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Zahnmedizinisches Rotationswerkzeug
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Die Erfindung betrifft ein zahnmedizinisches Rotationswerkzeug, mit
einem Werkzeugkörper, der an einem Ende mit einem Schaft versehen ist, und mit einem
Antriebsgerät, das ein zum Einspannen des Schaftes dienendes Futter und mindestens
eine Düse aufweist, aus der Kühlmittel in Richtung auf den Werkzeugkörper gespritzt
wird.
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Derartige Rotationswerkzeuge gibt es beispielsweise als Bohrer, Fräser
oder Schleifwerkzeuge. Zur Kühlung eines Schleifwerkzeuges ist es bekannt, die dem
Antriebsgerät zugewandte Rückseite desselben aus den im Antriebsgerät befindlichen
Düsen mit Kühlmittel anzuspritzen. Ein derart gekühltes Schleifwerkzeug hat meist
eine solche Form, daß das Kühlmittel nicht auf die eigentliche Arbeitsfläche auftreffen
kann und oft nicht einmal in eine allzu große Nähe derselben gelangt.
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Es ist deshalb die Wärmeentwicklung unmittelbar an der Arbeitsfläche
vielfach noch so hoch, daß zumindest die Zahnsubstanz selbst durch die zu starke
Erwärmung gefährdet oder sogar beschädigt werden kann, auch wenn die Kühlung zur
Schonung des Schleifwerkzeuges selbst noch ausreicht.
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Eine zentrale Zuführung des Kühlmittels durch den Schaft eines Rotationswerkzeuges
bis zur eigentlichen Arbeitsfläche hin stößt auf andere technische Schwierigkeiten,
und zwar nicht nur deshalb, weil der Schaftdurchmesser
nicht beliebig
groß sein darf, sondern auch wegen der Zuführung des Kühlmittels im Bereich des
Antriebsgerätes und hinsichtlich der erforderlichen Abdichtungen.
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Es war Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein zahnmedizinisches Rotationswerkzeug
der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sich das Kühlmittel in einfacher
Weise bis zur eigentlichen Arbeitsfläche des Werkzeuges führen läßt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß
der Werkzeugkörper an seiner dem Futter zugewandten Seite mit einer zentralen ringförmigen
Vertiefung versehen ist und daß mindestens ein von der Vertiefung ausgchcndcr Kanal
den Werkzeugkörper durchsetzt und an der der Vertiefung abgewandten Seite des Werkzeugkörpers
aus diesem austritt. Das von den Düsen ausgespritzte Kühlmittel - in den meisten
Fällen wird Wasser verwendet werden - kann in der ringförmigen Vertiefung des Werkzeugkörpers
aufgefangen und daran gehindert werden, daß es durch die schnelle Drehung des Werkzeuges
sofort in seitlicher Richtung weggeschleudert wird. Somit kann das Kühlmittel in
den den Werkzeugkörper durchsetzenden Kanal gelangen und bis in unmittelbare Nähe
der eigentlichen Arbeitsfläche geführt werden. Je nach Art und Form des Werkzeuges
können natürlich auch mehrere Kanäle vorgesehen werden.
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In jedem Fall ist jetzt eine wirksame Kühlung unmittelbar im Bereich
der Arbeitsfläche möglich, so daß gerade die dort sonst auftretenden Temperaturen
wesentlich herabgesetzt werden können. Insbesondere läßt es sich auch verhindern,
daß die Zahnsubstanz selbst durch zu starke Erwärmung beschädigt wird.
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Vorteilhaft ist es erfindungsgemäß, wenn der Kanal in einem ausgesparten
Bereich des Werkzeugkörpers noch vor der eigentlichen Arbeitsfläche desselben endet.
