DE1267380B

DE1267380B - Dental turbine contra-angle for drills, grinding wheels or the like.

Info

Publication number: DE1267380B
Application number: DE19591267380
Authority: DE
Inventors: Dr Albrecht Dertmann; Walter Wuerfel
Original assignee: ALBRECHT DERTMANN DR; WALTER WUERFEL
Current assignee: ALBRECHT DERTMANN DR; WALTER WUERFEL
Priority date: 1959-08-24
Filing date: 1959-08-24
Publication date: 1968-05-02

Description

Zahnärztliches Turbinen-Winkelstück für Bohrer, Schleifscheiben od. dgl.Dental turbine contra-angle handpiece for drills, grinding wheels, etc. like

Die Erfindung betrifft ein zahnärztliches Winkelstück für Bohrer, Schleifscheiben od. dgl. mit einer im Winkelstückkopf eingebauten Turbine zum Antrieb der Werkzeugspindel. The invention relates to a dental contra-angle for drills, Grinding wheels or the like with a turbine built into the contra-angle head for drive the tool spindle.

Es ist ein Dentalbohrer bekannt, bei welchem die Bohrspindel durch eine Turbine angetrieben wird. There is a dental drill known in which the drill spindle by a turbine is driven.

Die Bohrspindel ist dabei in zwei Kunststoff- bzw.The drill spindle is available in two plastic resp.

Hartgummilagerhülsen gelagert, welche einen doppelkegelstumpfförmigen Abschnitt der Bohrspindel von beiden Seiten zentrierend halten. Der Nachteil dieser Ausbildung liegt insbesondere in der Lagerung, die eine hohe Drehzahl von beispielsweise über 100000 UpM nicht zuläßt.Hard rubber bearing sleeves mounted, which have a double frustoconical Hold the section of the drilling spindle centering on both sides. The disadvantage of this Training is particularly in the storage, which has a high speed of, for example over 100,000 rpm is not permitted.

Ferner haben derartige Lager einen sehr großen Verschleiß, so daß sie häufig ausgewechselt werden müssen. Die Gleitlagerung der Werkzeugspindel verursacht außerdem nicht unerhebliche Geräusche. Furthermore, such bearings have a very large wear, so that they need to be replaced frequently. The slide bearing of the tool spindle causes also not insignificant noises.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Winkelstück der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß die Werkzeugspindel selbst im Bereich ihrer Lagerstellen keine unmittelbare Berührung mit feststehenden Teilen des Winkel stückes hat, so daß die Werkzeugspindel mit sehr hoher Drehzahl ohne Verschleiß und geräuschfrei angetrieben werden kann. Das Winkelstück soll einfach im Aufbau sein. The invention is based on the object of an elbow of the initially described type so that the tool spindle itself in the area of their Bearing points no direct contact with fixed parts of the elbow has, so that the tool spindle at a very high speed without wear and noiseless can be driven. The contra-angle should be easy to assemble.

Bei einem zahnärztlichen Winkelstück für Bohrer, Schleifscheiben od. dgl. mit einer im Winkelstückkopf eingebauten Turbine zum Antrieb der Werkzeugspindel ist erfindungsgemäß die den Rotor der Turbine tragende Werkzeugspindel in dem die Turbine antreibenden Druckmittel schwimmend gelagert. With a dental contra-angle handpiece for drills, grinding wheels or the like with a turbine built into the contra-angle head to drive the tool spindle is according to the invention the tool spindle carrying the rotor of the turbine in which the Turbine driving pressure medium mounted in a floating manner.

Dadurch ist es möglich, Drehzahlen bis und über 100000 UpM im Dauerbetrieb zu erreichen, ohne daß eine wesentliche Abnutzung der Turbinenlagerung auftritt. Ferner arbeitet das Winkelstück praktisch fast geräuschlos.This makes it possible to achieve speeds of up to and over 100,000 rpm in continuous operation to achieve without a significant wear of the turbine bearing occurs. Furthermore, the contra-angle handpiece works practically almost noiselessly.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung können die Auslaßkanäle der Turbine und der Lagerspalte in einen gemeinsamen Auslaßkanal münden, so daß sich ein einfacher Kreislauf für das Druckmedium ergibt. According to a development of the invention, the outlet channels can Turbine and the bearing gap open into a common outlet channel, so that results in a simple circuit for the pressure medium.

