DE1552197A1

DE1552197A1 - Futter fuer rotierende Werkzeuge

Info

Publication number: DE1552197A1
Application number: DE19661552197
Authority: DE
Inventors: Dee William Colin
Original assignee: DAVIS GILBERT COLIN
Current assignee: DAVIS GILBERT COLIN
Priority date: 1965-07-01
Filing date: 1966-07-01
Publication date: 1969-10-23
Also published as: US3495844A; DE1552197B2; GB1118828A

Description

Anmelderint Aerodynamic Limited,

Rowland House, Hinton Road,
Bournemouth, Hampshire, England

!Putter für rotierende Werkzeuge

Die Erfindung betrifft eine verbesserte Vorrichtung zum Einspannen von We*rkzeugeinsätzen, wie z.B. Bohrer einer zahnärztlichen Turbine oder dergleichen, in hoohtourig rotierende Werkzeuge·

Beim "bisherigen Stand der Technik'war es wegen der grossen Zentrifugalkräfte immer sehr schwierig, einen Werkzeugeinsatz "bei den hohen Betriebsgeaohwindigkeiten im Futter eingespannt zu halten.

Bei zahnärztlichen Turbinen, z.B. seit der Einführung
der Kugellagerring-Turbine, die eine Geschwindigkeit von bis „ _s zu ungefähr 3OO 000 Umdrehungen in der Minute hat, wurden

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Kunst st of futter verwendet, die in Form einer Hülse mit ^TTilfe eines Gewindes in die axiale Iohrung des Rotors eingeschraubt wurden· Der V/erkzeugeinsatz wurde lediglich dadurch eingespannt, dass sich das elastische Material verformte, wenn der Schaft des 7/erkzeugeinsatzes in die etwas kleinere Eohrung des !Hitters eingedrückt wurde. Das Putter musste jedoch oft erneuert v/erden, weil das Kunst st off material durch das häufige Auswechseln der Bohrer und die Auswirkungen der Zentrifugalkraft weich wurde und so die Spannkraft nachliess.

Durch die Einführung der Luftlager-TurMne mit Geschwindigkeiten bis zu 600 000 Umdrehungen in der Minute, v/urde eine neue Konstruktion erforderlich und infolgedessen wurde für die Herstellung von Puttern nicht mehr Kunststoff sondern Metall verwendet. Diese Metallfutter wurden jedoch Ms jetzt nur für einfache Federspannung konstruiert und die bei den hohen Geschwindigkeiten auftretenden Zentrifugalkräfte wirkten der durch die Pederspannung erzeugten Kraft entgegen, wodurch ihre Spannkraft beeinträchtigt und die Gefahr heraufbeschworen wurde, dass der Bohrer, insbesondere wenn er schon leicht abgenutzt war, mit grosser Geschwindigkeit aus der Turbine herausgeschleudert wurde.

Wenn der Werkzeugeinsatz verhältnismässig leicht in axialer Richtung eingesetzt werden kann, ist die axiale Ausrichtung mit dem Rotor gewöhnlich ungenügend und jede Aussermittigkeit hat bei den hohen Geschwindigkeiten eine ungeheuer

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starke Auswirkung. Wenn anderei'seits die Aussenfläche des Werkzeugschafts und die Innenfläche des Rotors fast der glei- · eheIi jL/uxcliinesser haten, kann es sehr schwierig oder sogar fast unmöglich sein, den Schaft von Hand einzuführen, was den praktischen ITutzen verringert.

Das erfindurigSjTeniässe Futter für ein hochtourig rotierendes Werkzeug hat eine Vielzahl radial "bewegbarer Futter-"backen, die den Schaft einen Werkzeugeinsatzes umfassen und eine Vielzahl von Flieh-Gewichten, die mit den Futterbacken derart verbunden sind, dass die radiale Auswärtsbewegung der unter Zentrifugalkraft stehenden Flieh-Gewichte auf die Futterbacken eine deren Fliehkraft derart entkräftende Wirkung ausüben, dass sie radial nach innen gedruckt werden und der Schaft des Werkzeugeinsatzes fest eingespannt wird.

"Entkräftend" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Zentrifugalkraft der Flieh-Gewichte grosser als die der I3akken selbst ist. Der Grund -hierfür ist die grössere relative Hasse der Flieh-Gewiehte und/oder die Tatsache, dass sie mit den Backen durch eine kraftverstärkende Anordnung gekoppelt sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform bildet jede Backe zusammen mit dem ihr zugeordneten Flieh-Gewicht einen doppelarmigen Hebel, dessen Eebeldrehpunkt sich zweckmässig an der Stelle befindet, wo die Backe gegen die Bohrung des Rotors, ' in die das Futter eingeführt wird, anliegt.

