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Spannvorrichtung für umlaufende zahnärztliche Werkzeuge Es ist bekannt,
zahnärztliche Werkzeuge in Hand-oder Winkelstücken durch Spannzangen festzuhalten,
die aus durch einen mit Gewinde versehenen Spannring zusammendrückbaren Spannbacken
bestehen. Je nach der Drehrichtung des Spannringes werden dabei die Spannbacken
entweder gegeneinanderbewegt und damit der Werkzeugschaft im Futter geklemmt oder
vom Druck des Spannringes entlastet und damit das Werkzeug freigegeben. Das Festhalten
des Werkzeuges kann aber auch durch in den Schaft desselben eingreifende Klemmteile
erfolgen. Es ist ferner bekannt, den zylindrischen Schaft des Werkzeuges in der
Triebachse von hochtourig angetriebenen zahnärztlichen Instrumenten ausschließlich
durch radiale Klemmung elastischer Spannfutter festzuhalten, wozu Büchsen aus plastischem
Werkstoff verwendet werden, in deren verengte Bohrung der Schaft eingeschoben wird.
Da die plastischen Büchsen durch ihre Aufweitung beim Einschieben der Werkzeugschäfte
einem großen Verschleiß unterworfen sind, wurde bereits vorgeschlagen, diese elastischen
Büchsen durch Spannbuchsen aus federndem Werkstoff zu ersetzen, die wenigstens an
einem Ende mehrere Längsschlitze aufweisen, wobei die dadurch gebildeten Zungen
nach innen abgebogen sind. Beim Einschieben des Werkzeugschaftes werden die Zungen
nach außen gedrückt und halten durch die ihrer Verformung entgegenwirkende Federkraft
den Werkzeugschaft fest. Die Spannbuchsen werden in die Triebwelle entweder eingepreßt
oder eingeschraubt, was jedoch Nachteile mit sich bringt. Eingepreßte Spannbuchsen
sind schwer oder überhaupt nicht auszutauschen, besonders wenn sie ein Teil des
Triebes sind, da bei Austausch die Achsflucht verlorengeht.
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Schraubverbindungen hingegen sind schwer zentrisch herzustellen, und
es besteht auch immer die Gefahr, daß die beim Festziehen der Verschraubung auftretenden
Kräfte beim Einsetzen der Spannbuchsen die Triebachse deformieren. Überdies wird
die Zentrierung und der Tiefenanschlag des Werkzeugschaftes teils von der Spannbuchse,
teils von einer stufenförmig abgesetzten Bohrung der Triebwelle bewirkt, wodurch
sich schon bei geringsten Abweichungen in der Achsenanordnung zwischen der Spannbuchse
und der Triebwelle Störungen im Lauf der Werkzeuge ergeben, was das Arbeiten mit
den Instrumenten beeinträchtigt. Die Herstellung gestufter Bohrungen großer Genauigkeit
und Zentrizität ist überdies äußerst schwierig und kostspielig.
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Zum Einspannen von Bohrwerkzeugen in einzahnärztliches Bohrhandstück
mit einer durch Druckluft betriebenen Turbine ist es bereits bekannt, in eine
zentrische
Bohrung der Läuferwelle eine federnde Spannhülse einzusetzen, die in ihrem Mittelteil
mehrere achsparallele Schlitze aufweist und deren dazwischenliegende Lamellen nach
innen durchgebogen sind. Die Spannhülse ist in der Läuferwelle durch einen in deren
Bohrung eingepreßten Pfropfen gegen axiale Verschiebung gesichert, weshalb ein Auswechseln
unbrauchbar gewordener Spannhülsen unmöglich ist und mit der Spannhülse auch der
Turbinenläufer mit ausgstauscht werden muß. Da die Spannhülse passend in die Bohrung
der Läuferwelle eingesetzt ist, genügt das Eindringen von nur wenig Verunreinigungen
hinter die federnden Lamellenstreifen, um das Einführen eines Werkzeugschaftes in
die Spannhülse zu verhindern, da sich die federnden Lamellen nicht nach außen wölben
können.
