DE2903274C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein zahnmedizinisches Handstück gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einem bekannten derartigen zahnmedizinischen Hand­ stück (DE-OS 27 33 648) weist das Turbinenlaufwerk einen Läufer mit einwärts gekrümmten Flügeln auf, die in zwei Richtungen geformt sind, und zwar einwärts gekrümmt und schalenförmig ausgenommen sind, um die Fläche, die von der Luft berührt wird, so groß wie möglich auszugestal­ ten. Dabei sind die Läuferflügel um eine erste, zur Drehachse des Läufers parallel und um eine zweite Achse gekrümmt, die rechtwinklig zur Drehachse des Läufers liegt, und die Flügel erstrecken sich über die gesamte Axiallänge des Läufers.

Bekannt ist ferner ein zahnmedizinisches Handstück (US- PS 3 41 110), bei dem eine Abluftführung durch Kugella­ ger vorgesehen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein zahnmedi­ zinisches Handstück gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruches 1 so auszubilden, daß Vibrationen und Geräusche reduziert und gedämpft werden und zugleich die Zahl der individuellen Impulse, die dem Turbinenlaufwerk gegeben werden, gegenüber dem Stand der Technik verdoppelbar sind, damit sich die Tonfrequenz des Turbinenlaufwerkes ändert und sich ein gleichmäßigerer, verhältnismäßig ruhiger Gesamtantrieb ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzei­ chen des Patentanspruches 1 beschriebenen Merkmale gelöst.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen zahnmedizinischen Handstücks ergibt sich aus dem Patent­ anspruch 2.

Durch Verdoppeln der Anzahl der Impulse, die im Ver­ gleich zum angeführten Stand der Technik die Hälfte der normalen Kraft beinhalten, bleibt das Drehmoment jedes Rotors gleich. Ferner ist bei dem erfindungsgemäßen zahnmedizinischen Handstück der Druckluftweg weitgehend verbessert, weil der Weg an jeder Schaufel lediglich halb so groß ist wie der bekannte Abstand in Axialrich­ tung. Von der Spitze jeder Schaufel kann die Druckluft in einen Raum zwischen benachbarten Schaufeln abgegeben werden, so daß die Druckluftströmung zum Auslaß hin verbessert wird. Damit ergibt sich eine wellenförmige bzw. undulierende Umfangsströmung in die Mitte der beiden aneinanderliegenden Rotoren des Turbinenlaufwer­ kes.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen zahnmedi­ zinischen Handstückes wird nun anhand der Zeichnungen erläutert. In diesen sind:

Fig. 1 eine Seitenansicht des zahnmedizinischen Hand­ stückes;

Fig. 2 eine vertikale Schnittansicht durch das Hand­ stück nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab; und

Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie 3-3 der Fig. 2.

Ein zahnmedizinisches Handstück 6 umfaßt einen standar­ disierten greifbaren Schaft 7 und einen Kopf 8, der so ausgebildet ist, daß er einen zahnmedizinischen Bohrer 9 oder ein vergleichbares Werkzeug mittels Druckluft aus einer geeigneten Druckquelle 11 antreiben kann.

Der Kopf 8 weist ein Gehäuse 1 auf, das in eine Hülse 13 übergeht, die in das Ende des Schaftes 7 in einer zweckmäßigen festen Weise eingepaßt ist. Eine Luftein­ laßleitung 14 in der Hülse 13 erstreckt sich bis zur Druckluftquelle 11. In ähnlicher Weise ist eine Luftaus­ laßleitung 15 innerhalb der Hülse 13 vorgesehen und in geeigneter Weise in dem Schaft 7 geführt.

Das Gehäuse 12 weist einen Körper symmetrisch um eine Achse 18 auf, der innen eine Kammer 19 begrenzt, die zur Achse 18 symmetrisch ist. Eine Verschlußkappe 21 steht mit dem Gehäuse 12 über eine mit Gewinde versehenen Zwischenverbindung 22, die eine zylindrische Führungs­ fläche und eine ebene Haltefläche einschließt, in Ein­ griff und weist Flächen 3 zum Angriff eines Schrauben­ schlüssels auf.

Innerhalb des Gehäuses ist symmetrisch zur Achse 18 eine rohrförmige Welle 25 mit einem Innengewinde 26 angeord­ net, das mit einer Hohlwelle 27 in Eingriff steht, die zur Aufnahme des zahnmedizinischen Bohrers 9 ein Spannfutter oder eine Klemmhülse bildet. Das eine Ende 28 der Hohlwelle 27 ist zur Aufnahme eines Schrauben­ schlüssels ausgebildet. Ebenso weist die rohrförmige Welle 25 einen Abschnitt 29 zur Aufnahme eines Schrau­ benschlüssels auf.

Zwischen der Verschlußkappe 21 des Gehäuses 1 und der rohrförmigen Welle 5 und ähnlich zwischen dem Gehäuse 1 und der rohrförmigen Welle 25 befindet sich ein Paar Hochgeschwindigkeitswälzlager 30 und 31, die gleich ausgebildet sind. Jedes Lager 30, 31 weist einen äußeren Laufring 32 und einen inneren Laufring 33, die in Abstand voneinander angeordnet sind, und zwischen sich einen Spalt 34 bilden und in den Laufringen 32, 33 geführte Kugeln 36 auf. Die inneren Laufringe 33 stehen mit der rohrförmigen Welle 5 in Eingriff.

