und ein Verfahren zum Verhindern,
dass ein Zurücksaugen
in das medizinische Handstück
auftritt.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Bei
den herkömmlichen
und in weitem Umfang verwendeten, durch Luft angetriebenen Handstücken trifft
Druckluft auf ein Rad, das drehbar im distalen Kopf des Handstücks untergebracht
ist, um dieses und das durch das Rad gehaltene Schneidwerkzeug zu
drehen. Bei diesen durch Luft angetriebenen Handstücken wird
die Drehung des Rads durch die Drehkraft selbst dann für eine Weile
aufrecht erhalten, nachdem die Zuluft von Druckluft gestoppt wurde.
Während
der Drehung durch Trägheit ist
zwar die Luftzufuhr durch den Zuführeinlass gestoppt, jedoch
wird die sich mit dem Rad drehende Luft in den Auslass herausgedrückt, was
wiederum dazu führt,
dass das Innere des Kopfs teilweise oder ganz evakuiert wird. Dies
führt dazu,
dass Verunreinigungen, die am Schneidwerkzeug anhaften oder um dieses
herum existieren, wie Speichel oder Blut und/oder Schneidbruchstücke von
Zähnen,
durch kleine Lücken
zwischen dem Kopf und dem Werkzeug in das Innere des Kopfs und dann
den Luftauslass zurückgesaugt
werden können,
so dass sich die Verunreinigungen im Inneren des Handstücks und der
Luftzuführleitung
ansammeln würden,
was in der Technik als "Sucback" oder "Zurücksaugen" bekannt ist.
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Um
zu verhindern, dass ein derartiges Zurücksaugen auftritt, wurden bisher
verschiedene Techniken vorgeschlagen. Beispielsweise offenbaren ein
Dokument 1 (JUM 6-20492 B) und ein Dokument 2 (
JP 9-122146 A ) eine Technik
zum Verhindern des Verunreinigens eines Handstücks, bei der Luft von niedrigem
Druck in das deaktivierte Handstück
geleitet wird, um im Inneren desselben einen Überdruck aufrecht zu erhalten.
Jedoch hat dies keine Beziehung zu einer konstruktiven Lösung hinsichtlich
der Zurücksaugprobleme.
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Ein
Dokument 3 (
JP 9-108239
A ) offenbart eine andere Technik, bei der ein bewegliches
Ventil im Handstück
montiert ist, durch das das Auslassen von Luft beim Stoppvorgang
des Rads angehalten wird. Das bewegliche Ventil kann durch wiederholte Sterilisiervorgänge für das Handstück unwirksam werden,
wodurch es fehlschlagen kann, das Verhindern eines Zurücksaugens
wirkungsvoll zu erzielen.
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Ein
Dokument 4 (
JP 2000-60870
A ) offenbart ein Handstück,
bei dem an der stromaufwärtigen
Seite des Luftauslasses in Bezug auf die Drehrichtung des Rads ein
Vorsprung vorhanden ist, um zu verhindern, dass Druckluft in den
Luftauslass ausgelassen wird. Bei dieser Anordnung steht der Luftauslass
dem Rad gegenüber,
was in unvermeidlicher Weise durch die Trägheitsdrehung des Rads zu einem
Unterdruck im Luftauslass führt,
woraufhin es nicht möglich
ist, auf effektive Weise die Entstehung eines Zurücksaugens
zu verhindern.
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Ein
Dokument 5 (
JP 6-28086
B ) offenbart ein Handstück,
bei dem Verunreinigungen wie Schneidbruchstücke innerhalb des Handstücks mit
Unterstützung
der Zentrifugalkraft durch einen Verunreinigungsauslassweg in die
Atmosphäre
ausgegeben werden. Auch offenbart ein Dokument 6 (
JP 2000-126203 ) ein Handstück, bei
dem am Lager ein Element zum Verhindern, dass Verunreinigungen wie Schneidbruchstücke in das
Innere des Handstücks eintreten,
vorhanden ist. Diese Handstücke
können jedoch
das Eindringen von Speichel und Blut, die kleine Verunreinigungsteilchen
enthalten, und von zugehörigem
Nebel in das Innere des Handstücks nicht
wirkungsvoll verhindern.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist ein Zweck der Erfindung, ein Handstück und ein Antriebsverfahren
für dieses
zu schaffen, durch die ein Zurücksaugen
für eine
lange Zeitperiode, bei einfacher Konstruktion, vollständig vermieden
wird.