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Es sei noch erwähnt, daß Spannhülsen mit einem sich gegen die Triebhülse
abstützenden Bund bekannt sind.
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Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für umlaufende zahnärztliche
Werkzeuge mittels einer in die Triebhülse einsetzbaren, aus federndem Werkstoff
bestehenden, durch mehrere achsparallele Längsschlitze gebildete, federnde Zungen
aufweisenden und in der Triebhülse gegen axiale Verschiebung gesicherten Spannhülse
und bezweckt, ein Spannfutter zu schaffen, das selbstarretierend in der Triebwelle
angeordnet ist, so daß sich ein leichter Ausbau und damit eine einfache Reinigungsmöglichkeit
ergibt und
die geschilderten Nachteile der Spannbuchsen und der
Spannhülsen mit nach innen abgebogenen federnden Zungen bzw. Lamellen vermieden
sind. Im wesentlichen besteht die Erfindung darin, daß die federnden Zungen der
Spannhülse etwa auf halber Länge der Längsschlitz nach außen aufgebogen sind, wobei
sie in die Bohrung der Triebhülse lose eingesetzt mit ihren äußeren Enden an dieser
unter Spanndruck anliegen und mit seitlichen, von einem durch die Längsschlitze
geteilten Bund der Spannhülse gebildeten Ansätzen die Triebhülse hintergreifen und
an ihren Abbiegestellen eine nach außen federnd nachgiebige Verengung bilden. Die
Spannhülse weist bei einer bevorzugten Bauart auch an ihrem ungeschlitzten Ende
einen Bund auf, und der Abstand der Bünde entspricht der Länge der Triebhülse, wobei
die Höhe der durch den Bund am geschlitzten Ende der Hülse mit diesem gebildeten
Ringstufe kleiner als die halbe Breite der Längsschlitze ist. In Ausgestaltung der
Erfindung weist die Spannhülse neben ihren Bünden je einen der Bohrung der Triebhülse
entsprechenden zylindrischen Ansatz auf, und die federnden Zungen sind zwischen
den Ansätzen verschwächt ausgebildet.
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Durch diese Ausgestaltungen der Spannvorrichtung wird die Halterung
sowie die Zentrierung und die Einsatztiefe des Werkzeugschaftes vom Spannfutter
allein und unabhängig von der Triebwelle bewirkt, wobei das Spannfutter an seinen
äußersten Enden gegen den Trieb abgestützt ist. Auf diese Weise wird genaueste Zentrierung
des Werkzeugschaftes gegenüber der Triebwelle erreicht, die auch bei der Auswechslung
des Spannfutters erhalten bleibt. Überdies kann die Triebwelle durchgehend glatte
Bohrung erhalten, wodurch die Spannvorrichtung einfach, präzise und damit auch billig
hergestellt werden kann.
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Die neben den Bünden vorgesehenen zylindrischen Ansätze ermöglichen
einen noch genaueren Sitz des Spannfutters in der Triebhülse. Für das Einsetzen
des Futters in gerade Handstücke kann die Spannhülse an ihrem geschlitzten Ende
zwei im geringen Abstand voneinander vorgesehene Bünde aufweisen, von welchen der
vom freien Ende der Hülse zurückversetzte Bund in eine Ringnut der Triebhülse eingreift.
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In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in mehreren beispielsweisen
Ausführungsformen dargestellt.
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Fig. 1 und 2 zeigen eine als Spannfutter wirkende Hülse in ihrer
Ausgangsform bzw. mit nach außen gespreizten Zungen vor dem Einführen in die Triebhülse
bzw. in die Bohrung des Turbinenläufers, F i g. 3 und 4 die Spannvorrichtung beim
Einführen oder Herausnehmen derselben aus dem Turbinenläufer bzw. in deren wirksamen
Stellung; in Fig. 5 ist eine abgeänderte Ausführungsform der Spannhülse vor ihrem
Einführen in die Triebhülse ersichtlich, und F i g. 6 zeigt die. Spannhülse nach
ihrer Einführung in die Triebhülse im Längsschnitt.