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Jede Packe und ihre ent sprechend es Flieh-Gewicht können aus einem Stückbestehen und durch Längsunter teilung in eireiu ¹ üuohsen^rtigen Körper ge-bildet werden.

leren der Symmetrie und um den Schaft des Werkzeugeinsatses fester im Futter zu verspannen, können den "beiden PaIvkersätz^n, ?ine Yielzahl gemeinsamer Flieh-Gewichte zugeordnet sein. Eine andere "bevorzugte Ausfuhrungsform zeichnet sich dadurch aus, dass ein erster Satz Futterbacken und die entsprechenden Flieh-Gewichte durch einen ersten Satz Längsunterteilungen des "buchsenartigen Körpers, die sich von einem Ende teilweise nach innen in Richtung auf das andere Ende zu erstrecken und symmetrisch mit winkelförmigem Abstand um die Rotationsachse des Futters angeordnet sind, hergestellt ist, und ein zweiter Satz Futterbacken und die dazugehörigen Flieh-Gewichte durch einen zweiten Satz Längsunterteilungen in dem "buchsenartigen Körper,die sich vom anderen Ende teilweise nach innen in Richtung auf das gegenüberliegende Ende zu erstrecken und symmetrisch mit winkelförmigem Abstand um die Rotationsachse des Futters angeordnet sind, hergestellt ist, wobei der erste Satz Unterteilungen symmetrisch mit winkelförmigem Abstand entsprechend dem zweiten Satz Unterteilungen um die Rotationsachse des Futters angeordnet ist und der erste und der zweite Satz Unterteilungen in dem buchsenartigen Körper, von dem die gemeinsamen Flieh-Gewichte gebildet werden, parallel nebeneinander herlaufen.

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In der Zeichnung, die zwei Ausführungsformen der Erfindung zeigt, ist:-

¹I¹Ig. 1 ein Vertikal schnitt durch ein zahnärztliches

Handstück;

Pig. 2 eine perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform eines Putters gemäss der Erfindung; S¹Ig. 3 eine Endansicht der in I?ig. 2 dargestellten

Futters j
Pig. 4 eine Endansicht des in Pig» 5 dargestellten

Putters gemäss der zweiten Ausführungsform, und Fig_e 5 eine perspektivische Ansicht der zweiten Aus-

führungsfornu

In Fig. 1 ist ein zahnärztliches Handstück 1, wie z.B. eine auf Luft gelagerte Luftturbine und ihr Rotor 2 in strichpunktierten linien dargestellt. Diese beiden Teile sind nach dem Stand der Technik bekannt und bilden daher kein Merkmal der Erfindung. Im Rotor 2 befindet sich eine abgesetzte Bohrung, in deren Teil 3 ein Futter 4eingesetzt ist» Dieses Futter 4 ist als Buchse ausgebildet, die den zylindrischen Schaft 25 eines zahnärztlichen Bohrers oder dergleichen aufnimmt.

Das Futter 4 besteht aus einem zylindrischen Mittelstück 5, an das sich an beiden Enden doppelkonische Teile 6 und 7 anschliessen* Der Teil 6 und das llittelstttck 5 weisen vier vom äusseren Ende des Teils 6 nach innen laufende längsunterteiilungen 8 auf, die mit gleichwinkligem Abstand um die Rotations-

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achse des Futters angeordnet sind, so dass der Teil 6 vier Putterbacken 9 hat, von denen sich jede auf der "Jrafangsli.iie 10 gegen die Innenwandur.g des Jeils 3 der !Bohrung des Rotors abstützt. Die Unterteilungen £ teilen aucli das LIittelstücl: 5 in vier Teile 5a, 5b, 5c und 5d, wobei jeder dieser Teile mit dem Ende einer der anseliliessenden Futtertacken 9 verbunden ist.

Andere ebenso mit gleichwinkligem Abstand angeordnete, sich vom äusseren Ende des Teils 7 nach innen erstreckende Längsunterteilungen 11 teilen den Endteil 7 in vier Futterbacken 12 und halbieren die vier Teile 5a, 5b, 5c und 5d des Llittelstücks 5, wobei die vier Unterteilungen 11 winkelförmig symmetrisch zwischen den Unterteilungen 8 vorgesehen sind. Jede der Futterbacken 12 stützt sich auf der Linie 13 gegen den Teil 3 der Bohrung des Hotors ab.

Jede Futterbacke 9 bildet jeweils mit den beiden Mittelstücken 5a, 5a oder 5b, 5b oder 5c, 5c oder 5d, 5d als Fortsetzung einen doppelarmigen Hebel, wobei die Linie 10 als Hebeldrehpunkt dient. Je nach, der Umdrehungsgeschwindigkeit des Futters fliegen die Flieh-Gewichte 5a, 5a usw. radial nach aussen und drücken so die Futterbacken 9 radial nach innen, so dass diese den Schaft 5 des Bohrers fest einspannen. Der Spannvorgang verstärkt sich in dem Masse wie sich die Rotationsgeschwindigkeit erhöht.

