DE2621486A1 - Pneumatischer lamellenmotor - Google Patents

Pneumatischer lamellenmotor

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DE2621486A1 DE19762621486 DE2621486A DE2621486A1 DE 2621486 A1 DE2621486 A1 DE 2621486A1 DE 19762621486 DE19762621486 DE 19762621486 DE 2621486 A DE2621486 A DE 2621486A DE 2621486 A1 DE2621486 A1 DE 2621486A1
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    • A61C1/02—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design characterised by the drive of the dental tools
    • A61C1/05—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design characterised by the drive of the dental tools with turbine drive
    • A61C1/052—Ducts for supplying driving or cooling fluid, e.g. air, water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
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    • F01C1/34—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/344—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F01C1/348—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the vanes positively engaging, with circumferential play, an outer rotatable member

Description

Pneumatischer Lamellenmotor
Die Erfindung "betrifft einen pneumatischen Lamellenmotor, insbesondere für ärztliche, z.B. zahnärztliche Handstücke, bestehend aus einem hülsenförmigen, den Stator bildenden Gehäuse mit kreiszylindrischer Innenwandung und einem innerhalb der Innenwandung des Gehäuses angeordneten Rotor, dessen Drehachse zu der Achse der kreiszylindrischen Innenwandung parallel verläuft und gegenüber letzterer versetzt ist, wobei in Längsschlitzen des Rotors mit ihren äußeren Enden zu der kreiszylindrischen Innenwandung sich hin erstreckende Lamellen radial beweglich gelagert sind, und wobei in den Raum zwischen dem Rotor und der kreiszylindrischen Innenwandung mindestens eine Lufteinlaßöffnung für Druckluft und mindestens eine Luftauslaßöffnung einmündet. Bei Beaufschlagung des Motors mit Druckluft tritt letztere durch die Lufteinlaßöffnung(en) in den Raum zwischen Rotor und kreiszylindrischer Innenwandung und schiebt die nächstiiegende, am weitesten aus dem Rotor herausstehende Lamelle vor sich her, so daß der Rotor zu drehen beginnt und die nächste Lamelle von der Druckluft beaufschlagt wird. Die Drehzahl des Lamellenmotors kann z.B. etwa 2o ooo bis 1oo ooo U/min betragen.
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Ein solcher Lamellenmotor ist durch, die DT-OS 23 04 666 bekannt . Bei Drehung des Rotors unterliegen die an der kreiszylindrischen Innenwandung anliegenden und entlangschleifenden äußeren Enden der nacheinander mit Druckluft beaufschlagten Lamellen wegen der hierbei stoßweise stärker und schwächer werdenden Gleitreibung einer hohen, Vibrationen hervorrufenden Beanspruchung, wobei zwischen den äußeren Enden der Lamellen und der Innenwand Leckluft durchtritt, so daß die Motorleistung vermindert wird. Durch entsprechende Werkstoffwahl können zwar die Festigkeits- bzw. Gleiteigenschaften sowohl der Lamellen als auch der Innenwandung verbessert werden. Wählt man aber z.B. für die Lamellen als Werkstoff von guter Festigkeit Hartgewebe, so tritt bei einem Kasswerden der Lamellen, z.B. beim Sterilisieren des in ein chirurgisches oder zahnärztliches Handstück eingebauten Lamellenmotors ein Aufquellen der Lamellen ein, was ein Blockieren des Rotors zur Folge hat. Wählt man als Lamellenwerkstoff von guter Gleiteigenschaft z.B. Teflon (PTVE-Kunststoff)
so tritt wegen der geringen Festigkeit dieses Kunststoffes ein schneller Verschleiß ein. Wählt man für die kreiszylindrische Innenwandung als Werkstoff von guter Gleiteigenschaft z.B. Nitrierstahl, so tritt beim Nasswerden ein Rosten ein. Darüberhinaus verursacht die Gleitreibung zwischen den äußeren Lamellenenden und der kreiszylindrisehen Innenwandung eine grosse Erwärmung und störende Geräusche.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen pneumatischen Lamellenmotor der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem eine Gleitreibung zwischen den äußeren Lamellenenden und der kreiszylindrischen Innenwandung vermieden ist, so daß eine besondere Werkstoffwahl nicht nötig ist.
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Die lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß zwischen der kreiszylindrischen Innenwandung des Gehäuses und den äußeren Enden der Lamellen ein gegenüber der genannten Innenwandung frei drehbarer, zur Innenwandung koaxialer Lagerring angeordnet ist, an welchem die Lamellen mit ihren äußeren Enden anliegen, wobei die Lufteinlaßöffnung(en) und die Luftauslaßöffnung(en) zweckmäßig in den Raum zwischen Rotor und Lagerring einmünden. Die genannten Öffnungen könnten auch im Bereich der Ringstirnwand an einem Ende des Lagerringes einmünden, jedoch müßte dann der Lagerring an diesem Ende für den ungehinderten Luftdurchgang etwas kurzer als die kreiszylindrische Innenwandung des Gehäuses sein.