Zweckmäßig sind dabei der Einlaßkanal und der gemeinsame Auslaßkanal über Leitungen mit einem Druckmittelspeicher mit Pumpe verbunden.The inlet channel and the common outlet channel are useful here Connected via lines to a pressure fluid reservoir with a pump.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Werkzeugspindel radial und axial in dem durch den Druckmittelkreislauf gebildeten Mantel gelagert ist, so daß die Lage der Werkzeugspindel zum Winkelstück sehr genau festgelegt ist. Dies kann in vorteilhafter Weise dadurch erreicht werden, daß die Werkzeugspindel einen doppelkonusförmigen Ansatz trägt, der in entsprechenden Ausnehmungen der Lagerschalen schwimmend gelagert ist. Dadurch ist also die Lagerung getrennt von dem Turbinenrad an der Werkzeugspindel vorgesehen, so daß die schwimmende Lagerung und Zentrierung der Werkzeugspindel durch die Druckölpolster sehr genau und unabhängig von der Funktion des eigentlichen Turbinenrades erfolgen kann. Außerdem kann dadurch die Ausbildung der Turbinenschaufeln oder -flügel unabhängig von der Form der Lagerflächen auf die beste und wirkungsvollste Weise erfolgen. It is particularly advantageous if the tool spindle is radial and is axially mounted in the jacket formed by the pressure medium circuit, so that the position of the tool spindle in relation to the contra-angle handpiece is very precisely defined. This can can be achieved in an advantageous manner that the tool spindle is double-conical Approach carries, which is floating in corresponding recesses in the bearing shells is. This means that the bearing is separate from the turbine wheel on the tool spindle provided so that the floating mounting and centering of the tool spindle due to the pressure oil cushion very precisely and independent of the function of the actual Turbine wheel can be done. In addition, this can reduce the formation of the turbine blades or wings in the best and most effective way, regardless of the shape of the bearing surfaces Way.

Der Aufbau des erfindungsgemäßen Winkelstückes kann dadurch vereinfacht werden, daß der Einlaßkanal und der gemeinsame Auslaßkanal im Bereich des Basiskreises des Doppelkonusansatzes münden. The construction of the elbow according to the invention can thereby be simplified that the inlet channel and the common outlet channel in the area of the base circle of the double cone approach.

Dadurch ergeben sich auch gleiche Druckverhältnisse an beiden gleich ausgebildeten Konus abschnitten des Doppelkonusansatzes.This also results in the same pressure conditions on both the same trained cone sections of the double cone approach.

Als Druckmittel hat sich ein harzfreies öl als besonders vorteilhaft erwiesen. A resin-free oil has proven to be particularly advantageous as a pressure medium proven.

Um den Druck des die schwimmende Lagerung der Werkzeugspindel bildenden Mediums unabhängig vom Druck in der Turbine festlegen zu können, ist in dem Auslaßkanal des Lagerspaltes ein Druckventil angeordnet, derart, daß das Druckmedium aus der schwimmenden Lagerung nur bei Überschreiten des durch das Auslaßventil vorgegebenen Druckes in den mit der Turbine gemeinsamen Auslaßkanal der Lagerspalte einströmen kann. To the pressure of the floating bearing of the tool spindle To be able to set the medium independently of the pressure in the turbine, is in the outlet channel of the bearing gap arranged a pressure valve, such that the pressure medium from the floating storage only if the value specified by the outlet valve is exceeded Pressure flow into the outlet channel of the bearing gap that is common to the turbine can.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es sind dargestellt in F i g. 1 ein Winkelstück in Ansicht und vereinfachter Darstellung, F i g. 2 ein Schnitt nach der Linie II-II in F i g. 1, jedoch ohne Bohrer, Fig.3 das Kopfteil des Winkelstückes gemäß F i g. 1 in vergrößerter Darstellung und teilweise im Schnitt, wobei der Schnitt durch die Kanäle gemäß F i g. 2 gelegt ist, Fig. 4 ein Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3, F i g. 5 ein Schnitt nach der Linie V-V in F i g. 3, Fig. 6 der Kraftspeicher für das Winkelstück gemäß den Fig. 1 bis 5. The invention is illustrated below with reference to the drawings Embodiment explained in more detail. They are shown in FIG. 1 an elbow in view and simplified representation, F i g. 2 a section along the line II-II in Fig. 1, but without drill, Fig. 3 the head part of the elbow according to FIG. 1 in an enlarged view and partially in section, the section through the channels according to FIG. 2, Fig. 4 is a section along the line IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 shows a section along the line V-V in FIG. 3, Fig. 6 of the energy storage for the elbow according to FIGS. 1 to 5.