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Zu
diesem Zweck ist ein Handstück
gemäß der Erfindung
mit Folgendem versehen:
einem Griffabschnitt, der von einem
Bediener zu ergreifen ist;
einem Kopf, der am distalen Ende
des Griffabschnitts angebracht ist; und
einem Rad, das drehbar
im Inneren des Kopfs angebracht ist;
wobei der Kopf Folgendes
aufweist:
einen Einlass, von dem Luft an das Rad geliefert wird,
und einen Auslass, von dem die Luft ausgelassen wird, wobei der
Einlass und der Auslass im Kopf ausgebildet sind;
mindestens
eine im Kopf ausgebildete Pufferkammer, in die Luft aufgrund einer
Zentrifugalkraft gedrückt
wird, die durch Drehungen derselben mit dem Rad auf sie wirkt, wobei
sie sich dann unter Überdruck
ansammelt;
einen Kanal zum Leiten der angesammelten Luft aus der
Nachbarschaft des sich drehenden Rads an die Atmosphäre; und
eine
Umfangswand, die zwischen dem Auslass und dem Rad vorhanden ist,
um der Luft Widerstand zu bieten, die sich vom Rad zum Auslass bewegt.
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Gemäß einer
ersten Erscheinungsform der Erfindung ist ein Handstück geschaffen,
bei dem die Pufferkammer so geöffnet
ist, dass sie der Rotationsrichtung des Rads gegenüber steht.
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Gemäß einer
zweiten Erscheinungsform der Erfindung ist ein Handstück geschaffen,
bei dem die Pufferkammer in einer Richtung ausgerichtet ist, die einen
Winkel von ungefähr
30–60
Grad zu einer Tangentiallinie bildet, die an einem Kreis ausgebildet
ist, der durch Drehen des äußersten
Rands des Rads gezogen wird.
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Gemäß einer
dritten Erscheinungsform ist ein Handstück geschaffen, bei dem die
Umfangswand im Wesentlichen einen Bereich einnimmt, in dem der Auslass
dem Rad gegenüber
steht.
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Gemäß einer
vierten Erscheinungsform ist ein Handstück geschaffen, bei dem die
Pufferkammer angrenzend an die stromaufwärtige Seite des Auslasses,
und an dieser Seite, in Bezug auf die Drehung des Rads ausgebildet
ist.
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Gemäß einer
fünften
Erscheinungsform ist ein Handstück
geschaffen, bei dem der Kopf über
ein Außengehäuse und
ein Innengehäuse
verfügt,
wobei das Außengehäuse über ein
Inneres verfügt,
in dem das Innengehäuse
lösbar
angebracht ist, wobei das Innengehäuse über einen Innenraum verfügt, in dem das
Rad untergebracht ist, wobei die Pufferkammer und die Umfangswand
am Innengehäuse
ausgebildet sind.
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Ein
Verfahren gemäß der Erfindung
zum Verhindern eines Zurücksaugens
beinhaltet Folgendes:
drehbares Anbringen eines Rads in einem
Kopf, der am distalen Ende eines Griffabschnitts angebracht ist,
der durch einen Bediener zu ergreifen ist;
Drehen des Rads
und eines durch das Rad gehaltenen Werkzeugs unter Verwendung von
von einem Einlass ausgeblasener Luft; und
Auslassen der sich
mit dem Rad drehenden Luft durch einen Auslass;
wobei während einer
Trägheitsdrehung
des Rads nach dem Stoppen des Ausblasens von Luft vom Einlass zum
Rad Folgendes erfolgt:
Unterbinden einer Strömung der
Luft, die sich vom Rad zum Auslass bewegt, durch eine zwischen dem Rad
und dem Auslass vorhandene Wand;
zwangsweises Hineindrücken der
sich mit dem Rad drehenden Luft aufgrund der auf sie wirkenden Zentrifugalkraft
in eine außerhalb
des Rads ausgebildete Pufferkammer; und
Auslassen der komprimierten
Luft radial nach außen aus
dem Werkzeug durch einen im Kopf ausgebildeten Kanal an die Atmosphäre.
