DE3624203A1

DE3624203A1 - Dental-handstueck

Info

Publication number: DE3624203A1
Application number: DE19863624203
Authority: DE
Inventors: Joseph P Lares; Mark Cowell
Original assignee: LARES RESEARCH
Current assignee: LARES RESEARCH
Priority date: 1985-01-14
Filing date: 1986-07-17
Publication date: 1988-01-28
Also published as: GB8616591D0; FR2601871A1; GB2192355A; US4611990A; FR2601871B3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dental-Handstück- Konstruktion für ein Dental-Handstück mit einem Gehäuse, in dem eine von einer Turbine angetriebene und in einer Richtung um eine Achse drehbare hohle Spindel gelagert ist. Dental-Handstücke dieser Art sind beispielsweise in der US-PS 41 46 964 beschrieben.

Insbesondere schafft die vorliegende Erfindung eine Dental- Handstück-Konstruktion mit einem Gehäuse, einer im Gehäuse um eine Achse drehbar gelagerten hohlen Spindel, Mitteln im Gehäuse, um die Spindel in einer vorbestimmten Richtung zu drehen, einer Einrichtung in der Spindel zum Ergreifen eines herausnehmbaren Werkzeugs, die eine einheitliche ring förmige Hülse aufweist, die gleitend verschiebbar koaxial von einem Ende der hohlen Spindel aufgenommen werden kann, einer Einrichtung, die in der Spindel eine zu einem Ende der Spindel hin konvergierende erste konische Fläche bil det, in Radialrichtung federelastischen Fingern auf der Hülse und einer Einrichtung, die auf den federelastischen Fingern eine zweite konische Fläche bildet, die sich an die erste konische Fläche anlegen und durch die hohle Spindel zu einem Ende derselben hin und durch dieses hindurchtreten kann. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 einen Schnitt in der Axialebene durch das Ar beits- bzw. Einspannende eines unter Verwendung der vorliegenden Erfindung aufgebauten Dental- Handstücks sowie ein Arbeitswerkzeug mit dessen Umgebung;

Fig. 2 eine Enddraufsicht einer Spannhülse, die in die Hohlspindel des Handstücks eingesetzt ist;

Fig. 3 einen Schnitt auf der Ebene 3-3 der Fig. 2;

Fig. 4 einen der Fig. 2 entsprechenden, aber erheblich vergrößerten Teilschnitt; und

Fig. 5 eine Einzelheit, die als Aufriß die Innenflächen struktur eines Teils der Spannhülse darstellt, wobei der dargestellte Bereich in der Fig. 3 mit "5" bezeichnet ist.

Während die erfindungsgemäße Anordnung sich auf vielfältige Weise ausführen und bei unterschiedlichen Dental-Handstücken wie auch bei anderen vergleichbaren drehenden Werkzeugen anwenden läßt, ist sie, wie hier gezeigt, erfolgreich an einem Dental-Handstück 6 nach der obengenannten US-PS 41 46 964 angewandt worden. Diese Vorrichtung weist einen Griff 7 auf, der zu einem mehrteiligen Gehäuse 8 führt. Das Gehäu se trägt Wälzlager 9, 11 mit geeigneten Laufringen. Das untere Lager 11 ist in einem in dem Gehäuse eingesetzten tragenden Ring 12 gelagert. Das obere Lager 9 befindet sich in einem tragenden Ring 13, der in einen Träger 14 eingesetzt ist, der Teil des Gehäuses 8 ist und über eine Gewindever bindung 16 lösbar mit diesem im Eingriff steht.