Wie F i g. 1 zeigt, weist ein erfindungsgemäßes Winkelstück einen als Handhabe ausgebildeten Schaft 1 auf, der am einen Ende in einen Knauf 2 übergeht und am anderen, geringfügig abgewinkelten Ende einen rechtwinklig zu diesem abgewinkelten Ende 3 liegenden Kopf 4 aufweist. In dem Kopf 4 ist gemäß den F i g. 3 bis 5 eine Spindel 5 gelagert, die an ihrem oberen Ende ein Turbinenrad 6 trägt. Das Turbinenrad 6 liegt in einer seinem Durchmesser entsprechenden Kammer 7 des Kopfes 4, wobei diese Kammer 7 zwei sich gegenüberliegende, teilringförmige Nuten 8, 9 an ihrer Innenfläche aufweist. In den zwischen den Enden der beiden Nuten 8, 9 liegenden AbschnittenlO, 11 der Kammer 7, deren Innenflächen annähernd am Umfang des Turbinenrades 6 anliegen, sind etwa tangential zum Turbinenrad 6 gerichtete und sich diametral zu diesem gegenübefliegende Düsenbohrungen 12 vorgesehen, die mit einem durch den Schaft 1, 3 geführten Einlaßkanal 13 verbunden sind. Der Einlaßkanal 13 liegt außermittig zum Schaft 1, 3 an einer Seite, derart, daß er koaxial zu der einen Düse 12 verläuft. Außerdem ist der Einlaßkanal 13 mit einer koaxial zum Turbinenrad 6 verlaufenden, in dem Kopf 4 an der Außenseite der einen Nut 9 vorgesehenen teilringförmigen Leitung 14 verbunden, die zu der anderen Düsenbohrung 12 geführt ist. In dem Kopf 4 ist eine koaxial zu dieser Düsenbohrung 12 liegende und in die Leitung 14 einmündende Öffnung vorgesehen, die durch eine Stopfschraube 15 versohlossen ist, jedoch den Zugang zur Düsenbohrung 12 gestattet. Wird über den Einlaßkanal 13 in den Kopf 4 ein Druckmedium, wie ein harzfreies öl, eingeleitet, so gelangt dieses Druckmedium durch die Düsen 12 auf die Schaufeln des Turbinenrades 6, so daß dieses in der eingezeichneten Richtung angetrieben wird. Das Druckmedium wird dabei zwischen den Schaufeln des Turbinenrades 6 bis zu den Nuten 8, 9 mitgenommen, die mit einem durch den Schaft 1, 3 geführten Saugkanal 16 verbunden sind, so daß das Druckmittel dann wieder abgesaugt wird. Wie F i g. 5 zeigt, ist die Breite der Nuten 8, 9 größer als die axiale Erstreckung des Turbinenrades 6, so daß das Druckmittel verhältnismäßig schnell über den Absaugkanal 16 abgesaugt werden kann, dessen Durchmesser annähernd der Breite der Nuten 8, 9 entspricht. Die das Turbinenrad 6 aufnehmende Kammer 7 ist an ihrer Außenseite durch einen in der entsprechenden Stirnseite des Kopfes 4 angeordneten Deckel 17 verschlossen, der mit einem Außengewinde in dem Kopf 4 gehalten ist. Like F i g. 1 shows, an angle piece according to the invention has a Shank 1 designed as a handle, which merges into a knob 2 at one end and at the other, slightly angled end an angled at right angles to this Has end 3 lying head 4. In the head 4, according to FIGS. 3 to 5 one Spindle 5 is supported, which carries a turbine wheel 6 at its upper end. The turbine wheel 6 lies in a chamber 7 of the head 4 corresponding to its diameter, wherein this chamber 7 has two opposing, partially annular grooves 8, 9 on its Has inner surface. In the lying between the ends of the two grooves 8, 9 Sections 10, 11 of the chamber 7, the inner surfaces of which are approximately on the circumference of the turbine wheel 6 are applied, are directed approximately tangentially to the turbine wheel 6 and diametrically to this opposite nozzle bores 12 provided, which with a through the Shaft 1, 3 guided inlet channel 13 are connected. The inlet channel 13 is off-center to the shaft 1, 3 on one side, in such a way that it runs coaxially to the one nozzle 12. In addition, the inlet channel 13 is provided with a coaxial with the turbine wheel 6, in the head 4 on the outside of the one groove 9 provided partially annular line 14 connected, which is led to the other nozzle bore 12. In the head 4 is one located coaxially to this nozzle bore 12 and opening into the line 14 Opening provided, which is closed by a plug screw 15, but the Access to the nozzle bore 12 is permitted. Is via the inlet channel 13 in the head 4 a pressure medium, such as a resin-free oil, is introduced, this pressure medium arrives through the nozzles 12 on the blades of the turbine wheel 6, so that this is shown in the Direction is driven. The print medium is between the blades of the Turbine wheel 6 up to the grooves 8, 9 taken with a through the shaft 1, 3 guided suction channel 16 are connected so that the pressure medium is then sucked off again will. Like F i g. 5 shows, the width of the grooves 8, 9 is greater than the axial extent of the turbine wheel 6, so that the pressure medium relatively quickly via the suction channel 16, the diameter of which is approximately the width of the grooves 8, 9 is equivalent to. The chamber 7 accommodating the turbine wheel 6 is open on its outside a cover 17 arranged in the corresponding end face of the head 4 is closed, which is held in the head 4 with an external thread.