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VORTEILE
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Beim
Handstück
und Verfahren zum Verhindern eines Zurücksaugens wird die Pufferkammer selbst
während
der Trägheitsdrehungen
des Rads nach dem Stoppen der Luftzufuhr in ihrem Druckzustand gehalten,
weswegen die Druckluft an die Atmosphäre ausgegeben wird. Dies bedeutet,
dass während
der Trägheitsdrehungen
des Rads nach dem Stoppen der Zufuhr der Antriebsluft keine Verunreinigungen,
die am Werkzeug anhaften und/oder um dieses herum existieren, in
das Innere des Handstücks
gezogen werden, wodurch das Innere desselben und die Zuführleitung
immer sauber gehalten werden.
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Bei
der ersten und zweiten Erscheinungsform eines Handstücks gemäß der Erfindung
wird, da die Pufferkammer geöffnet
wird, um der Drehrichtung des Rads entgegenzuwirken, die Luft wirkungsvoll
in die Pufferkammer gedrückt,
um den Puffer auf hohem Druck zu halten.
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Bei
der dritten Erscheinungsform eines Handstücks gemäß der Erfindung wird, da die
Umfangswand im Wesentlichen einen Bereich einnimmt, in dem der Auslass
dem Rad gegenüber
steht, die sich mit dem Rad drehende Luft während der Trägheitsdrehungen
desselben nicht in den Auslass gedrückt, sondern sie bildet eine
Luftströmung
vom Auslass zum Rad.
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Bei
der vierten Erscheinungsform eines Handstücks gemäß der Erfindung wird, da die
Pufferkammer angrenzend an den Auslass auf der stromabwärtigen Seite
in Bezug auf die Drehung des Rads ausgebildet ist, die Luft vom
Rad wirkungsvoll in die Pufferkammer beschleunigt, um in dieser
einen ausreichenden Druckzustand aufrecht zu erhalten.
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Bei
der fünften
Erscheinungsform eines Handstücks
gemäß der Erfindung
können
die Pufferkammer und die Umfangswand leicht ausgebildet werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Seitenansicht eines Handstücks
gemäß der Erfindung;
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2 ist
eine teilvergrößerte Schnittansicht des
Handstücks
in der 1;
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3 ist
eine teilvergrößerte Schnittansicht des
Handstücks
in der 1;
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4 ist
eine perspektivische Ansicht eines Innengehäuses;
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5 ist
eine Draufsicht des Innengehäuses;
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6 ist
eine Seitenansicht des Innengehäuses;
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7 ist
eine vertikale Schnittansicht des Innengehäuses;
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8 ist
eine perspektivische Ansicht eines Rotors; und
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9 ist
eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A in der 2.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen werden nachfolgend ein Handstück und ein
Verfahren zum Verhindern eines Zurücksaugens beschrieben. Es ist
zu beachten, dass gleiche Bezugszahlen, wie sie in den folgenden
Beschreibungsteilen verwendet werden, in allen mehreren Zeichnungen
gleiche Teile kennzeichnen.
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[1] ALLGEMEINE KONSTRUKTION
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Die 1 ist
eine Seitenansicht, die die Gesamtkonstruktion des Handstücks gemäß der Erfindung
zeigt. In dieser Zeichnung verfügt
ein allgemein mit 10 gekennzeichnetes Handstück über einen
Griffabschnitt 11, der während medizinischer Arbeitsabläufe von
einem Bediener mit der Hand zu ergreifen ist. Der Griffabschnitt 11 verfügt über ein
Ende in der Form einer Verbindung 12, an die eine Zuführleitung 13,
die mehrere flexible Leitungen (nicht dargestellt) zum Zuführen von
Materialien wie Luft und Wasser aufnimmt, angeschlossen ist, sowie
das andere Ende in Form eines Halses 14, an dem ein unten
beschriebener Kopf 15 angebracht wird.
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Der
Kopf 15 verfügt
integral über
einen Schaft 16 und ein zylindrisches Außengehäuse 17 zum
Aufnehmen eines Schneidwerkzeug-Rotationsmechanismus 21 (siehe
die 2), der unten beschrieben wird. Bei dieser Ausführungsform
ist die Mittelachse 19 des Außengehäuses 17 orthogonal oder
im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse 18 des
Schafts 16 ausgerichtet. Die Mittelachse 19 entspricht
der Rotationsachse eines Schneidwerkzeugs 20, weswegen
sie nachfolgend als "Rotationsachse" bezeichnet wird.
