DE3441040A1

DE3441040A1 - Verbindungsschlauch

Info

Publication number: DE3441040A1
Application number: DE19843441040
Authority: DE
Inventors: Robert A. Palatine Ill. Olsen
Original assignee: Sybron Corp
Current assignee: Midwest Dental Products Corp
Priority date: 1983-11-10
Filing date: 1984-11-09
Publication date: 1985-05-23
Also published as: JPS60104895A; GB2149466A; US4553938A; SE8403088D0; CA1216530A; GB8410744D0; GB2149466B; SE8403088L; FR2554904A1

Description

: DIRU-PKYa-R-ENDLlCH

EUROPEAN PATENT ATTORNEY

TELEFON: (089) 84 36 38 TELEX: 52 1730 pate d CABLES: PATENDLICHGERMERING F. ENDLICH, POSTFACH 13 26, D-8034 GERMERING

BLUMENSTRASSE 8

D-8034 GERMERING 8. Nov.1984 E/AX Meine Akte: S-5186

Anmelderin: Sybron Corporation, 1100 Midtown Tower, Rochester,N.Y.,

14604, USA

Verbindungsschlauch

Die Erfindung betrifft einen Verbindungsschlauch zum Anschluß an einer Werkzeugträger, insbesondere für ein zahnärztliches Bohrinstrument.

Für zahnärztliche Bohrinstrumente finden insbesondere zwei Arten von Verbindungsschläuchen für eine Druckluftzufuhr Verwendung. Die eine Art von Verbindungsschläuchen wird aus einem verhältnismäßig weichen und flexiblen Kunststoff mate rial extrudiert und weist eine Mehrzahl von parallelen Zuführleitungen für Druckluft, für-jeine'vLuftableijtung und für eine Wasserzufuhr auf. Ein im Handel erhältlicher Verbindungsschlauch dieser Art enthält vier Zuführleitungen, sowie eine fünfte Leitung mit einer als Lichtleiter dienenden Faseroptik oder elektrische Leiter zur Zufuhr elektrischer Energie an eine an dem Werkzeugträger angeordnete Lichtquelle. Die zweite Art von derartigen Verbindungsschläuchen besteht im wesentlichen aus einem flexiblen äußeren Rohr, das oft mit Gewebematerial umgeben ist und eine Anzahl von Zuführleitungen für Luft, Wasser, Licht und/oder elektrischen Strom- enthält.

Beide Arten von Verbindungsschläuchen können in einem gewissen Ausmaß Torsionskräfte aufnehmen, welche Sonst dazu führen könnten, daß eine nachteilige Wechselwirkung bei gewissen Handhabungen des Instruments verursacht wird. Um damit im Zusammenhang stehende Beschränkungen möglichst gering zu halten, und um den Einfluß durch elastische Kräfte zu begrenzen, die durch eine Verdrillung bedingt sind, prüft ein Zahnarzt normalerweise, ob eine ausreichende Länge des Verbindungsschlauchs ausgezogen ist und sich in einem unverdrillten neutralen Zustand befindet, wenn das Instrument in eine Lage gebracht wird, in der die Behandlung erfolgt. Trotzdem ist bei der Handhabung eine restliche Verdrillung vorhanden, wenn ein Verbindungsschlauch mit mehreren Zuführleitungen vorgesehen ist. Eine weitere praktisch bedeutsame Schwierigkeit besteht darin, daß eine mechanische Belastung der Hand des Zahnarzts erfolgt,

und daß vorhandene elastische rücktreibende Kräfte kontinuierlich durch den verdrillten Schlauch ausgeübt werden, wodurch auch Schwierigkeiten bei der Durchführung der Behandlung verursacht werden können.

Um Schwierigkeiten dieser Af t zu verringern ist es bereits bekannt, verschwenkbare Verbindungen vorzusehen (US-PS 3 173 .207, 3 936 940, 3 984 338, 4 217 101, 2 442 033, 4 213 243, 4 251 212 und 4 303 392). Bekannt Konstruktionen dieser Art ermöglichen eine unbegrenzte Drehbewegung für den Preis einer komplizierteren Konstruktion und entsprechend höherer Herstellungskosten. Im allgemeinen enthalten derartige Drehverbindungen Lagerelemente , durch die eine Anzahl von Kanälen verlaufen, für die eine Verbindung über radiale Kanäle und Ringkanäle hergestellt werden kann, die gegeneinander durch Dichtungsringe abgedichtet sind.

Durch die Erfindung soll eine verhältnismäßig einfache Drehverbindung für Verbindungsschläuche für zahnärztliche Instrumente geschaffen werden, bei denen der Widerstand gegen eine Drehung um die Längsachse stark verringert werden kann, wenn beispielsweise die Zuführleitungen umeinander verdrillt sind und wenn aus sonstigen Gründen elastische Rückstellkräfte auftreten. In erster Linie werden zumindest angrenzende Teile derartiger Leitungen nicht aneinander befestigt, um eine beträchtliche Dehnung von im allgemeinen mehr als 7 cm zu ermöglichen, so daß derartige nicht aneinander befestigte Teile unabhängig relativ zu den anderen Leitungen verbiegbar sind, insbesondere wenn mehrere derartige distale Teile mit zugeordneten Drehverbindungen ausgerüstet sind. Wenn bei einer derartigen Konstruktion der Verbindungsschlauch verdrillt wird, so daß die Leitungen oder Leiter umeinander gewickelt werden, kann sich trotzdem jede Leitung um ihre eigene Drehverbindung drehen. Wegen der getrennten Drehmöglichkeit und wegen der möglichen Rotation wird der Widerstand gegen eine Verdrillung verringert, so daß der wesentliche Vorteil erzielt werden kann, daß praktisch keine rücktreibenden Kräfte auftreten. Insbesondere bei Drehungen des Instruments, die normalerweise auf weniger als eine vollständige Umdrehung in beiden Richtungen begrenzt sind, ergibt eine Schlauchkonstruktion bemäß der Erfindung eine verhältnismäßig einfache, kostensparende und sehr wirksame Möglichkeit, um Ve rd rill ungsk räf te auf einen niedrigen Betrag zu verringern, die bei einer Drehung des Instruments auftreten, so daß auch die Rückstellkräfte auf einen sehr geringen Betrag verringert werden können, im Vergleich zu denjenigen Kräften, die bei bekannten Schläuchen bei einem Verdrillen während einer Benutzung verursacht werden.