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Zwei weitere Ausführungsformen sind in den F i g. 7 und 8 in Längsschnitten
ersichtlich.
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Bei der in den Fig. 1 bis 4 ersichtlichen Ausführungsform ist eine
Hülse 1, deren Innendurchmesser 2 der Stärke des zu spannenden Werkzeugschaftes
entspricht, mit kreuzweise angeordneten, längsparallelen Längsschlitzen 3 versehen.
An den Enden weist die Hülse 1 je einen Bund 4 bzw. 5 und
diesen benachbart je einen
zylindrischen Ansatz 6, 6' auf, deren Außendurchmesser jenem der Bohrung7 der Triebhülse
8 des Triebes 9 entspricht. Der Abstand der zwischen den Bünden 4 und 5 und ihren
zylindrischen Ansätzen 6, 6' gebildeten Ringstufen 10, 11 entspricht mit einem geringen
Überm aß der Länge der Triebhülse 8. Die Höhe der Ringstufe 10 ist um ein geringes
kleiner als die halbe Breite der Längsschlitze 3. In F i g. 2 ist die Verformung
der durch die Längsschlitze 3 gebildeten Zungen 12 vor dem Einsetzen der auf diese
Weise hergestellten Spannhülse ersichtlich, und zwar verlaufen sie etwa über die
Hälfte ihrer Gesamtlänge in ihrer zylindrischen Grundform und sind sodann gegen
ihr freies Ende hin nach einer kurzen Rundung gemäß einem Radius R nach außen aufgebogen,
wobei die Rundung innerhalb der zwischen den zylindrischen Ansätzen 6, 6' liegenden
verschwächten Ausbildung der Zungen 12 angeordnet ist. Zum Einführen der Hülse 1
in die Triebhülse 8 müssen vorerst die auffedernden Enden der Zungen 12 bis zu ihrer
gegenseitigen Berührung zusammengepreßt werden, worauf sie in die Triebhülse 8 so
weit eingeschoben werden, bis der Bund 5 an diese anstößt und die Zungen 12 daher
mit ihren Enden aus der Triebhülse 8 aus der in F i g. 3 ersichtlichen Stellung
vortreten und sodann nach außen in die in F i g. 4 gezeigte Stellung auffedern,
in welcher die Bundansätze 4 sich an die Stirnfläche der Triebhülse 8 anlegen. Die
federnden Zungen 12 bilden dann in ihrem Mittelteil eine nach außen federnd nachgiebige,
unter Vorspannung stehende, in sich geschlossene Verengung für den Werkzeugschaft.
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An die Bohrung 2 schließt unter Bildung einer Ringstufe 13 eine verengte
Bohrung 14 zum Ausstoßen des Werkzeugschaftes aus der Spannhülse an. Die eine Spannzange
bildende Hülse 1 kann aus dem Turbinenläufer 8, 9 durch Zusammenpressen der vorstehenden
Bundansätze 4 der freien Enden der Zungen 12 durch ein kegeliges Futter herausgenommen
werden, das beim Anpressen die Zungen 12 entgegen der wirksamen Federkräfte derselben
in ihre Mittelstellung zurückdrängt, worauf sie durch Druck gegen einen in die Triebhülse
eingeführten Druckstift aus der in F i g. 3 ersichtlichen Stellung nach rechts ausgeschoben
werden kann. Beim Einführen des zylindrischen Schaftes eines Werkzeuges werden die
federnden Zungen gestreckt, wobei die dadurch ausgelösten Spannkräfte den Werkzeugschaft
unter Klemmwirkung festhalten und die dabei entstehenden Radialkräfte an den Enden
der Zungen sich über den Ansatz 6 auf die Wandung der Bohrung 2 der Triebhülse 8
übertragen. Dies bewirkt eine Drehsicherung der das Spannfutter des Werkzeugschaftes
bildenden Hülse 1 gegenüber der Triebhülse 8, wodurch sich die bei den erwähnten
bekannten Spannvorrichtungen erforderlichen Verbindungen zwischen diesen Teilen
erübrigen und die damit einleitend erwähnten Nachteile auf einfache Weise vermeiden
lassen. Die beschriebene Spannhülse hält sich als unabhängiger Bauteil in der Triebwelle
von selbst fest und läßt sich auch auf einfache Weise austauschen. Der Werkzeugschaft
wird unabhängig von der Triebwelle bloß von der Spannhülse gehalten, zentriert und
in seiner Eindringtiefe begrenzt. Die Spannhülse ist an ihren äußersten Enden gegen
die Triebhülse abgestützt, wodurch sich ihre genaue Zentrierung gegenüber der Triebhülse
ergibt, die auch bei einem Austausch der Spannhülse gewahrt bleibt. Die Triebhülse
weist
durchgehend eine glatte Bohrung auf, was eine einfache und
genaue Herstellung des Triebes ermöglicht.