Um die Lager 30, 31 zweckmäßig anzuordnen, steht der äußere Laufring 32 eines jeden Lagers 30, 31 in direktem Kontakt mit einer kreiszylindrischen Innenfläche 37 eines elastomeren Rings 38. Der Ring 38 ist vorzugsweise thermisch an einen L-förmigen Metallträger 39 geklebt, der in einer ringförmigen Ausnehmung 40 in dem Gehäuse 12 oder in der Verschlußkappe 21 aufnehmbar ist. Die kreiszylindrische Innenfläche 37 kann geformt oder auch durch Schleifen gebildet sein. Die elastomeren Ringe 38 bilden eine zweckmäßige Halterung für die Lager 31, 32, wodurch ein Vibrieren reduziert und Geräusche gedämpft werden. Durch das Anliegen der kreiszylindrische Innen­ fläche 37 des Rings 38 an dem äußeren Laufring 32 verformt oder verdreht sich das elastomere Material des Rings 38 beim Zusammenbau nicht. Vielmehr gleiten die Ringe 38 einfach in ihre Lage in Bezug auf die äußeren Laufringe 32 und verbleiben in einem gleichmäßig elasto­ meren Zustand ohne lokalisierte oder besondere Beanspru­ chung, so daß durch ihre genaue Lage ein unvermeidliches Vibrieren auf optimale Weise absorbiert und ein Geräusch so wenig wie möglich übertragen wird.

Der Spalt 34 zwischen den inneren und äußeren Laufringen 33 bzw. 32 ist teilweise von einer ringförmigen Blende 41 in dem Körper oder dem Gehäuse 12 und einer ver­ gleichbaren ringförmigen Blende 42 in der Verschlußkappe 21 besetzt, so daß kein direkter Luftstromweg zwischen den Laufringen 32, 33 vorhanden ist. Vielmehr ist ein Umweg geschaffen.

An der rohrförmigen Welle 25 befindet sich zwischen den inneren Laufringen 33 der beiden Lager 30 und 31 und innerhalb der Kammer 19 des Gehäuses 12 ein Turbinen­ laufwerk 46, das zwei auf der Hohlwelle angeordnete, ähnliche Rotoren 47 und 48 aufweist. Jeder Rotor 47, 48 weist eine Mittelnabe 49 auf, die von einem radialen Steg 51 versetzt ist, um einen Raum 52 freizulassen. Der Steg 51 endet in einem Umfangsflansch 53, in dem um­ fangsmäßig in vorbestimmtem Abstand voneinander eine Vielzahl von Schaufeln 54 einer solchen Ausbildung angeordnet sind, daß an der Ablaufseite einer jeden Schaufel 54 jeweils eine konkave Aufprallfläche vorgese­ hen ist, die sich in Axiallänge der Schaufel erstreckt.

Die Mittelnaben der Rotoren 47, 48 berühren sich mit je einer Endfläche in einer zur Achse 18 quer verlaufenden Ebene, wobei die Rotoren 47, 48 in entgegengesetzte Richtungen zwischen den Lagern 30 und 31 weisen und in Bezug aufeinander polar gedreht werden, so daß die Schaufeln 54 in den beiden Reihen umfangsmäßig versetzt sind, wie dies insbesondere in Fig. 3 gezeigt ist.

Zum Versorgen des Turbinenlaufwerkes ist die Lufteinlaß­ leitung 14 an ihrem Ende nahe dem Gehäuse 1 in drei zueinander parallele Einlaßdurchgänge 56, 57 und 58 unterteilt, die im wesentlichen tangential zu den Schau­ feln vorgesehen sind, die sich im wesentlichen über die gesamte Axialhöhe beider Rotoren 47, 48 erstrecken. Die Kammer 19 ist in ähnlicher Weise direkt mit der Luftaus­ laßleitung 15 verbunden.

Gewünschtenfalls kann längs der Lufteinlaß- und der Luftauslaßleitung 14 bzw. 15 in dem Schaft 7 ein Wasser­ rohr 59 mit einem Auslaß 61 vorgesehen sein, der zu dem zahnmedizinischen Werkzeug gerichtet ist.

Im Betrieb des zahnmedizinischen Handstückes wird Luft unter Druck aus der Lufteinlaßleitung 14 durch die Einlaßdurchgänge 56, 57 und 58 geführt und trifft dann tangential auf die konkaven Ablaufseiten der Schaufeln auf. Da die Schaufeln axial in zwei Sätze unterteilt und umfangsmäßig versetzt sind, ist die Zahl der individuel­ len Impulse, die dem Rotor gegeben werden, doppelt so groß als wenn alle Schaufeln in axialer Ausrichtung wären. Hierdurch wird die Tonfrequenz des Rotors geän­ dert, und es ergibt sich ein gleichmäßigerer ruhiger Gesamtantrieb. Weiterhin entweicht die Abluft, die einen großen Teil ihrer Energie beim Auftreffen auf eine oder mehrere Schaufeln abgegeben hat, leicht, indem sie sich mit einer einwärts gerichteten Komponente in das Innere oder den Raum 52 des Turbinenlaufwerkes und dann aus­ wärts mit einer Achsialkomponente zwischen inaktiven Schaufeln weg vom Umfang des Turbinenlaufwerkes bewegt, um durch die Luftauslaßleitung 15 zu entweichen.