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Hierdurch wird verhindert, daß die Mündung des verhältnismäßig engen
Kanals durch die vom Zahn abgenommene Substanz verstopft werden kann. Ferner kann
der ausgesparte Bereich gegebenenfalls durch eine Beschichtung oder einen Stopfen
verschließbar sein. Dies ist vorteilhaft insbesondere auch bei der Herstellung des
Werkzeuges, beispielsweise beim Aufbringen von Diamantsplittern auf ein Schleifwerkzeug,
deren Eindringen in die Kanalmündung durch die Beschichtung oder den Stopfen verhindert
werden kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß ein
den Werkzeugkörper durchsetzender Kanal gegenüber der Längsmittelachse des Werkzeugkörpers
eine solche Winkellage hat, daß das in dem Kanal befindliche Kühlmittel durch die
Drehung in Richtung auf die Ausgangsseite des Kanals beschleunigt wird. Bei entsprechendem
Verlauf des Kanals läßt sich also die durch die Drehung des Werkzeuges hervorgerufene
Zentrifugalkraft dazu verwenden, das Kühlmittel in Richtung auf den Ausgang des
Kanals zu beschleunigen. Aufgrund dieser Druckerhöhung wird eine besonders gute
Kühlwirkung gewährleistet.
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Erfindungsgemäß ist es in diesem Zusammenhang vorteilhaft, wenn die
Längsachse eines Kanals, bezogen auf die Längsmittelachse des Werkzeugkörpers, seitlich
an dieser vorbei und in einem Winkel zu dieser geneigt verläuft.
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Die gewünschte Beschleunigungswirkung läßt sich auch dann erzielen,
wenn der Kanal einen gerade Verlauf hat, so daß er durch Bohren auf einfache Weise
hergestellt werden kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß Werkzeugkörper
und Schaft aus zwei separaten Teilen bestehen, daß der mit dem Werkzeugkörper verbundene
Teil des Schaftes an seinem äußeren Umfang mit einer oder mit mehreren Nuten versehen
ist, die in Richtung auf die Schaftspitze verlaufen, daß der Werkzeugkörper auf
diesen Teil des Schaftes aufgesteckt ist und daß die Innenwand einer diesen Teil
aufnehmenden Bohrung im Werkzeugkörper die äußere Begrenzung eines Kanals bildet.
Vorteilhaft ist es hierbei, daß sich ein derartiger Kanal durch Bearbeitung des
Schaftes von außen in einfacher Weise herstellen läßt und daß der Schaft erst anschließend
mit dem Werkzeugkörper verbunden zu werden braucht.
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In diesem Fall ist cs erSindunqsgemäß günst-ig, wenn eine Nut spiralförmig
und in einer dem Verlauf eines Linksgewindes entsprechenden Richtung verläuft.
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Da die Rotationswerkzeuge im allgemeinen mit Rechtsdrehung angetrieben
werden, läßt sich die Zentrifugalkraft aufgrund der vorgeschlagenen Nutanordnung
auch hier wieder zur Beschleunigung des Kühlmittels in Richtung auf die Werkzeugspitze
ausnutzen.
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Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
einer Zeichnung näher beschrieben. Im einzelnen zeigen: Fig. 1 teilweise als Längsschnitt
ein in das Futter eines Handgerätes eingespanntes Rotationswerkzeug; Fig. 2 in teilweise
herausgebrochener Darstellung das Rotationswerkzeug nach Fig.l, gesehen aus einer
um 90" gedrehten Richtung;
Fig. 3 eine andere Ausführungsform des
Rotationswerkzeuges als Längsschnitt; Fig. 4 eine Ansicht auf das Rotationswerkzeug
nach Fig. 3, gesehen in Richtung auf die Arbeitsfläche.
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Bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 ist das Rotationswerkzeug
ein Schleifwerkzeug mit einem kugelförmigen Werkzeugkörper 10, der an einem Schaft
11 sitzt. Letzter ist in das drehbar angetriebene Futter 12 eines hier nicht dargestellten
endgerätes eingespannt.
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Das Futter 12 wird von einem feststehenden, mit dem Handgerät verbundenen
Ring 13 umgehen, der an seiner dem Werkzeugkörper 10 zugewandten Seite mit Düsen
14 versehen ist. Diesen wird über Kanäle 15 Kühlmittel -im allgemeinen Wasser -
zugeführt, das mit ausreichendem Druck von einer Pumpe h~!rancjccüiit wird.