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[2] SCHAFT DES KOPFS
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Gemäß der 2 verfügt der Schaft 16 des Kopfs 15 über einen
Abschnitt 22 mit verringertem Querschnitt, der so bemessen
und geformt ist, dass er in den distalen Endabschnitt des Griffabschnitts 11 eingeführt und
in ihm befestigt wird. Als nächstes wird
auf die 3 Bezug genommen, gemäß der der Schaft 16 über mehrere
in ihm ausgebildete Luftkanäle
(Luftzuführdüsen) 23 verfügt, um dem
Schneidwerkzeugmechanismus 21 Antriebsluft zuzuführen. Die
einen Enden der Luftkanäle 23 (d.
h. die rechten Enden in der Zeichnung) sind fluidmäßig mit
einer Luftzuführleitung 24 verbunden,
die ihrerseits mit einer anderen Luftzuführleitung (nicht dargestellt)
verbunden ist, die in der Zuführleitung 13 untergebracht ist.
Die andere Enden der Luftzuführkanäle 23 sind
in der Rotationsrichtung des Schneidwerkzeugs 20 (d. h.
in der Uhrzeigerrichtung in der 3) ausgerichtet,
so dass von den Lufteinlässen 25 der
Luftzuführkanäle 23 ausgeblasene
Luft effektiv zum Drehen des Schneidwerkzeugs 20 verwendet
werden kann. Gemäß erneuter
Bezugnahme auf die 2 verfügt der Schaft 16 auch über einen
in ihm ausgebildeten Auslasskanal 26 zum Auslassen von
Luft aus dem Schneidwerkzeugmechanismus 21. Ein Ende des Auslasskanals 26 (d.
h. das rechte Ende in der Zeichnung) steht durch eine Innenkammer 27 des
Handstücks 10 und
dann ein in diesem ausgebildetes Auslassloch mit der Atmosphäre in Verbindung.
Das andere Ende des Auslasskanals 26 (d. h. das linke Ende
in der Zeichnung) ist ein Luftauslass 28, der dem Schneidwerkzeug-Rotationsmechanismus 21 unter
den Lufteinlässen 25 gegenüber steht.
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[3] INNENGEHÄUSE
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Im
Außengehäuse 17 ist
ein Innengehäuse 30 montiert,
um den Schneidwerkzeug-Rotationsmechanismus 21 aufzunehmen.
Wie es in den 4–7 detailliert
dargestellt ist, verfügt
das Innengehäuse 30,
das ein zylindrisches Element mit einer oberen und einer unteren Öffnung 31 und 32 ist, über mehrere
zylindrische Kammern, wozu eine Werkzeughalter-Aufnahmekammer 33,
eine Unteres-Lager-Aufnahmekammer 34, eine Radaufnahmekammer 35 und
eine Oberes-Lager-Aufnahmekammer 36 gehören, die in dieser Reihenfolge
von unten her in ihm ausgebildet sind und die koaxial zueinander
positioniert sind. Wie es in der 7 dargestellt
ist, verfügt
ein Abschnitt 37 des Gehäuses, der einen unteren Teil
der Radaufnahmekammer 35 und andere, dazu benachbarte Bereiche
bildet, über
eine obere Kammer 38 mit größerem Durchmesser und eine
untere Kammer 39 mit kleinerem Durchmesser, die darin ausgebildet
sind. Ein dünner
Ringabschnitt 40, der die obere Kammer 38 mit
größerem Durchmesser
bildet, verfügt über einen
Luftzuführ-Verbindungsschlitz 41 oder
eine Öffnung 41,
die sich durch seine Innen- und Außenumfangsflächen erstreckt. Auch
ist ein dicker Ringabschnitt 42, der die untere Kammer 39 mit
kleinerem Durchmesser bestimmt, von außen her eingeschnitten, um
eine bogenförmige
Umfangsvertiefung 43, die sich radial nach innen erstreckt,
um eine bogenförmige
Umfangswand 44 zu bilden, die das radial ganz innen liegende
Ende der oberen Kammer 38 mit größerem Durchmesser bildet. Die
bogenförmige
Vertiefung 43 steht durch eine darüber ausgebildete Öffnung 45 mit
der Kammer 38 mit größerem Durchmesser
in Verbindung, und sie steht auch durch eine unter der bogenförmigen Wand 44 vorhandene Öffnung 46 mit
der Kammer 39 mit kleinerem Durchmesser in Verbindung. Unter
Bezugnahme auf die 9, die einen Querschnitt entlang
der Linie A-A in
der 2 zeigt, ist es erkennbar, dass der untere Abschnitt
der bogenförmigen
Vertiefung 43 durch die Öffnung 46 unter der bogenförmigen Wand 44 mit
einem Raum in Verbindung steht, der außerhalb eines unteren Turbinenblatts 58,
das in der Kammer 39 mit kleinerem Durchmesser untergebracht
ist, ausgebildet ist. Dies sorgt dafür, dass dann, wenn das Innengehäuse 30 im
Außengehäuse 17 montiert
ist, der Raum außerhalb
des unteren Turbinenblatts 58, das in der Kammer 39 mit kleinerem
Durchmesser untergebracht ist, mit dem Auslasskanal 26 in
Verbindung steht.