Etwas Luft kann axial und radial zwischen den inneren und äußeren Laufringen 33 bzw. 32 der Lager 30, 31 sowohl oberhalb als auch unterhalb des Turbinenlaufwer­ kes strömen und wird durch die Blenden 41 und 42 beim Austreten etwas gedrosselt. Dieser gewundene Weg redu­ ziert unerwünschte Toneffekte, während die Luft freige­ lassen wird, um in die Atmosphäre entweder durch eine Öffnung 62 in der Verschlußkappe 31 oder durch eine ringförmige Öffnung 63 zwischen dem Gehäuse 12 und der Welle 25 zu entweichen.

Die drehbaren Teile drehen sich mit relativ hoher Ge­ schwindigkeit in der Größenordnung von 500 000 Umdrehun­ gen pro Minute. Trotz dieser relativ hohen Geschwindig­ keit arbeitet jeder Rotor sehr ruhig und gleichmäßig, teilweise weil er von dem umgebenden Gehäuse durch die elastomeren Ringe 38 isoliert ist und teilweise, weil er seine eigene Mitte sowohl axial als auch radial auf Grund der Verformung gleichmäßiger Art in den elastome­ ren Ringen finden kann. Die Anordnung dieser Teile sowie des Turbinenlaufwerkes, die versetzte Anordnung der Schaufeln, die ausreichenden Abluftdurchgänge in Nähe des Turbinenlaufwerkes und u. a. die Blenden sorgen dafür, daß das zahnmedizinische Handstück sehr ruhig und gleichmäßig mit hoher Geschwindigkeit arbeiten kann.

Claims (3)

1. Zahnmedizinisches Handstück mit einem Schaft zum Handhaben des Handstücks und einem Kopf mit Mitteln zum Halten und Antreiben eines rotierenden Werkzeugs durch Druckluft, wobei

• - das Werkzeug von einer Hohlwelle gehalten wird, die koaxial zur Achse des Kopfes angeordnet ist,
• - die Hohlwelle durch Lager im Gehäuse des Kopfes drehbar angeordnet ist und ein Turbinenlaufwerk trägt, und
• - das Turbinenlaufwerk durch Luft betätigt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß das Turbinenlaufwerk (46) zwei auf der Hohlwelle (27) angeordnete Rotoren (47, 48) aufweist, die Mittelnaben (49) der Rotoren (47, 48) sich mit je einer Endfläche berühren und mit den entgegengesetzten Endflächen je an einem der Lager (30, 31) anliegen, an den beiden Rotoren (47, 48) radial zu deren Mittelnaben (49) Stege (51) vorgesehen sind, wobei auf jedem Steg (51) eine Vielzahl von Schaufeln (54) umfangsmäßig im Abstand voneinander angeordnet sind, die sich axial von jedem Steg (51) lediglich zu dem anderen Steg (51) erstrecken und in einer gemeinsamen Endebene enden, daß die Schaufeln (54) des einen Steges (51) umfangsmäßig in Bezug auf die Schaufeln (54) des anderen Steges (51) versetzt sind und radial von den Mittelnaben (49) in Abstand angeordnet sind und zwischen den Schaufeln (54) und den Mittelnaben (49) einen mittleren, ringförmigen Raum (52) schaffen, daß an der Ablaufseite einer jeden Schaufel (54) eine konkave Aufprallfläche vorgesehen ist, die sich in Axiallänge der Schaufel (54) erstreckt und Luft in den mittleren ringförmigen Raum (52) richtet, daß mehrere Einlaßdurchgänge (56, 57, 58) in dem Gehäuse (12) im wesentlichen tangential zu den Schaufeln (54) vorgesehen sind, die sich im wesentlichen über die gesamte Axial­ höhe beider Rotoren (47, 48) erstrecken, und daß eine Lufteinlaßleitung (14) in dem Gehäuse (12) vorgesehen ist, aus der Luft in den mittleren ringförmigen Raum (52) und von dort durch die Lager (30, 31) zur Außenluft strömt.

2. Zahnmedizinisches Handstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Lager (30, 31) einen Innenlaufring (33) und einen Außenlaufring (3) aufweist, welcher radial von dem Innenlaufring (33) in Abstand angeordnet ist, so daß ein sich axial erstreckender Radialspalt (34) freigelassen ist, und daß eine ring­ förmige Blende (41, 42) des Gehäuses (12) sich wenig­ stens teilweise axial in diesen Spalt (34) erstreckt und von beiden Laufringen (32, 33) radial im Abstand ange­ ordnet ist.