Es wurde ferner festgestellt, daß Vorteile der erwähnten Art auch bei Verbindungsschläuchen erzielt werden können, bei denen nur die größeren Leitungen (worunter im folgenden sowohl Zuführleitungen für Luft oder Wasser sowie elektrische Leiter und Lichtleiter zu verstehen sind) mit einer Drehverbindung versehen sind. Im allgemeinen werden Drehverbindungen für die Zufuhr von Druckluft, für die Lichtleiter und für die Luftablejtung vorgesehen. Andere Leitungen wie diejenigen für Luft zur Entfernung von abgebohrten Teilchen oder von Wasser für Kühlzwecke besitzen einen relativ kleinen Durchmesser und verursachen deshalb bei einer Verdrillung verhältnismäßig geringe Rückstellkräfte. Da deshalb eine getrennte Drehverbindung für die Wasserleitung nicht erforderlich ist, können Schwierigkeiten vermieden werden, die sonst bei einer Konstruktion mit einer Abdichtung für das Wasser in Verbindung mit der Drehverbindung auftreten.

Die Drehverbindungen für alle Leitungen für gasförmige und flüssige Medien haben eine sehr geringe Torsionskraft-Charakteristik und selbsttätige Abdichtungen. Derartige Abdichtungen sind während der Herstellung einstellbar, indem der elastische Dichtungsring mit einem Bund zusammengedrückt wird, bis der gewünschte Ausgleich zwischen Drehkraft und Dichtungsvermögen erzielt ist, wobei kleine Leckverluste von Druckluft oder abzuleitender Luft zugelassen werden können. ·

Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Leitungen von einem äußeren Rohr umgeben, welches mit einer eigenen' Drehkupplung zu dem Werkzeugträger des Instruments versehen ist. Eine derartige Drehkupplung kann wie die Drehverbindungen für die einzelnen Leitungen in dem äußeren Rohr mit einer selbsttätigen Dichtung versehen sein, insbesondere wenn das äußere Rohr, das einen beträchtlich größeren Durchmesser als alle darin angeordnete Leitungen aufweisen muß, für das Ableiten von Luft benutzt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann eine Schraubenfeder oder eine Auskleidung in dem äußeren Rohr vorgesehen werden, um eine Formbeständigkeit für den Querschnitt zu erzielen und um zu starke Verbiegungen zu verhindern, welche eine Übertragung in den einzelnen Leitungen und eine freie Verdrehung der einzelnen Leitungen beeinträchtigen würden. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann ferner das äußere Rohr ein Wellrohr oder dergleichen Rohr sein, das ohne Abflachung verbiegbar ist, so daß dann die Verwendung einer Feder oder einer Auskleidung nicht erforderlich ist.

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Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Werkzeugträgers für zahnärztliche Zwecke, der mit einem Verbindungsschlauch gemäß der Erfindung verbunden ist,

Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Endes des Verbindungsschlauchs, an dem eine in gestrichelten Linien dargestellte Kupplungshülse angeordnet ist,

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 1, Fig. 4 eine Fig. 2 entsprechende perspektivische Ansicht, wobei jedoch das Verbindungsende des Schlauchs bei einer Drehung der Kupplung um 360° dargestellt ist,

Fig. 5 eine vergrößerte perspektivische Tei.lansicht zur Erläuterung von Einzelheiten der Konstruktion in Fig. 4,

Fig. 6 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 6-6 in Fig. 2, Fig. 7 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 7-7 in Fig. 2, Fig. 8 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 8-8 in Fig. 2, Fig. 9 eine perspektivische Teilansicht eines Teils eines Verbindungsschlauchs

entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 10 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 10-10 in Fig. 9, Fig.11 'eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 11-11 in Fig. 10, Fig. 12 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 12-12 in Fig. 10, Fig. 13 ein im Vergleich zu den Fig. 9 bis 12 abgewandeltes Ausführungsbeispiel,
Fig. 14 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung von Einzelheiten

des Ausführungsbeispiels in Fig. 13,
Fig. 15 ein im Vergleich zu der Konstruktion in den Fig. 9 bis 12 und 13 bis

14 abgewandeltes Ausführungsbeispiel,
Fig. 16, 19 und 22 schematische Darstellungen zur Erläuterung der Eigenschaften derartiger Konstruktionen ; und

Fig. 17, 18, 20, 21, 23 und 24 graphische Darstellungen der Drehkraft in Abhängigkeit von dem Drehwinkel des Werkzeugträgers zum Vergleich von Verbindungsschläuchen gemäß der Erfindung mit bekannten Konstruktionen.

Bei dem in den Fig. 1 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Werkzeugträger 10 für eine zahnärztliches Bohrinstrument vorgesehen, mit dem ein Verbindungsschlauch 11 verbunden ist. Der Werkzeugträger weist ein abgewinkeltes Kopfstück 12 und einen Handgriff 13 auf. Es sind jedoch auch andere Werkzeugträger verwendbar, bei denen beispielsweise das Kopfstück geradlinig an dem Handgriff angeordnet ist.