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Gemäß den 4 und 5 sind
mehrere Pufferkammern 47 in Form von Gräben in den Abschnitten des
dicken Ringabschnitts 42 auf der stromaufwärtigen Seite
der Umfangswand 44 in Bezug auf die Rotationsrichtung des
Schneidwerkzeugs ausgebildet, wobei sie sich von der Innenumfangsfläche zur
Außenumfangsfläche des
dicken Ringabschnitts 42 erstrecken und zur Unterseite
des Abschnitts 38 mit größerem Durchmesser geöffnet sind. Bei
dieser Ausführungsform
sind zwei Pufferkammern 47 ausgebildet. Auch ist bei dieser
Ausführungsform
jede der Pufferkammern 47 so ausgerichtet, dass die Mittellinie
L1 der Pufferkammer 47 eine entsprechende Tangentiallinie
LO der Innenumfangsfläche 48 der
unteren Kammer 39 mit kleinerem Durchmesser schneidet,
wobei ein spitzer Winkel ☐von 30–60 Grad außerhalb der Innenumfangsfläche 48 und
auf der stromabwärtigen
Seite der Mittellinie L1 in Bezug auf die Rotationsrichtung des Schneidwerkzeugs
(d. h. der Uhrzeigerrichtung) gebildet ist. Wie es in der 2 dargestellt
ist, ist das so aufgebaute Innengehäuse 30 im Inneren
des Außengehäuses 17 montiert.
An dieser Position steht die Luftzuführ-Verbindungsöffnung 41 den Lufteinlässen 25 des
Kopfs 15 gegenüber.
Auch stehen die bogenförmige
Vertiefung 43 und die Umfangswand 44 dem Luftauslass 28 des
Kopfs 15 gegenüber.
Zwischen dem Innengehäuse 30 und
dem Außengehäuse 17 sind
mehrere Abdichtungsringe oder O-Ringe 47a installiert,
um mögliche
dazwischen gebildete Spalte abzudichten. Abweichend von der in den 4 und 5 gezeigten
Darstellung sind die Pufferkammern 47 in der 2 so
dargestellt, dass sie so positioniert sind, dass sie der Luftzuführ-Verbindungsöffnung 41 im
Innengehäuse 30 gegenüber stehen,
was einfach darauf abzielt, angesichts der 2 für ein besseres Verständnis der
Luftströmung
in den Pufferkammern 47 zu sorgen. Selbstverständlich können die
Pufferkammern 47, anstatt dass sie an den in den 4 und 5 dargestellten
Positionen angeordnet werden, die in der 2 dargestellten
Positionen einnehmen. Auch können
eine oder mehrere zusätzliche
Pufferkammern an solchen Positionen vorhanden sein, wie sie in der 2 dargestellt
sind.
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[4] SCHNEIDWERKZEUG-ROTATIONSMECHANISMUS
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Wie
es in der 2 dargestellt ist, verfügt der im
Innengehäuse 30 untergebrachte
Schneidwerkzeug-Rotationsmechanismus 21 über einen Werkzeughalter 50 zum
Halten des Schneidwerkzeugs 20 entlang der Rotationsachse 19.
Der Werkzeughalter 50 verfügt über ein in ihm ausgebildetes Langloch
(Werkzeughalteloch) 51, das sich vertikal ausgehend von
seinem unteren Ende aus erstreckt, sowie einen Spannmechanismus
(nicht dargestellt) zum lösbaren
Einspannen und Festhalten des in das Loch 51 eingesetzten
Schneidwerkzeugs 20, so dass der Werkzeughalter 50 dann,
wenn er in der Schneidwerkzeug-Aufnahmekammer 33 platziert
wird, durch ein unteres und ein oberes Lager 52 und 53 gehalten wird,
die in der unteren bzw. oberen Lageraufnahmekammer 34 bzw. 36 platziert
sind, um eine Drehung um die Rotationsachse 19 auszuführen. Bei
dieser Ausführungsform
ist das obere Lager 53 in einem ringförmigen Lagergehäuse 54 montiert,
durch das es am Innengehäuse 30 befestigt
ist. Diese Anordnung ermöglicht
es, das Schneidwerkzeug 20 lösbar durch die Öffnung 32 einzusetzen.