Dadurch, daß die äußeren Lamellenenden bei der vorgeschlagenen Ausbildung nicht mehr an der kreiszylindrischen Innenwandung des Gehäuses, sondern an dem frei drehbaren Lagerring anliegen, werden die äußeren Lamellenenden vor jeglicher Gleitreibung bewahrt. Infolge der völlig unschädlichen Haftreibung der äußeren Lamellenenden an der Innenseite des Lagerringes wird nämlich letzterer bei Rotation des Rotors mitgenommen. Es können deshalb ohne Rücksicht auf Beeinträchtigungen durch Verschleiß, Nässe usw. beliebige geeignete Werkstoffe, z.B. Kunststoff oder Metall, sowohl für die Lamellen als auch für die kreiszylindrische Innenwandung und den Lagerring gewählt werden. Es ist daher nicht nötig, als Werkstoff für die Lamellen Hartgewebe od. dgl. zu verwenden, so daß eine Quellwirkung bzw. eine schwierige Sterilisierung vermieden ist und die Maßgenauigkeit der Motorteile vergrößert werden kann. Durch die nun unschädliche feste Anlage der äußeren Lamellenenden am Lagerring geht keine Leckluft mehr verloren, wordurch eine höhere Drehzahl und ein höheres Drehmoment und
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damit eine höhere Leistung des Motors bei langer Lebensdauer erzielt werden. Der Motor zeichnet sich ferner wegen Wegfalls der Gleitreibung zwischen den äußeren Lamellenenden und der kreiszylindrischen Innenwandung des Gehäuses durch ruhigen, vibrationsfreien Lauf aus.
Die Lamellen können wie üblich z.B. durch Zentrifugalkraft, durch in den Längsschlitzen des Rotors angeordnete Federn, in die Längsschlitze eingeführte Druckluft, in Anlage an den Lagerring gehalten werden.
Der Lagerring kann gleitend in der kreiszylindrischen Innenwandung des Gehäuses gelagert sein. Um aber auch hier eine Gleitreibung zu vermeiden, kann der Lagerring mittels Wälzkörpern, z.B. Kugeln, an der kreiszylindrischen Innenwandung gelagert sein. Um die hierbei auftretenden Rollgeräusche zu vermeiden, kann zwischen dem Lagerring und der kreiszylindrischen Innenwandung ein mit Druckluft beaufschlagbarer Ringspalt als Luftlager für den Lagerring vorgesehen sein. Ein solches Luftlager hat außerdem den Vorteil, daß ein völlig vibrationsfreier Lauf des Rotors und des Luftlagers gewährleistet ist.
Im Falle eines solchen Luftlagers kann entweder der Lagerring mit mindestens einer Durchtrittsöffnung zur Versorgung des Ringspaltes mit Druckluft vom Raum zwischen Rotor und Lagerring her oder die kreiszylindrische Innenwandung mit mindestens einer Austrittsöffnung zur Versorgung des Ringspaltes mit Druckluft vom Motoräußeren her versehen sein. Im letzteren Fall ist es zweckmäßig, wenn die Austrittsöffnung(en) der kreiszylindrischen Innenwandung über eine Zweigleitung mit einer die in den Raum zwischen dem Rotor und der Innenwandung einmündende Lufteinlaßöffnung(en) mit Druckluft versorgenden Druckluftzufuhrleitung verbunden ist.
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Insbesondere für den Pall, daß die Lamellen durch Zentrifugalkraft in Anlage an den Lagerring gehalten werden, ergibt sich eine gute Mitnahme des Lagerringes durch die Lamellen auch schon im Anfahrzustand, in welchem die Anlage an den Lagerring noch verhältnismäßig lose ist, dadurch, daß die innere Wand des Lagerringes mit axialen Rillen zur Aufnahme des äußeren Endes der Lamellen versehen ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 einen z.B. für ein gerades zahnärztliches Handstück geeigneten pneumatischen Lamellenmotor im Längsschnitt,
J1Ig. 2 den Lamellenmotor im Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine gegenüber Fig. 1 abgeänderte Ausführungsform,
Fig. 4 den Lamellenmotor im Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3,
Fig. 5 einen z.B. für ein zahnärztliches Handstück mit abgewinkeltem Kopf geeigneten pneumatischen Lamellenmotor im Längsschnitt und
Fig. 6 eine gegenüber Fig. 4 abgeänderte Ausführungsform.