In der folgenden Beschreibung werden die Geometrie und die relative Anordnung des Verbindungsschlauchs 11 und der darin enthaltenen Leitungen mit zusätzlichen Bezeichnungen beschrieben, um die relativen Anordnungen jeweils zu verdeutlichen. Handgriffende oder Arbeitsende bezeichnen dabei das Ende, das mit einem Handgriff oder einem anderen Werkzeug verbunden ist. Handgriffteil bedeutet dabei den an den Handgriff angrenzenden oder denjenigen Teil, der näher an dem Handgriff als irgendein anderer Teil angeordnet ist. Versorgungs-Anschlußende bedeutet dabei das gegenüberliegende Ende, das mit einer Vorrichtung wie einer Konsole, einem Vorratsbehälter oder einer Ableiteinrichtung verbunden ist.

Der Verbindungsschlauch 11 kann am einen Ende mit einer Konsole oder anderen Einheit des zahnärztlichen Geräts verbunden werden, um Luft und Wasser zuzuführen. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt woraus ersichtlich ist, daß der Verbindungsschlauch einen Körper aufweist, der aus vier miteinander verbundenen Leitungen besteht, wobei jede Leitung die Form eines flexiblen rohrförmigen Gehäuses 14-17 aufweist, welche Gehäuse durch Verbindungsstege 18-21 einstückig miteinander verbunden sind. Jedes Gehäuse bildet einen Kanal 22. Wandteile der Gehäuse begrenzen zusammen mit den Verbindungsstegen 18-21 einen fünften Kanal 23. Entsprechend den Wünschen des Benutzers und der Art des benutzten Werkzeugträgers kann der Kanal 23 unausgefüllt sein oder eine Übertragungseinrichtung enthalten, die in Verbindung mit der interessierenden Arbeitsweise ausgewählt wird. Beispielsweise können Leiter für eine Lichtquelle in dem Kanal 23 angeordnet sein, welche Lichtquelle an oder in dem Werkzeugträger 10 angeordnet ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich ein durch eine Faseroptik gebildeter Lichtleiter 24 durch den zentralen Kanal zu einer Beleuchtungseinrichtung 25, die angrenzend an das Kopfstück angeordnet ist. Die Fasern 26 des Lichtleiters sind mit einer flexiblen Umhüllung 26a aus Kunststoff umgeben.

Die einstückig miteinander ausgebildeten rohrförmigen Gehäuse 14-17 und Verbindungsstege 18-21 können in an sich bekannter Weise extrudiert werden. Das benutzte Material muß flexibel, weich, dauerhaft und elastisch sein. Geeignete

Materialien sind thermoplastische Materialien wie PVC oder Polyurethan. Die in Fig. 3 dargestellte, bisher beschriebene Struktur ist an sich bekannt. Bei bekannten Produkten dieser Art dient der Kanal 22 des Gehäuses 14 zur Zuleitung von Druckluft und das Gehäuse 15 wird für abzuleitende Luft benutzt. Die Gehäuse 16 und 17 werden für Ausblasluft beziehungsweise Wasser benutzt. Obwohl der Verbindungsschlauch 11 einen speziellen Querschnitt aufweist, können auch andere Querschnittsformen entsprechend dem jeweiligen Verwendungszweck benutzt werden.

Das Endes des Verbindungsschlauchs zum Anschluß an den Werkzeugträger weist eine Kupplung 27 auf, durch die der Schlauch mit dem Handgriff 13 verbunden werden kann. Die Kupplung enthält eine Kupplungshülse 28 mit einem Innengewinde und einen zylindrischen Körper 29 mit einem Flansch, der in dieser Hülse angeordnet ist (Fig. 2). Der Körper 29 weist mehrere parallele, sich in Längsrichtung erstreckende Bohrungen 30-34 für Druckluft, abzuleitende Luft, Ausblasluft, Wasser und für den Lichtleiter auf. Alle mit den Kanälen in dem Schlauch in Verbindung stehende Bohrungen können mit rohrförmigen Fittings 35 der in Fig. 8 dargestellten Art versehen sein, welche Widerhaken aufweisen. Wenn die Kupplungshülse 28 auf das hintere Ende des.Werkzeugträgers 10 aufgeschraubt ist, wird der Flansch an dem Körper 29 gegen den Werkzeugträger angedrückt, so daß die Kanäle in dem Träger mit den Kanälen 30-33 in dem Körper 29 fluchten, um eine Verbindung mit den Leitungen in dem Verbindungsschlauch 11 herzustellen.

Der Verbindungsschlauch 11 weist einen Teil 11a auf, der sich von der Kupplung 27 zu dem entgegengesetzten Ende entlang einer Länge erstreckt, die etwa 75 bis 150 mm beträgt. Wie am besten aus Fig. 6 ersichtlich ist, sind entlang diesem Handgriffbereich des Schlauch die meisten oder gegebenenfalls alle Verbindungsstege weggelassen. Diß Handgriffteile 14a und 15a der größeren Leitungen sind nicht miteinander oder mit anderen Leitungen verbunden. Weil keine Verbindungsstege in diesem Bereich vorgesehen sind, wird der größte Anteil der zusätzlichen Torsionssteifigkeit und damit der elastischen Rückstellkräfte vermieden, die sonst aufgrund einer Verbindung dieser Bereiche miteinander auftreten würden. Deshalb können sich diese Teile der Leitungen 14a und 15a und der Teil 24a des Lichtleiters 24 zumindest in einem begrenzten Ausmaß unabhängig voneinander frei verbiegen lassen. Die entsprechenden Teile 16a und 17a der Leitungen für die Ausblasluft und das Wasser sind zwar gemeinsam miteinander verbiegbar, können sich jedoch unabhängig von den Leitungsteilen 14a, 15a und 24a verbiegen.