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Auf gleiche "/eise l-ildet jeie Futter "backe 12 axt jeweils den "beiden Llittelstiicken 5a, 5b oder 5t, 5c oder 5c, 5d oder 5ä, 5a als Fortsetzung aueiv eir.eii doppelarmiger.¹ Hebel mit der jr.:fapr;sliiiie 13 als -Ie"beldrehpunkt_e Der Schaft 5 wird deirie'VuGpreclierJ. an sv/ei mit axialem Abstand auf seiner Längsachse angeordneter·. Punkten von den "beiden Fatterbackensätzen 9 und 12 fest eingespannt.

Die I.!asse der ^eile des llittelstücks 5 ist grosser als die der iliiei: zugeordneter. lPutterbaclcen ur.d/od-er der axiale Al stand der Scliweriraft-Eentren der Flieh-Gewichte von Hebeldi-eiipuibct ist grosser als der der FutterTDacken»

Das in Fig. 4 und 5 dargestellte Futter ist auf gleiche '.Veise ausgebildet, nur dass die Längsunterteilungen 14 einen symmetrischen Abstand mit einem'Winkel von je 120° haben, so dass nur drei Futtertacken 15 vorhanden sind. Auch die Längsunterteilungen 16 sind derart symmetrisch mit winkelförmigem Abstand angeordnet, dass nur drei Futterbacken 17 gebildet v/erden, v/obei die Unterteilungen 14 mit symmetrischem winkelförmigem Abstand zwischen den Unterteilungen 16 angeordnet sind ο

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Claims

P a t e η t a η S ₁ ρ r ü c h e

1.,< "Gutter für hechtouri^ rotierende '.7erkzeu_f^eii;sätse, gekennzeichnet durch eine Yielzahl radial bewegbarer Futterbarren (9, 12 bzw. 15,17), die den Schaft eines 7/erkzeugeii>satzes umfassen, und eine Vielzahl ν cn Flieh-Gewichten (5a, ib,5c,5d), die mit den U¹Uttertacken derart verbunden aind , lass lie radiale Auswärt Gbewegun^r; der unter Zentrifugalkraft stehenden Flieh—Gewichte auf die Futterbaclien eine deren Fliehkraft derart entkräftende Wirkung ausüben, dass sie radial nach innen gedrückt werden und der Schaft des Werkzeugeinsatzes fest eingespannt wird.

2e Futter: nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Futterbacke zusammen mit ihrem Flieh-Gewicht einen doppelarmigen Hebel bildet.

3. Futter nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Drehpunkt des doppelarmigen Hebels an der Stelle befindet, an der die Futterbacken gegen die zur Aufnahme des Futters, dienende Bohrung des Rotors anliegen.

4. Futter nach irgendeinem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Futterbacke und ihr Flieh-Gewicht aus einem Stück bestehen. -

5. Futter nac/. Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Futterbacke und ihr Flieh-Gewicht durch Längsunter-

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teilungen eines buchsenartigen Körpers (5) hergestellt ist.. So !futter nach irgendeinem der vorangegangen Patentaneprüohe, dadurch gekennzeichnet, dass eine Tielzafcl gemeinsamer Ii¹Iieh-Gewichte mit den beiden IPuttertackensätzenverbunden ist.

7. Futter nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Satz Futterbacken und die entsprechenden Flieh-Gewichte durch einen ersten Satz Längsunterteilungen des buchsenartigen Körpers (5), die sich von einem Ende teilweise nach innen in Richtung auf das andere Ende zu erstrekken und symmetrisch mit winkelförmigem Abstand um die Rotationsachse des Sautters angeordnet sind, hergestellt ist, und ein zweiter Satz Futterbacken und die dazugehörigen Flieh-G-ewichte durch einen zweiten Satz Längsunterteilungen in dem buchsenartigen Körper, die sich vom anderen Ende teilweise nach innen in Richtung auf das gegenüberliegende Ende zu erstrecken und symmetrisch mit winkelförmigem Abstand um die Rotationsachse des Futters angeordnet sind, hergestellt ist, wobei der erste Satz Unterteilungen symmetrisch mit winkelförmigem Abstand entsprechend dem zweiten Satz Unterteilungen um die Rotationsachse des Futters angeordnet ist und der erste und der zweite Satz Unterteilungen in dem buchsenartigen Körper, von dem die gemeinsamen Flleh-G-ewichte gebildet werden, parallel nebeneinander herlaufen.

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