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Zwischen
dem unteren und dem oberen Lager 52 und 53 ist
ein Rotor (Rad) 55 positioniert, der von den Einlässen 25 aus
geblasene Druckluft dazu nutzen kann, seine Drehungen über den
Halter 50 an das Schneidwerkzeug 20 zu übertragen.
Wie es in der 8 detailliert dargestellt ist,
verfügt
der Rotor 55, der im Wesentlichen in der Form eines Rings
vorliegt, über
ein zentrales Durchgangsloch 56, in das der Halter 50 sicher
eingesetzt wird. Bei dieser Ausführungsform
verfügt
der Rotor 55, der ein sogenannter Doppelblattrotor ist, über obere
Turbinenblätter 57 großen Durchmessers,
die in der Kammer 38 mit größerem Durchmesser untergebracht
sind (siehe die 7), und untere Turbinenblätter 58 kleinere Durchmessers,
die in der Kammer 39 mit kleinerem Durchmesser untergebracht
sind (siehe die 7). Wie es in der 2 dargestellt
ist, stehen die oberen Turbinenblätter, wenn sie im Innengehäuse 30 untergebracht
sind, der Luftzuführ-Verbindungsöffnung 41 und
den Lufteinlässen 25 gegenüber, und
die unteren Turbinenblätter 58 stehen
den Pufferkammern 47 und der Umfangswand 44, wie
sie im Innengehäuse 30 ausgebildet
sind, gegenüber.
Insbesondere steht, betreffend die unteren Turbinenblätter 58 und
die Umfangswand 44, die Umfangswand 44 der gesamten
Oben-bis-unten-Länge
des Umfangsteils der unteren Turbinenblätter 58 gegenüber, so
dass ein Gegenüberstehbereich
H der unteren Turbinenblätter 58 und
des Luftauslasses 58 teilweise oder ganz durch die Umfangswand 44 eingenommen
wird. Dies verhindert, dass Luft, die sich mit der Drehung der unteren
Turbinenblätter 58 dreht,
aufgrund der während der
Drehung auf sie wirkenden Zentrifugalkraft direkt in den Luftauslass 28 gedrückt wird.
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Am
Innengehäuse 30 und
im Inneren des Außengehäuses 17 sind
ringförmige äußere und
innere Befestigungsringe 60 und 61 montiert, durch
die eine Kappe 62 so festgehalten wird, dass sie den Werkzeugrotationsmechanismus 21 abdeckt.
Die Kappe 62 wird durch eine unter ihr montierte Feder 63 nach
oben gedrückt.
Dies ermöglicht
es, dass der Spannmechanismus zum Austauschen der Schneidwerkzeuge 20 dadurch
entriegelt und verriegelt wird, dass die Kappe 62 entgegen
der Vorbelastungskraft durch die Feder 63 nach unten gedrückt wird
bzw. die herabgedrückte
Kappe 62 losgelassen wird.
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[5] BETRIEB DES HANDSTÜCKS
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Bei
einem Schneidvorgang an Zähnen
mit dem so aufgebauten Handstück 10 wird
ein für
den Vorgang geeignetes Schneidwerkzeug 20 ausgewählt und
dann im Halter 50 von dessen Unterseite her montiert. Dann
wird Druckluft von der Druckluftzufuhr (nicht dargestellt) durch
die Luftzuführkanäle 23,
die Lufteinlässe 25 und
die Luftzuführ-Verbindungsöffnung 41 auf
die oberen Turbinenblätter 57 ausgeblasen,
was dafür
sorgt, dass sich der Rotor 55 in der durch den Pfeil 65 in
den 3–5 gekennzeichneten
Richtung dreht.
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Wie
es in der 2 dargestellt ist, wird die auf
die oberen Turbinenblätter 57 auftreffende
Druckluft dann mit der Drehung des Rotors 55 in der Rotationsrichtung
transportiert und dann zu den unteren Turbinenblättern 58 geliefert,
wo sie auf diese trifft, um für
eine weitere Rotationskraft auf den Rotor 55 zu sorgen.