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Ferner sind die Handgriffteile von mindestens zwei der Leitungen, vorzugsweise von allen Hauptleitungen (der Leitung 14a für Druckluft, der Leitung 15a für abzuleitende Luft und der Leitung 24a) mit eigenen Drehverbindungen versehen. Die Drehverbindung 40 für die Druckluftleitung, die in Fig. 7 im einzelnen dargestellt ist, weist im wesentlichen die gleiche Konstruktion wie die Drehverbindung 41 für die abzuleitende Luft auf. Ein rohrförmiges erstes Glied 42 ist mit seinem mit Widerhaken versehenen Ende 42a mit dem mit einem Verbindungssteg versehenen Teil der Leitung 14 verbunden. Das Glied 42 hat eine zylindrische Kammer 43, in der ein Ende eines zweiten Glieds 44 aufgenommen wird, welches einen ringförmigen Haltebund 45 aufweist. Ein .elastischer Dichtungsring 46 liegt in der Kammer 43 leicht gegen die Rückseite des Bunds 45 an. Eine Hülse 47 ist mit einem Preßsitz in der Kammer 43 angeordnet oder in sonstiger Weise dauerhaft befestigt, um den Dichtungsring 46 und den Bund 45 des zweiten Glieds 44 in der zylindrischen Kammer 43 des Glieds 42 zurückzuhalten. Das andere Ende des zweiten Glieds 44 kann wie das Glied 42 mit einer Widerhaken-Vergrößerung 48 für eine abdichtende Halterung eines Endes des Leitungsteils 14a für Druckluft versehen sein.

Die Drehverbindung 40 verursacht bei der Benutzung eine selbsttätige Abdichtung, da beim Aufbau eines Überdrucks die Glieder 42 und 44 in axialer Richtung gegeneinander angedrückt werden, wodurch der elastische Dichtungsring 46 zusammengedrückt wird. Geringe Leckverluste von Druckluft (und von abzuleitender Luft in der Drehverbindung 41) können zugelassen werden, obwohl derartige Leckverluste nahezu vollständig vermieden werden können, wenn die Lage der Hülse 47 während der Herstellung derart eingestellt wird, daß der Dichtungsring 46 zur Bewirkung einer Vorbelastung zusammengedrückt wird. Es ist jedoch zu beachten, daß eine so weitgehende Vorbelastung zu vermeiden ist, da das Drehmoment für die Drehung der Drehverbindung nachteilig stark erhöht wird. Im allgemeinen sollte die Vorbelastung das Drehmoment ohne Überdruck nicht auf einen Betrag erhöhen, der größer als 0,36 kg «mm (0,5 inch-ounces) ist. Vorzugsweise sollte das Drehmoment zur Verursachung einer Drehung nicht mehr als 0,07 kg«mm betragen.

Die Drehverbindung 50 für den Teil 24a des Lichtleiters kann in dem Körper der Kupplung 27 angeordnet werden, wie am besten aus Fig. 8 ersichtlich ist. Ein zurückhaltender Bund 51 ist am Ende des Lichtleiters befestigt und eine Hülse 52 sitzt beispielsweise mit einem Preßsitz in dem Kanal 34 des Körpers 29. Bei der Befestigung der Hülse muß darauf geachtet werden, daß ein Eingriff mit dem Bund 51 mit einer Kraft verhindert wird, durch die das Drehmoment für eine Drehung über die erwähnten Grenzen erhöht wird.

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Die Drehverbindungen 40, 41 und 50 tragen beträchtlich zur Verringerung der erwähnten Kräfte bei einer Drehung des Werkzeugträgers 10 um dessen Längsachse bei, insbesondere für eine Verringerung der rücktreibenden Kräfte, die sonst in einem derartigen Verbindungsschlauch mit mehreren Kanälen auftreten würden. Die Fig. 2, 4 und 5 zeigen die auftretende Wirkung. In Fig. 2 sind die Leitungsteile 14a, 15a und 24a in einer parallelen neutralen Lage dargestellt. Wenn der Kupplungskörper 29 im Uhrzeigersinn um 360° gedreht wird, nehmen die Handgriffteile der Leitungen die in den Fig. 4 und 5 dargestellte verdrillte Lage ein. Da entlang diesen Teilen keine Verbindungsstege vorgesehen sind, sind geringere Drehkräfte für eine Verdrillung erforderlich. Ferner kann sich jede der Hauptleitungen um ihre eigene Achse drehen, so daß zumindest eine beträchtliche Verringerung der auftretenden nachteiligen Kräfte verursacht werden kann. Um das Ausmaß der Drehung jedes Leitungsteils 14a und 15a zu erläutern, sind Markierungen 61,62 und 63 an dem Körper 29 und betreffenden Leitungsteilen in Fig. 2, 4 und 5 dargestellt. Wenn der Körper 29 entsprechend Fig. 4 um 360 gedreht wird, so daß die Markierung 61 wieder nach oben weist, werden Markierungen 62 und 63 beträchtlich um ihre jeweilige Achse gedreht, so daß sie angenähert in die in Fig. 4 und 5 dargestellte Lage gelangen. Eine derartige Drehung ist nur wegen der Drehverbindungen 40 und 41 möglich. Daraus ist ersichtlich, daß bei einer Verhinderung einer derartigen Drehbewegung der Leitungen für die Druckluft und die abzuleitende Luft die durch die einzeln Leitungen verursachten Drehkräfte stark die Kraft erhöhen würden, die be ■'.--■ derartigen Drehung des Körpers 29 und des damit verbundenen Werkzeugtrs . 10 auftreten würde.