Zwischen dem Turbinenrad 6 und dem anderen, aus dem Kopf 4 ragenden Ende 18 der Werkzeugspindel 5 weist diese einen Doppelkonusansatz 19 auf, der symmetrisch zu seinem Basiskreis 20 ausgebildet ist. Der Doppelkonusansatz 19, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel einstückig mit der Spindel 5 ausgebildet ist, ist in einem Einsatzteil 21 gelagert, das in den gehäuseartigen Kopf 4 eingesetzt ist und im Durchmesser dem Durchmesser des Turbinenrades 6 entspricht. Zwischen der Umfangsfläche des Doppelkonus ansatzes 19 und der entsprechenden Innenfläche 22 des Lagers ist ein Lagerspalt für das Druckmittel vorgesehen, mit welchem das Turbinenrad 6 angetrieben wird. In diesen Lagerspalt 23 mündet an einer Seite symmetrisch zum Basiskreis 20 ein Einlaßkanal 24 und auf der gegenüberliegenden Seite ein Auslaßkanal 25. In dem Auslaßkanal 25 ist ein durch eine Druckfeder 27 belastetes Überdrnckventil 26 angeordnet, das durch eine Schraube 28 eingestellt werden kann. Das auf der Auslaßseite des tSberdruckventils 26 liegende Ende 25 a des Auslaßkanals 25 des Lagerspaltes 23 ist in dem abgewinkelten Schaftende 3 in den Saugkanal 16 der Turbine 6, 7 geführt, so daß also der Lagerspalt 23 und die Turbinenkammer 7 einen gemeinsamen Kanal 16 aufweisen, über den das Druckmittel abgeführt wird. Durch das über den Kanal 24 in den Lagerspalt 23 gedrückte Druckmittel ist die Werkzeugspindel 5 sowohl in radialer als auch in axialer Richtung schwimmend gelagert, so daß sie mit sehr hohen Drehzahlen angetrieben werden kann. Between the turbine wheel 6 and the other protruding from the head 4 The end 18 of the tool spindle 5 has a double-conical projection 19 which is symmetrical is designed to its base circle 20. The double cone approach 19, which is shown in the Embodiment is formed in one piece with the spindle 5 is in an insert part 21 stored, which is inserted into the housing-like head 4 and in diameter the diameter of the turbine wheel 6 is equivalent to. Between the circumferential surface of the double cone approach 19 and the corresponding inner surface 22 of the bearing is a bearing gap provided for the pressure medium with which the turbine wheel 6 is driven. This bearing gap 23 opens on one side symmetrically to the base circle 20 Inlet channel 24 and on the opposite side an outlet channel 25. In the outlet channel 25 is arranged a pressure relief valve 26 loaded by a compression spring 27, which can be adjusted by a screw 28. That on the outlet side of the pressure relief valve 26 lying end 25 a of the outlet channel 25 of the bearing gap 23 is in the angled The shaft end 3 is guided into the suction channel 16 of the turbine 6, 7, so that the bearing gap 23 and the turbine chamber 7 have a common channel 16 through which the pressure medium is discharged. By the pressure medium pressed into the bearing gap 23 via the channel 24 the tool spindle 5 is floating both in the radial and in the axial direction stored so that it can be driven at very high speeds.