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Der Werkzeugkörper 10 hat an seiner dem Futter 12 und dem Ring 13
zugewandten Seite eine zentrale ringförmige Vertiefung 16, die den Schaft 11 umgibt
und auf die die Längsachsen der Düsen 14 gerichtet sind. Von der Vertiefung 16 gehen
Kanäle 17 aus, die jeweils in einer zur Längsmittelachse des Schaftes 11 und des
Werkzeugkörpers 10 parallel verlaufenden Ebene liegen und gegenüber dieser Achse
eine Neigung haben, die in Figur 2 erkennbar ist. Projiziert auf die Längsmittelachse
bilden die Achsen der Kanäle 15 mit ersterer einen Winkel in der Größenordnung zwischen
40° und 500. Die Kanäle 17 können zueinander parallel verlaufen. Es ist aber auch
denkbar, sie in zueinander cntgycngesetzten Richtungen verlaufen zu lassen.
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Wie Figur 2 ferner erkennen läßt, haben die Kanäle 17 einen geraden
Verlauf, so daß sie, wie durch einen Bohrer 18 angedeutet, in einfacher Weise durch
Bohren hergestellt werden können.
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Die Kanäle 17 führen bis zu dem die eigentliche Arbeitsfläche des
Werkzeugkörpers 10 bildenden vorderen Teil desselben. Ihre Mündungen können von
einem ausgesparten Bereich größeren Durchmessers umgeben sein, um ein Verstopfen
mit dem Abrieb der Zahnsubstanz zu verhindern.
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Das durch die Düsen 14 ausgespritzte Wasser wird in der ringförmigen
Vertiefung 16 aufgefangen und durch die Kanäle 17 bis zur Arbeitsfläche des Werkzeugkörpers
10 geleitet, während sich dieses in Drehung befindet.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 3 und 4 ist das Rotationswerkzeug
aus zwei Teilen zusammengesetzt. Das eine Teil ist durch den Schaft 11 und einen
an diesen anschließenden Teil 19 gebildet, auf den der eigentliche Werkzeugkörper
20 aufgesetzt ist. In den Teil 19 sind Nuten 21 eingearbeitet, deren Verlauf demjenigen
eines Linksgewindes entspricht.
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Der Werkzeugkörper 20 ist angenähert tonnenförmig und hat einen sich
zur Spitze hin leicht verjüngenden Querschnitt. Seine Länge ist so bemessen, daß
er nach dem Aufsetzen auf den Teil 19 des Schaftes 11 eine ringförmige Vertiefung
22 begrenzt, die zum Schaft 11 hin offen ist und von der die Nuten 21 ausgehen.
Gleichzeitig begrenzt der Werkzeugkörper 20 die Nuten an ihren Außenflächen, so
daß Kanäle gebildet sind, durch die das Kühlmittel bis zur Spitze des Werkzeugkörpers
20 geführt werden kann.
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Wie Figur 4 erkennen läßt, sind insgesamt drei Nuten 21 vorhanden.
Die Nuten 21 enden ein Stück vor der als Arbeitsfläche dienenden Stirnfläche des
Werkzeugkörpers 20 und münden in ausgesparte Bereiche 23, aus denen das Kühlmittel
austritt.
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Der Werkzeugkörper 20 kann aber auch beliebige andere Querschnitte
haben. Wie durch eine gestrichelte Kontur 24 angedeutet, kann diese Form elliptisch
sein.
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Aber auch ein kugelförmiger Werkzeugkörper ist verwendbar. Derartige
Werkzeuge werden im aligemeinen Schleifwerkzeuge sein, die mit Diamantsplittern
bestückt sind.
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Selbstverständlich ist die Erfindung aber auch für Schneidwerkzeuge
anwendbar, und zwar ebenfalls unabhängig von der jeweiligen Form des Werkzeugkörpers,
die je nach Bedarf beliebig gewählt werden kann.
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Wenn das nach der Erfindung ausgebildete Werkzeug als zahnmedizinisches
Werkzeug bezeichnet ist, so bedeutet dies nur einen Hinweis auf ein bevorzugtes
Anwendungsgebiet. Das Werkzeug läßt sich überall dort mit Vorteil anwenden, wo nicht
nur die eigentliche Zahnsubstanz, sondern auch Metall oder Kunststoff bearbeitet
werden müssen. Beispielsweise ist ein derartiges Werkzeug auch geeignet zur Bearbeitung
von Edelmetallen, und zwar nicht nur im Bereich der Zahnmedizin, sondern beispielsweise
auch bei der Herstellung von Schmuck.