Bei einer Verdrillung des Körpers 29, des Werkzeugträgers 10 und der Leitui\ , entsprechend Fig. 4 und 5 erfalgt auch eine Drehung zwischen dem Ende 24a des Lichtleiters und dem Körper 29. Deshalb wird bei einer Drehung des Werkzeugträgers trotz einer Verdrillung des Lichtleiters 24a um die anderen Leitungen in die in Fig. 4 dargestellte Lage der Lichtleiter selbst nicht um seine eigene Achse verdrillt. Deshalb wird der Widerstand des Lichtleiters gegen eine derartige Verdrillung nicht auf den Werkzeugträger übertragen. Dadurch wird nicht nur der Torsionswiderstand bei einer Drehung des Werkstückträgers yerringert, sondern auch eine Beschädigung der Fasern des Faserbündels 26 der Faseroptik vermieden, die bei einer wiederholten Verdrillung des Lichtleiters auftreten könnte.

Bei dem in den Fig. 9-12 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Leitungen für Druckluft, Wasser und Licht nicht durch Verbindungsstege miteinander verbunden, so daß praktisch entlang der gesamten Länge des Verbindungsschlauchs 111 eine derartige Verbindung nicht vorhanden ist. Alle Leitungen sind von einem flexiblen äußeren Rohr 170 umgeben. Ein Ende des äußeren Rohrs ist durch eine Kupplung 127 mit dem Werkzeugträger 10 verbunden, wobei die äußere Hülse 128 der Kupplung mit zwei Abschnitten 128a und 128b ausgebildet ist.

Der Abschnitt 128b ist mit dem Werkzeugträger 10 verschraubt. Der Abschnitt 128b am anderen Ende ist mit einem Bund 171 mit verringertem Querschnitt versehen, der drehbar in einem entsprechend ausgebildeten Kupplungsabschnitt 128a (Fig. 11) angeordnet ist. Die beiden Abschnitte sind mit gegenüberliegenden Nuten versehen, in denen ein oder mehrere kontinuierliche Verbindungsringe 172 angeordnet sind, welche Ringe vorzugsweise aus einem Kunststoff bestehen, der dauerhaft ist, einen geringen Reibungswiderstand aufweist und der eine Abdichtung zwischen beiden Abschnitten ermöglicht, um zu starke Leckverluste von Druckluft zu verhindern, und um gleichzeitig als Lagerelement zur Begünstigung einer glatten Drehung zwischen diesen Abschnitten zu dienen. Ein geeignetes Material zur Herstellung der Ringe ist ein Polymerisat, das unter der Bezeichnung "Rulon J" durch die Firma Dixon Corporation in Rhode Island vertrieben wird. Es sind jedoch auch andere Materialien mit ähnlichen Eigenschaften verwendbar.

Das eine Ende des äußeren Rohrs 170 erstreckt sich in den Abschnitt 128a und ist daran durch einen inneren Sperring 173 befestigt. Das entsprechende Ende jeder der getrennten Leitungen , die sich durch das Rohr 170 erstrecken, ist direkt mit dem Kupplungskörper 129 verbunden, der gegen das hintere Ende des Werkzeugträgers 10 verriegelt wird, wenn der Abschnitt 128b vollständig aufgeschraubt ist. Das Ende 124a des Lichtleiters ist drehbar an dem Körper 129 wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel angeordnet. Zu diesem Zweck ist eine Drehverbindung 150 vorgesehen, indem das Ende des Faserbündels einen zurückhaltenden Bund 151 aufweist, der drehbar in dem Kanal 134 angeordnet ist. Eine Hülse 152 ist in dem Kanal durch einen Preßsitz oder durch eine sonstige Einrichtung befestigt. Das Ende des Lichtleiters kann sich deshalb um seine eigene Achse in der Öffnung 134 des Körpers 129 frei drehen, wird aber an einer Bewegung in Längsrichtung relativ zu diesem Körper gehindert.

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Der Körper 129 ist ferner mit einem Kanal 164 für die Ableitung von Luft aus dem Werkzeugträger in das äußere Rohr 170 (Fig. 12) versehen. Da die Querschnittsfläche des Rohrs 170 beträchtlich größer als die Summe der Querschnittsflächen der sich dadurch erstreckenden Leitungen ist, kann abzuleitende Luft ohne weiteres aus dem Werkzeugträger durch den Verbindungsschlauch strömen.

Der Teil 114a der Druckluftleitung ist ebenfalls mit einer eigenen Drehverbindung mit dem Körper 129 der Kupplung 127 versehen. Aus einem Vergleich der Fig. 11 und 7 ist ersichtlich, daß die Drehverbindung 180 wie die Drehverbindung 40 ausgebildet ist, mit der Ausnahme, daß der Körper 129 der Kupplung 127 das direkte strukturelle und funktionell Gegenstück des ersten Drehglieds 42 ist. Das zweite Drehglied 144 wird in der Bohrung 143 des Körpers 129 durch eine Hülse 147 zurückgehalten. Ein elastischer Dichtungsring 146 wird zwischen der Hülse 147 und dem Bund 145 gehaltert, um den Austritt zu großer Druckluftmengen zu verhindern, ohne gleichzeitig die Drehbarkeit des Glieds 144 in dem Körper 129 nachteilig zu beeinflussen. Wie bei den obigen Ausführungsbeispielen kann eine Einstellung des Drehmoment durch Änderung der Lage der Hülse 147 erfolgen, um den elastischen Dichtungsring 146 geeignet zusammenzudrücken.