Anschließend
wird die Druckluft durch die Öffnung 46 unter
der Umfangswand 44 in die bogenförmige Vertiefung 43 transportiert
und dann durch den Luftauslass 26 und den Auslasskanal 26 in
die Innenkammer 27 des Handstücks 10 ausgelassen. Die
Druckluft in der Innenkammer 27 wird dann durch ein Auslassloch
(nicht dargestellt) in die Atmosphäre ausgelassen. Ein Teil der
Druckluft, der sich mit den unteren Turbinenblättern 58 dreht, wird
aufgrund der auf sie wirkenden Zentrifugalkraft komprimiert und
in die im Innengehäuse 30 ausgebildeten
Pufferkammern 47 gedrückt.
Da jede Pufferkammer 47 so ausgerichtet ist, dass die Mittellinie
L1 derselben die Tangentiallinie L der Innenumfangsfläche 48 der
unteren Kammer 49 mit kleinerem Durchmesser mit einem Winkel ☐ von
beispielsweise 30–60
Grad schneidet, wird die sich mit den unteren Turbinenblättern 58 drehende
Druckluft wirkungsvoll in die Pufferkammer 47 gedrückt und
komprimiert. Dies führt
dazu, dass das Innere jeder Pufferkammer 47 unter Druck
steht. Die Druckluft in der Pufferkammer 47 fließt unter
den unteren Turbinenblättern 58 hindurch
und durch die Räume
im unteren Lager 52, die Spalte zwischen dem Innengehäuse 30 und
dem Halter 50 sowie die Öffnung 68 am untersten
Ende des Außengehäuses 17 und/oder
die Halteraufnahmekammer 33 in die Atmosphäre.
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[6] VERHINDERUNG EINES ZURÜCKSAUGENS
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Ein
Stoppen der Zufuhr von Druckluft bedeutet, dass keine weitere frische
Druckluft von den Einlässen 25 an
den Rotor 55 geliefert wird. Jedoch behält der sich drehende Rotor 55 seine
Drehung aufgrund der Trägheitskraft
bei. Dies bewirkt, dass die sich mit dem Rotor 55 drehende
Luft zentrifugal in die Pufferkammern 47 gedrückt wird,
wodurch der Druck im Inneren derselben erhöht wird. Die oben erörterte Ausrichtung
der Pufferkammern 47 ermöglicht es, dass selbst die
Trägheitsdrehungen
des Rotors 55 die sich drehende Luft wirkungsvoll in die
Pufferkammern 47 drückt,
um dadurch den Druck in diesen aufrecht zu erhalten. Die Druckluft
in den Pufferkammern 47 strömt in die Räume unter dem Rotor 55 zurück, und
dann durch die Spalte 66 und 67 und die untere Öffnung 68 des
Außengehäuses 17 und/oder die
Werkzeugaufnahmekammer 33 in die Atmosphäre. Diese
Luftströmung
verhindert wirkungsvoll jedes Eindringen von Verschmutzungen wie
Speichel, Blut und Schneidbruchstücken vom Patienten durch die untere Öffnung 68 des
Außengehäuses 17 und/oder die
Werkzeugaufnahmekammer 33 in das Innere des Gehäuses 17.
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Es
sei angenommen, dass die Umfangswand 44 nicht vorhanden
sei. In diesem Fall würde die
sich drehende Luft durch die Drehung des Rotors 55 direkt
in den Luftauslass 26 gedrückt werden, was dazu führen würde, dass
Atmosphärenluft
durch die untere Öffnung 68 und/oder
die Werkzeughalter-Aufnahmekammer 33 und die Spalte 66 und 67 in
den Auslass 26 gesaugt würde, wodurch Verschmutzungen
wie Speichel, Blut und Schneidbruchstücke vom Patienten, die am Schneidwerkzeug 20 anhaften
und um dieses herum vorhanden sind in das Innere des Gehäuses 17 gezogen
werden. Beim Handstück 10 gemäß der Erfindung
gewährleistet
jedoch die Umfangswand 44, die im Bereich H vorhanden ist,
in dem der Auslass 28 dem Rotor 55 gegenüber steht, dass
die sich drehende Luft an die Atmosphäre ausgelassen wird, ohne in
den Auslass 26 gedrückt
zu werden. Dies gewährleistet,
dass es zu keinem Unterdruck in einem Teil des Inneren oder im gesamten Inneren
des Kopfs kommt, und dass das Innere während oder nach der Trägheitsdrehung
des Rotors 55 drucklos oder auf Überdruck gehalten wird.