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Bei der Ausführungsform gemäß den F i g. 5 und 6 ist die Spannhülse
1' an Stelle von der Werkzeugseite her, wie dies die Fig. 1 bis 4 zeigen, von ihrem
hinteren Teil aus mit Längsschlitzen 3' versehen. Das Einführen des Spannfutters
in die Triebhülse 8 des Turbinenläufers 9 erfolgt dann vom vorderen Ende der Triebhülse
8 aus in sonst gleicher Weise wie bei der Ausführungsform nach den F i g. 1 bis
4, gegenüber welcher aber der Vorteil erreicht wird, daß bei Verwendung der Spannvorrichtung
in Winkelstücken die Schlitze 3' der Hülse 1' in das Innere des Instrumentes münden
und daher durch sie keine Verunreinigungen in den Trieb gelangen können. Das Ausstoßen
des Werkzeugschaftes 15 erfolgt durch die von den Enden der Zungen 12' gebildete
Verengung 14', die auch mit ihren Stufen 13' ein Widerlager für den Werkzeugschaft
15 bilden.
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Die Spannvorrichtung gemäß der Erfindung kann auch für nur von einer
Seite aus zugängliche Bohrungen der Triebhülse verwendet werden, wie dies z. B.
bei den Ausführungsformen nach den F i g. 7 und 8 der Fall ist, die einen Zahnradtrieb
16 eines Winkelstückes bzw. das vordere Ende der Triebhülse 8" eines Handstückes
in Längsschnitten zeigen. In beiden Fällen weist die Bohrung 7 der Triebhülse 8'
des Zahnradtriebes 16 bzw. 8" der Triebwelle 17 am vorderen Ende eine Ringnut 18
auf, während die Hülse 1" an ihrem geschlitzten Ende zwei im geringen Abstand voneinander
vorgesehene, durch die Anbringung der Längsschlitze3 geteilte Bünde4', 19 trägt.
Die übrige Ausbildung der Spannvorrichtung entspricht jener nach den F i g. 1 bis
4. Der Bund 4' greift beim Einführen der Spannhülse 1" in die Triebhülse in der
bereits beschriebenen Art in die Ringnut 18 ein und ist dadurch gegen Verschiebung
in derselben gesichert. Die Wirkungsweise der Spannhülse beim Einführen des Werkzeugschaftes
in die Triebhülse ist ansonsten gleich der der bereits beschriebenen Ausführungsformen.
Das Herausnehmen der Spannhülse 1" aus der Triebhülse 8' bzw. 8" erfolgt bei entnommenem
Werkzeugschaft 15 durch Ansetzen einer Zange zwischen den Bünden 4' und 19, deren
Schenkel an gegenüberliegenden Stellen je eine keilförmige Ausnehmung mit senkrecht
zueinander angeordneten Keilflächen aufweist, die beim Nähern der Schenkel die Zungen
12" der Spannhülse bis zu ihrer gegenseitigen Berührung am vorderen Ende konzentrisch
einander nähern, so daß der Bund 4' aus der Ringnut 18 zurücktritt und die Spannhülse
1" aus der Triebhülse 8' bzw. 8" gezogen werden kann.
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Die Erfindung ist nicht an die beschriebenen Ausführungsformen gebunden
und läßt verschiedene Abänderungen der Bauart, z. B. in der Anzahl der Zungen 12
zu.