Die Leitungen 116 und 117 für Ausblasluft und Wasser können direkt mit dem Körper 129 verbunden werden, wobei keine besonderen Drehverbindungen erforderlich sind, weil einesteils diese Leitungen eine kleine Größe haben und weil ferner der Austritt von Wasser verhindert werden soll. Wie aus Fig. 11 ersichtlich ist, steht der Teil 116a der Blasluftleitung in Verbindung mit dem Werkzeugträger durch eine Bohrung 181 in dem Körper 129. Ein mit Widerhaken versehenes Rohrstück 182 ist in der Bohrung 181 befestigt und sitzt in der aus der Fig. ersichtlichen Weise in der Blasluftleitung. Eine entsprechende Verbindung ist für das Ende 117a der Wasserleitung vorgesehen.

Eine Drehung des Werkzeugträgers um seine Längsachse verursacht, daß die angrenzenden Teile der getrennten Leitungen umeinander verdrillt werden, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. Ferner drehen sich das Ende 114a der Druckluftleitung und das Ende 124a der Lichtleitung dabei um ihre Achsen, wie ebenfalls bereits beschrieben wurde. Ferner dreht sich der Kupplungsabschnitt 128b relativ zu dem Kupplungsabschnitt 128a, so daß bei einer begrenzten Drehung die elastischen Rückstellkräfte nicht auftreten, die sonst durch das äußere Rohr 170 des Verbindungsschlauchs 111 erzeugt würden und auf den Werkzeugträger übertragen würden.

Da eine Drehung des Werkzeugträgers keine Verdrillung der getrennten Leitungen beziehungsweise keine Aufwicklung in dem äußeren Rohr 170 verursacht, und weil ein derartiger Effekt von dem äußeren Rohr verdeckt wird, kann es wünschenswert sein, das Ausmaß einer derartigen Wirkung durch Verwendung des äußeren Rohrs als Begrenzungseinrichtung zu begrenzen. Die Fig. 13 und 14 zeigen eine Konstruktion, die dem Ausführungsbeispiel in Fig. 9-11 mit der Ausnahme entspricht, daß zusätzlich ein eine Rotation begrenzender Ring 185 zwischen dem Abschnitt 128a und dem Körper 129 vorgesehen ist, welcher wie ein Ansatz des Abschnitts 128b wirkt. Wie am besten aus Fig. 14 ersichtlich ist, weist der Ring zwei Arme 186 und 187 auf, die in axialer Richtung von gegenüberliegenden Enden des Rings vorragen. Der eine Arm 186 kann in Eingriff mit einem Anschlag gebracht werden, der beispielsweise in Form eines Stifts 188 an dem Abschnitt 128a vorgesehen ist, welcher radial nach innen von der Wand dieses Abschnitts vorragt. Der andere Arm 187 kann mit einem Anschlag an dem Körper 129 und an dem Abschnitt 128b in Eingriff gebracht werden, welcher Anschlag durch einen Stift 189 gebildet ist, der in radialer Richtung von dem Körper vorragt. Wenn die Teile in der aus Fig. 13 ersichtlichen Weise miteinander gekuppelt sind, kann der Abschnitt 128a nahezu eine vollständige Drehung durchführen,-bevor er an dem Arm 186 angreift. In entsprechender Weise können der Körper 129 und der Abschnitt 128b nahezu um 360 in entgegengesetzten Richtungen gedreht werden, bevor eine Bewegungsbegrenzung durch den Arm 187 erfolgt. Deshalb kann ein mit dem Verbindungsschlauch gekuppelter Werkzeugträger in beiden Richtungen um die Längsachse nahezu um 180° gedreht werden, bevor das äußere Rohr an einer Drehung des Werkzeugträgers teilnehmen muß.

Diese Begrenzung der freien Drehung in Verbindung mit dem Ring 185 und dessen Anschlägen kann erweitert werden, indem zwei oder mehr derartige Ringe hintereinander angeordnet werden, um eine entsprechende Wirkung zu vervielfachen. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 14, in der ein weiterer Ring 185a in gestrichelten Linien dargestellt ist. Fig. 15 zeigfiPn Vergleich zu den Ausführungsbeispielen in den Fig. 9-12 und 13-14 abgewandelte Ausführungsform, wobei eine Schraubenfeder 190 des Verbindungsschlauchs 111 angeordnet ist. Eine Ende 190a der Feder ist in dem Abschnitt 128a durch einen verriegelnder Ring 191 oder eine sonstige Befestigungseinrichtung befestigt. Die Feder erstreckt sich durch das äußere Rohr 170 entlang einem Abstand, durch den gewährleistet ist, daß eine scharfe Umbiegung des äußeren Rohrs nicht erfolgt, welche eine nachteilige Beeinflussung der Ver-

driI lung und Verdrehbarkeit der darin enthaltenen Leitungen verursachen könnte. Obwohl die Länge der Feder nicht kritisch ist, sind Längen zwischen etwa 150 bis 300 mm besonders zweckmäßig. Die Schraubenfeder 190 ist nur ein Beispiel von Einrichtungen, die zur Verhinderung einer Abflachung oder Ausbeulung des Rohrs 170 benutzt werden können. Als weitere Beispiele seien Wellrohre erwähnt.

Im folgenden sollen besondere Vorteile der Erfindung hinsichtlich der Verringerung des Torsionswiderstands und der rücktreibenden Kräfte bei einem derartigen Verbindungsschlauch in Verbindung mit den Darstellungen in den Fig. 16-24 erläutert werden.