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Demgemäß wird das
Handstück 10 durch
die typische Sterilisierung selbst, ohne auseinander gebaut zu werden,
immer sauber gehalten. Auch wird das Innere der Zuführleitung,
wo diese beträchtlich schwierig
zu sterilisieren ist, immer sauber und frei von Verschmutzungen
gehalten, die andernfalls aufgrund des Zurücksaugens eingesaugt würden. Ferner
wird keine Verschmutzung wie Schneidbruchstücke in das Innere des Gehäuses 17 gezogen
und sammelt sich im Spannmechanismus oder den Lagern 52 und 53 des
Werkzeughalters 50 an, was gewährleistet, dass die Spann-
und Lagermechanismen für
eine lange Zeitperiode auf stabile Weise verwendbar sind. Das fehlende
Eindringen von Verschmutzungen in das Lager gewährleistet das Aufrechterhalten
der Genauigkeit der Lagerflächen,
was andernfalls zur Erzeugung von Geräuschen führen würde. Ferner wird gemäß der Erfindung
das Zurücksaugen
durch feste Elemente wie die Umfangswand 44, die Pufferkammern 47 und
die Kanäle 66, 67, 68 und 34 verhindert,
anstatt dass bewegliche Elemente verwendet würden, was ein zuverlässiges Verhindern
eines Zurücksaugens
für eine
lange Zeit gewährleistet.
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Beim
Handstück 10 gemäß der Erfindung
mit der Umfangswand und den Pufferkammern sowie herkömmliche
Handstücke
ohne die Umfangswand oder Pufferkammern wurde der Druck am Auslass unmittelbar
nach dem Stoppen der Zufuhr von Druckluft, d. h. während der
Trägheitsdrehungen
des Rotors, gemessen. Im Ergebnis wurde beim Handstück gemäß der Erfindung
kein Unterdruck erkannt, je doch wurde in den Auslässen der
herkömmlichen Handstücke ein
Unterdruck von ungefähr
10–400 mm
Wassersäule
erfasst. Dieser Test zeigt, dass beim Handstück gemäß der Erfindung ein Zurücksaugen
wirkungsvoll verhindert ist.
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[7] MODIFIZIERUNGEN
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Obwohl
die Umfangswand 44 bei der vorigen Ausführungsform den gesamten Gegenüberstehbereich
H des Rotors 55 und des Auslasses 28 überdeckt,
ist es nicht erforderlich, dass dies der Fall ist, sondern der Rotor 55 und
der Auslass 28 können sich
teilweise direkt gegenüber
stehen, vorausgesetzt, dass das Zurücksaugen während der Trägheitsdrehungen
des Rotors 55 wirkungsvoll verhindert werden kann.
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Auch
ist bei der vorigen Ausführungsform
der Doppelblattrotor 55 verwendet, jedoch kann stattdessen
ein Einzelblattrotor verwendet werden.
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Ferner
kann stattdessen ein Einzelgehäusekopf
verwendet werden, bei dem das Innen- und das Außengehäuse 30 und 17 als
einzelne Einheit integriert sind.
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ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
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Es
sind ein Handstück
und ein Verfahren zum Antreiben desselben geschaffen, bei denen
ein Zurücksaugproblem
durch eine einfache Konstruktion vermieden werden kann. Das Handstück 10 verfügt über einen
Griffabschnitt 11, der von einem Bediener zu ergreifen
ist, einen am distalen Ende des Griffabschnitts angebrachten Kopf 15 sowie
ein Rad 55, das in einem Innenraum des Kopfs drehbar angebracht
ist. Der Kopf verfügt über einen
Einlass 25, von dem aus Luft an das Rad geliefert wird,
und einen Auslass 28, von dem die Luft ausgelassen wird, wobei
der Einlass und der Auslass im Kopf ausgebildet sind, mindestens
eine Pufferkammer 47 im Kopf ausgebildet ist, in die die Luft durch
eine Zentrifugalkraft hineingedrückt
wird, die aufgrund von Drehungen derselben mit dem Rad auf sie wirkt,
wobei sie sich dann mit Überdruck
ansammelt, Kanäle 66, 67, 68 und 34 zum
Führen
der angesammelten Luft aus der Nähe
des sich drehenden Rads an die Atmosphäre und eine Umfangswand 44,
die zwischen dem Auslass und dem Rad angebracht ist, um der Luft,
die sich vom Rad zum Auslass bewegt, einen Widerstand entgegen zu
setzen.