Der dargestellte pneumatische Lamellenmotor besteht aus einem den Stator bildenden, hülsenförmigen Gehäuse 1 mit kreiszylindrischer Innenwandung 2. Das Gehäuse 1 kann von einem
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ßr-
Außenmantel 3 umgeben sein, der "bei den Ausführungsformen nach Fig. 1, 2, 3 und 4 die Form eines Kreiszylinders hat. Innerhalb des Gehäuses 1 ist ein im Querschnitt kreisförmiger Rotor 4 angeordnet, der in stirnseitigen Gehäusedeckeln 5, 6 mittels Kugellagern 7, 8 gelagert ist. Aus fertigungstechnischen Gründen fällt bei den Ausführungsformen nach Pig. 1, 2, 3 und 4 die Drehachse D des Rotors 4 mit der Achse des Außenmantels 3 zusammen. In jedem Falle jedoch verläuft die Drehachse D des Rotors 4 zur Achse A der kreiszylindrischen Innenwandung 2 parallel und ist gegenüber letzterer versetzt.
In Längsschlitzen 9 des Rotors 4 sind Lamellen 1o radial beweglich gelagert, die mit ihren äußeren Enden 11 zu der kreiszylindrischen Innenwandung 2 hinweisen.
In den Raum 12 zwischen dem Rotor 4 und der kreiszylindrischen Innenwandung 2 münden drei Öffnungen 13, 14» 15 (Fig. 2) ein, die einen gegenseitigen Winkelabstand von etwa 12o° haben. Sofern die Öffnung 13 mit Druckluft beaufschlagt wird und demnach als Lufteinlaßöffnung wirkt, sind die Öffnungen 14, 15 Luftauslaßöffnungen. Wenn dagegen die Öffnung 14 mit Druckluft beaufschlagt wird und demnach als Lufteinlaßöffnung wirkt, sind die Öffnungen 13, 15 Luftauslaßöffnungen. Demnach ist die Öffnung 15 immer eine Luftauslaßöffnung.
Zwischen der kreiszylindrischen Innenwandung 2 und den äußeren Enden 11 der Lamellen 1o ist ein gegenüber der Innenwandung 2 frei drehbarer, zur Innenwandung koaxialer Lagerring 16 angeordnet, gegen den die Lamellen 1o mit ihren äußeren Enden 11 unter der Wirkung von in den Längsschlitzen 9 des Rotors 4 angeordneten Druckfedern 17 oder bei der Rotation des Rotors 4 unter der Wirkung der Zentrifugalkraft (Fig. 4) anliegen.
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Bei der Ausführungsform nach Pig. 6 ist der Lagerring 16 mittels durch Kugeln gebildeten Wälzlagern 18, die durch einen Käfig 19 gehalten sind, an der kreiszylindrischen Innenwandung 2 des Gehäuses 1 gelagert.
Bei den Ausführungsformen nach den Pig. 1 bis 5 ist zwischen dem Lagerring 16 und der kreiszylindrischen Innenwandung 2 ein mit Druckluft beaufschlagbarer Ringspalt 2o als Luftlager für den Lagerring 16 vorgesehen. Der Lagerring 16 ist bei den Ausführungsformen nach den Pig. 3 und 4 mit mehreren Durchtrittsöffnungen 21 zur Versorgung des Ringspaltes 2o mit Druckluft vom Raum 12 her versehen. Auf diese Weise wird die durch die Lufteinlaßöffnung 13 (14) für die Beaufschlagung der Lamellen 1o in den Raum 12 eintretende Druckluft gleichzeitig für die Bildung des Luftfilms im Ringspalt 2o ausgenutzt.
Zur Bildung des Luftfilms für das Luftlager des Lagerringes 16 kann aber auch gemäß Fig. 1,2 und 5 die kreiszylindrische Innenwandung 2 mit mehreren Austrittsöffnungen 22 zur Versorgung des Ringspaltes 2o mit Druckluft vom Motoräußeren her versehen sein. Die Austrittsöffnungen 22 der kreiszylindrischen Innenwandung 2 sind z.B. gemäß Pig. 1 über eine Zweigleitung 23 und einen Hohlraum 24 mit einer die in den Raum 12 einmündende Lufteinlaßöffnung 13 (14) mit Druckluft versorgenden Druckluftzufuhrleitung 25 verbunden.
Bei der Ausführungsform nach Pig. 4 ist die innere Wand 26 des Lagerringes 16 mit axialen Rillen 27 zur Aufnahme des äußeren Ende» 11 der Lamellen 1o versehen.
Der Lamellenmotor nach den Pig. 1 und 3 kann für den Anbau an oder für den Einbau in ein gerades chirurgisches oder zahnärztliches Handstück verwendet werden. Hierfür ist eine Kupp-
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lungsmuffe 28 zur Verbindung mit dem nicht dargestellten Handstück vorgesehen. Die verlängerte Welle 29 des Rotors 4 ist mit einem Mitnehmer 3o für das anzukuppelnde Ende der ebenfalls nicht dargestellten Handstückwelle versehen.
Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 5 und 6 ist der Lamellenmotor in das Kopfgehäuse 3 a eines z.B. zahnärztlichen Winkelstückes mit abgewinkeltem Kopf 31 eingebaut. Der Schaft des Kopfes 31 ist mit 32 bezeichnet.
Bei den Ausführungsformen nach Fig. 5 und 6 ist der Rotor 4 zweiteilig ausgebildet. So besitzt der Rotor 4 noch eine besondere Innenhülse 4 a zur Aufnahme des Schaftes eines nicht dargestellten Werkzeuges, z.B« eines Bohrers. Die Innenhülse 4 a ist zur besseren kraftschlüssigen Verbindung mit dem eigentlichen Rotor 4 und zur axialen Sicherung mit äußeren Nocken versehen, die in entsprechende Ausnehmungen 34 der Innenwand des eigentlichen Rotors 4 eingreifen. Hierdurch wird ein Anlaufen des Rotors 4 an vor den Gehäusedeckeln 5, 6 vorgesehenen Begrenzungsscheiben 35» 36 verhindert. Der Gehäusedeckel 5 ist gemäß Fig. 5 und 6 mittels Gewinde 38 mit dem Kopfgehäuse 3 a verschraubt. Das Kopfgehäuse 3 a und der untere Gehäusedeckel 6 ist ein einstückiges Bauteil.
Gemäß Fig. 1, 2, 3 und 5 ist das die kreiszylindrische Innenwandung 2 aufweisende Gehäuse 1 mittels eines Fixierstiftes an der einen Begrenzungsscheibe 36 festgelegt.
Ansprüche: - 9 -
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-44-Leerseite

Claims (7)

  1. 262H86
    Ansprüche
    [I ./Pneumatischer Lamellenmotor, insbesondere für ärztliche, z.B. zahnärztliche Handstücke, bestehend aus einem hülsenförmigen, den Stator bildenden Gehäuse mit k.reiszylindrischer Innenwandung und einem innerhalb der Innenwandung des Gehäuses angeordneten Rotor, dessen Drehachse zu der Achse der kreiszylindrischen Innenwandung parallel verläuft und gegenüber letzterer versetzt ist, wobei in Längsschlitzen des Rotors mit ihren äußeren Enden zu der kreiszylindrischen Innenwandung sich hin erstreckende Lamellen radial beweglich gelagert sind, und wobei in den Raum zwischen dem Rotor und der kreiszylindrischen Innenwandung mindestens eine Lufteinlaßöffnung für Druckluft und mindestens eine Luftauslaßöffnung einmündet, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der kreiszylindrischen Innenwandung (2) des Gehäuses (1) und den äußeren Enden (11) der Lamellen (1o) ein gegenüber der genannten Innenwandung (2) frei drehbarer, zur Innenwandung koaxialer Lagerring(i6) angeordnet ist, an welchem die Lamellen (io) mit ihren äußeren Enden (11) anliegen.
  2. 2. Lamellenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerring (16) mittels Wälzkörpern, z.B. Kugeln (18) an der kreiszylindrischen Innenwandung (2) gelagert ist, (Fig. 6).
  3. 3. Lamellenmotor nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Lagerring (16) und der kreiszylindrischen Innenwandung (2) ein mit Druckluft beaufschlagbarer Ringspalt (2o) als Luftlager für den Lagerring vorgesehen ist.
    709848/0182 - io -
    ORlGlNAL INSPECTED
    2671486
  4. 4. lamellenmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerring (16) mit mindestens einer Durchtrittsöffnung (21) zur Versorgung des Ringspaltes (2o) mit Druckluft vom Raum (12) zwischen Rotor (4) und Lagerring (16) her versehen ist. (Fig. 3 und 4).
  5. 5. Lamellenmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kreiszylindrische Innenwandung (2) mit mindestens einer Austrittsöffnung (22) zur Versorgung des Ringspaltes (2o) mit Druckluft vom Motoräußeren her versehen ist. (Fig.1, 2 und 5).
  6. 6. Lamellenmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung(en) (22) der kreiszylindrischen Innenwandung (2) über eine Zweigleitung (23)mit einer die in den Raum (12) zwischen dem Rotor (4) und der Innenwandung (2) einmündende Lufteinlaßöffnung(dn) (13, 14) mit Druckluft versorgenden Druckluftzufuhrleitung (25) verbunden ist.
  7. 7. Lamellenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Wand (26) des Lagerringes (16) mit axialen Rillen (27) zur Aufnahme des äußeren Endes (11) der Lamellen (1o) versehen ist. (Fig. 4).
    Der Patentanwalt /A
    7u9ü4ö/0182
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