Die Fig. 16,19 und 22 zeigen einen Werkzeugträger mit einem schraubenlinienförmig ausgebildeten Verbindungsschlauch. In Fig. 16 wurde der Verbindungsschlauch an der durch einen Pfeil gekennzeichneten Stelle festgehalten und der Werkzeugträger um 360° in der einen und in der anderen Richtung aus der neutralen Lage gedreht. Die ausgezogene Kurve in Fig. 17 zeigt das Drehmoment, das für eine Drehung des Werkzeugträgers bei Verbindung mit einem bekannten schraubenlinienförmig ausgebildeten Verbindungsschlauch benötigt wird. Die in gestrichelten Linien dargestellte Kurve zeigt das Drehmoment, das bei einem Verbindungsschlauch gemäß der Erfindung benötigt wird. Fig. 18 zeigt das Drehmoment, das benötigt wird, um den Werkzeugträger in der betreffenden Drehlage festzuhalten. In Fig. 17 und 18 ist das Drehmoment M in Einheiten von 0,72 kg «mm auf der Ordinate aufgetragen. Daraus ist ersichtlich, daß bei Verbindungsschläuchen gemäß der Erfindung ein beträchtlich geringeres Drehmoment auftritt.

Fig. 19 zeigt einen anderen Versuch, bei dem der Verbindungsschlauch in der dargestellten Lage angeordnet und am einen Ende befestigt wurde, während der Werkzeugträger festgehalten wurde. Die Fig. 20 und 21 zeigen den oben erwähnten Vergleich mit bekannten Verbindungsschläuchen in gestrichelten beziehungsweise ausgezogenen Linien. Wie in Fig. 18 bedeutet das Drehmoment MF das Drehmoment zum Festhalten der Lage innerhalb 5 . Die Tatsache, daß der Verbindungsschlauch in einem größeren Abstand von dem Werkzeugträger befestigt ist, hat zur Folge, daß die Versuchsergebnisse geringere Unterschiede im Vergleich zu bekannten Verbindungsschläuchen aufweisen. Bei diesen Versuchsbedingungen ist der Einfluß des Standardschlauchs ein Teil der Versuchsergebnisse in jeder Kurve, da die erzielte Verbesserung bei einem Verbindungsschlauch gemäß der Erfindung sich entlang einem kurzen Bereich unmittelbar angrenzend an den Verbindungsschlauch ergibt, während die restliche Länge des

Verbindungsschlauchs bis zur Befestigungsstelle wie bei einem Standardschlauch ausgebildet ist. Der scharfe Abfall der ausgezogenen Kurve in den Fig. 20 und 21 ist auf eine Änderung der dargestellten Lage bei einem Winkel zwischen 270 und 360° zurückzuführen. In praktischer Hinsicht ist in diesem Zusammenhang zu erwähnen, daß der normale Drehbereich bei der Handhabung eines derartigen Werkzeugträgers 180 in jeder Richtung aus der neutralen Lage beträgt.

Fig. 22 zeigt einen weiteren Versuch, bei dem der Verbindungsschlauch in der dargestellten Weise angeordnet und befestigt wurde. Aus den Kurven in Fig. 23 und °A ist ersichtlich, daß bei einem Verbindungsschlauch gemäß der Erfindung die Drehmoment-Beanspruchung des Handgelenks beträchtlich verringert wird.

Das bevorzugte Anwendungsgebiet eines Verbindungsschlauchs gemäß der Erfindung sind zahnärztliche Bohrinstrumente. Derartige Verbindungsschläuche sind jedoch auch für andere medizinische Instrumente verwendbar, bei denen Handgriffe in Verbindung mit Versorgungsleitungen vorgesehen sind, oder wobei sonstige Werkzeugträger an einem Verbindungsschlauch angeschlossen sind.

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BLUMENSTRASSE 8

D-8034 GERMERING

8. November 1984 E/AX Meine Akte: S-5186 Anmelderin: Sybron Corporation 1100 Midtown Tower, Rochester, N.Y.14604,USA

Patentansprüche

1. Verbindungsschlauch zum Anschluß an einen Werkzeugträger, insbesondere für ein zahnärztliches Bohrinstrument, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl der Leitungen Bereiche entlang ihrer Länge aufweisen, in denen diese nicht aneinander befestigt sind, so daß eine unabhängige Ausbiegung und Verdrillungsbewegung der nicht aneinander befestigten Bereiche möglich ist, und daß mindestens zwei der nicht aneinander befestigten Bereiche jeweils mit einer individuellen Drehverbindungseinrichtung verbunden ist, die eine getrennte Drehung jedes dieser Bereiche ermöglicht, derart daß ein Wide/stand gegen eine Verdrillung des Verbindungsschlauchs angrenzend an den Werkzeugträger und das rücktreibende Drehmoment des Verbindungsschlauchs an dem Werkzeugträger durch das Fehlen einer Befestigung zwischen entsprechenden Bereichen der Mehrzahl von Leitungen verringert ist, sowie durch die unabhängige Drehung jeder der Leitungen, die mit der Drehverbindungseinrichtung versehen sind, wenn eine Verdrehung aus unterschiedlichen Drehlagen erfolgt.

2. Verbindungsschlauch nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet,

daß die mit der Drehverbindungseinrichtung versehenen Leitungen eine Leitung zum Transport von Druckluft zu einem Turbinenmotor in dem Werkzeugträger aufweisen, sowie eine Leitung zum Ableiten von Luft aus dem Turbinenmotor.

3. Verbindungsschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der mit einer Drehverbindungseinrichtung versehenen Leitungen einen Lichtleiter mit einer Faseroptik zur Übertragung von Licht zu dem Werkzeugträger enthält.

4. Verbindungsschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein flexibles äußeres Rohr vorgesehen ist, das sich im wesentlichen entlang der gesamten Länge des Verbindungsschlauchs erstreckt und die Leitungen umgibt, daß eine Kupplung für eine Verbindung des Verbindungsschlauchs mit dem Werkzeugträger vorgesehen ist, die eine zweiteilige Drehkupplung aufweist, wobei ein Abschnitt an dem äußeren Rohr befestigt und der andere Abschnitt auf den Werkzeugträger aufschraubbar ist, daß die Abschnitte im wesentlichen zylindrisch ausgebildet sind und einer der Abschnitte teil weise durch den anderen aufgenommen wird, um eine freie Drehung relativ zueinander zu ermöglichen, und daß eine Halteeinrichtung zur Verhinderung einer Trennung der Abschnitte in Längsrichtung vorgesehen ist.

5. Verbindungsschlauch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung einen Ring aus Kunststoff aufweist, der in gegenüberliegenden Nuten der Abschnitte angeordnet ist, um eine Trennung in Längsrichtung zu verhindern.

6. Verbindungsschlauch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer Drehverbindungseinrichtung versehenes Ende der Leitungen die Zufuhr von Druckluft zu einem Turbinenmotor in dem Werkzeugträger ermöglicht.

7. Verbindungsschlauch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der mit der Drehverbindungseinrichtung versehenen Leitungen einen Lichtleiter mit einer Glasfaseroptik enthält.

8. Verbindungsschlauch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible äußere Rohr einen beträchtlich größeren Querschnitt als alle übrigen Leitungen aufweist, um einen Kanal für den Austritt von Luft durch das äußere Rohr außerhalb der Leitungen zu bilden.

9. Verbindungsschlauch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Abschnitte aufweisende Drehkupplung eine Einrichtung zur Begrenzung des Ausmasses der Drehung einer der beiden Abschnitte relativ zu dem anderen aufweist, daß die Drehbegrenzungseinrichtung einen Ring enthält, der drehbar an einem der Abschnitte gelagert und drehbar in dem anderen Abschnitt aufgenommen ist, daß der Ring zwei Arme aufweist, die m !Entgegengesetzten axialen Richtungen davon wegweisen, daß ein Anschlagelement in radialer Richtung von einem der Abschnitte vorragt und in Eingriff mit einem der Arme gelangen kann, um die Drehbewegung des Abschnitts relativ zu dem Ring zu begrenzen, und daß der andere Abschnitt ebenfalls ein' Anschlagelement aufweist, das mit dem anderen der beiden Arme in Eingriff

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gelangen kann, um die Drehbewegung des anderen Abschnitts relativ zu dem Ring zu begrenzen.

10. Verbindungsschlauch nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbegrenzungseinrichtung eine Mehrzahl der Ringe aufweist, die hintereinander angeordnet sind, so daß sich ihr Drehbegrenzungseffekt addiert.

11. Verbindungsschlauch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Beibehaltung der Form in dem äußeren Rohr und über den Leitungen entlang deren unbefestigten Teilen angeordnet ist.

12. Verbindungsschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Dr ehverbindungseinrichtungen ein rohrförmiges erstes Glied aufweist, daß ein rohrförmiges zweites Glied mit einem ringförmigen Haltebund am einen Ende davon vorgesehen ist, daß der Haltebund und das eine Ende des rohrförmigen zweiten Glieds in dem Innenraum des rohrförmigen ersten Glieds für eine freie unabhängige Relativdrehung angeordnet ist, und daß eine ringförmige Hülse in dem rohrförmigen ersten Glied befestigt ist, um eine Trennung des rohrförmigen zweiten Glieds zu verhindern.

13. Verbindungsschlauch nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastomerer Abdichtring in dem rohrförmigen ersten Glied zwischen dem Haltebund des zweiten Glieds und der ringförmigen Hülse angeordnet ist, daß das erste und das zweite Glied in entgegengesetzten Richtung in Abhängigkeit von einem Druck in der Leitung gedruckt werden, um den elastomeren Ring zwischen dem Haltebund und der ringförmigen Hülse zusammenzudrücken und eine Dichtung mit selbsttätiger Kompression zu bilden.

14. Verbindungsschlauch nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

daß die Anordnung der ringförmigen Hülse in dem rohrförmigen ersten Glied während des Zusammenbaus einstellbar ist, um dadurch die Abdichtung und die Drehbarkeit der Drehverbindungseinrichtung einzustellen.

15. Schlauchverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rc h gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Leitungen vorgesehen sind, die eine arbeitsmäßige Verbindung mit dem Werkzeugträger ermöglichen, daß eine Mehrzahl der Leitungen an den Werkzeugträger angrenzende Bereiche aufweisen, die nicht aneinander befestigt sind, um eine unabhängige Verbiegung und Verdrillung zu ermöglichen, daß mindestens die angrenzenden Bereiche der Leitungen mit größerem Durchmesser jeweils eine Drehverbindungseinrichtung aufweisen, die eine getrennte Drehung dieser Bereiche

ermöglichen, und daß ein Widerstand gegen eine Verdrillung des Verbindungsschlauchs angrenzend an den Werkzeugträger und das rücktreibende Drehmoment des Verbindungsschlauchs an dem Werkzeugträgerende beträchtlich verringert ist , indem keine Befestigung zwischen einigen der Leitungen vorgesehen ist, und indem eine unabhängige Drehung der Leitungen möglich ist, die mit einer Drehverbindungseinrichtung versehen sind.