Zwischen dem aus dem Kopf 4 ragenden Ende 18 der Werkzeugspindel 5 und dem Doppelkonusansatz 19 ist in dem Einsatzteil 21 ein Ölfutter 29 zur Abdichtung vorgesehen. Between the end 18 of the tool spindle protruding from the head 4 5 and the double cone extension 19 is an oil lining 29 in the insert 21 for sealing intended.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Werkzeugspindel 5 als Hohlspindel ausgebildet, die in einer entsprechenden Ausnehmung des Turbinenrades 6 gehalten ist. Das Turbinenrad 6 weist an seinem dem Endel8 der Werkzeugspindel 5 abgewandten Ende eine Aussparung 30 für die Aufnahme einer Feder 31 auf, deren beide parallel verlaufende Schenkel zum Festhalten des Schaftes eines in die Spindel 5 eingeführten Bohrers 32 dienen. In the illustrated embodiment, the tool spindle is 5 designed as a hollow spindle, which is in a corresponding recess of the turbine wheel 6 is held. The turbine wheel 6 has at its end 8 the tool spindle 5 end facing away from a recess 30 for receiving a spring 31, the both parallel legs for holding the shaft of one in the spindle 5 introduced drill 32 are used.

Wie Fig. 6 zeigt, sind die Kanäle des Schaftes 1, 3 am hinteren Ende des Knaufes 2 mit Schlauchleitungen 32 bis 34 verbunden, wobei die beiden mit dem Einlaßkanal 13 für die Turbinenkammer 7 und dem Einlaßkanal 24 für den Lagerspalt 23 verbundenen Schlauchleitungen 33, 34 zur Druckseite 35 eines Druckmittelspeichers 36 geführt sind. Die andere Schlauchleitung 32, die mit dem gemeinsamen Auslaßkanals 16 verbunden ist, ist zur Saugseite 37 des Druckmittelspeichers 36 geführt, der zweckmäßig sowohl eine Druckpumpe als auch eine Saugpumpe aufweist. As Fig. 6 shows, the channels of the shaft 1, 3 are at the rear end of the knob 2 with hose lines 32 to 34 connected, the two with the Inlet channel 13 for the turbine chamber 7 and the inlet channel 24 for the bearing gap 23 connected hose lines 33, 34 to the pressure side 35 of a pressure medium reservoir 36 are performed. The other hose line 32, the one with the common outlet channel 16 is connected, is led to the suction side 37 of the pressure medium accumulator 36, the expediently has both a pressure pump and a suction pump.

Das Einsatzteil 21, in welchem die Werkzeugspindel 5 mit dem Doppelkonusansatz 19 gelagert ist, ist durch zwei lagerschalenförmige Teile 38, 39 gebildet, die in Achsrichtung der Spindel 5 hintereinanderliegen und von denen jedes eine kegelförmige Lageraussparung aufweist. The insert part 21 in which the tool spindle 5 with the double cone attachment 19 is mounted is formed by two bearing shell-shaped parts 38, 39 which are shown in Axial direction of the spindle 5 lie one behind the other and each of which is conical Has bearing recess.

Claims

Claims: 1. Dental contra-angle handpiece for drills, grinding wheels and the like with a turbine built into the contra-angle head to drive the tool spindle, characterized in that the tool spindle carrying the rotor (6) of the turbine (5) in which the pressure medium driving the turbine is floatingly mounted.

2. Elbow according to claim 1, characterized in that the outlet channels the turbine (6, 7) and the bearing gap (23) in a common outlet channel (16) flow out.

3. Elbow according to claim 2, characterized in that the inlet channels (13 or 24) and the common outlet channel (16) via lines (33, 34 or 32) are connected to a pressure medium accumulator (36) with a pump.

4. Angle piece according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the tool spindle (5) radially and axially in that through the pressure medium circuit formed coat is stored.

5. Elbow according to claim 4, characterized in that the tool spindle (5) carries a double-conical projection (19) which is in corresponding recesses the bearing shells (38, 39) is floating.

6. Elbow according to claim 5, characterized in that the inlet channel (34) and the outlet channel (25) in the area of the base circle (20) of the double cone attachment (19) open.

7. Angle piece according to one of the preceding claims, characterized in that that a resin-free oil is used as a pressure medium.

8. Angle piece according to one of the preceding claims, characterized in that that in the outlet channel (25) of the bearing gap (23) a pressure valve (26) is arranged is.

Considered publications: German Patent Specifications No. 868 811, 919 803; Austrian Patent No. 163 217; USA. Patent pens No. 2,180,993, 2,602,632, 2,799,934, 2,871,562; Magazine »Zahnärztliche Rundschau«, 1954, H. 11, pp. 344, 345; The Engineer magazine, 1955, p. 252.