Die Lager 9, 11 lagern eine hohle Spindel 21, die um eine Achse 22 drehbar ist, die die Symmetrieachse der Teile darstellt. Ein Turbinenläufer 23 vorzugsweise aus zwei anein anderliegenden Hälften sitzt zwischen den Lagern 9, 11 fest auf der hohlen Spindel und erhält die Antriebsluft durch (nicht gezeigte) Strahldüsen. Die Turbine kann in bei den Richtungen angetrieben werden, wobei die hier zur Dar stellung gewählte am unteren Ende der Fig. 1 mit dem Pfeil 24 angedeutet ist; sie verläuft bei der Draufsicht auf das untere bzw. Werkzeugende der Fig. 1 im Uhrzeigersinn. Die Spindel 21 ist in den Lagern 9, 11 so gelagert, daß sie um die Achse 22 (mit 400 000 500 000 U/min) frei drehen, sich aber nicht axial bewegen kann. Die Halterung der La ger - einschließlich der tragenden Ringe 12, 13 - erlaubt zwar in gewissem Ausmaß Schwingungen (die durch die einge setzten elastischen Ringe 28 gedämpft werden), greift aber fest genug, um eine relative Endbewegung der Spindel 21 zu verhindern.

Ein Arbeitswerkzeug 30 der als Beispiel dargestellten Art hat einen Schaft 31 und ein kugelförmiges Ende 32 mit einer schräg verlaufenden Schneidzahnung 33, wie dargestellt. Die se Werkzeuge können nach Art, Teilung und Steigung der Zah nung wie auch nach dem Schaftdurchmesser unterschiedlich sein. Die hohle Spindel 21 hat eine untere Nabe 34, die den Schaft 31 gleitend aufnimmt. Die Drehrichtung und die Winkellage der Zähne 33 sind im dargestellten Fall derart, daß beim Angreifen der Zähne am zu bearbeitenden Material 36 die Be lastung nicht nur in Drehrichtung wirkt, sondern dabei auch eine Axialkomponente entsteht, die - vom Pfeil 37 angedeutet - den Schaft 31 aus der Spindel 21 herausziehen will.

Um die Halterung der Spindel zu verbessern und insbesondere der Neigung entgegenzuwirken, den Schaft 31 aus dem Hand stück herauszuziehen, ist die Spindel zur Aufnahme einer koaxialen Spannhülse 41 ausgebildet. Diese Spannhülse be findet sich innerhalb der Spindel 21 und steht durch das offene obere Ende der Spindel hinaus vor. Am oberen Ende der Spannhülse ist eine abnehmbare Kappe 42 vorgesehen, die in die hohle Hülse bei 43 eingeschraubt ist. Diese Kappe 42 wirkt als näherungsweiser oder genau angeordneter Anschlag für das obere Ende des Werkzeugs 30. Weiterhin liegt die Kappe 42 mit ihrem nach außen abstehenden Flansch 45 am oberen Innenrand der obersten eines Stapels gebogener Federn 44 an. Diese gebogenen Federn sind im wesentlichen Ringscheiben, die entlang einer Durchmesserlinie gebogen bzw. geknickt sind. Die unterste Federscheibe liegt auf der Stirn fläche des Innenlaufrings des Lagers 9 an. Mit diesem Aufbau ist die Hülse in der Hohlspindel zu dieser geringfügig axial verschiebbar angeordnet, wobei die Federn 44 ausgelenkt wer den.

Eine einzelne größere gebogene Federscheibe 46 liegt mit dem Innenrand auf dem tragenden Ring 13 und mit dem Außenrand an der Innenfläche des Abschlußdeckels 47 an. Der Randflansch 48 des Deckels kann sich axial zum einwärts vorstehenden Rand 49 des bewegbaren Trägers 14 hin und von ihm hinweg bewegen. Auf diese Weise läßt sich der Deckel 47 von Hand gegen den Federdruck der Federn 46 zur hohlen Spindel drücken. Normaler weise wird der Deckel von den Federn aufwärts gedrückt; die Federn sind aber nur gerade so stark, daß der Deckel 47 sich auch von einer schwächeren Zahnarzthelferin herabdrücken läßt. Die Hülse ist mit einer Innenringfläche 51 zur zentrierenden Führung am oberen Ende des Schafts 31 ausgeführt.

In die Hülse ist von einem Ende her in Achsrichtung eine An zahl Schlitze 52 eingeschnitten, die nur teilweise entlang der Hülse verlaufen und eine Anzahl (im dargestellten Fall sechs) Finger 53 bilden, die in der jeweils eigenen Radialrichtung federelastisch aus- und einbiegbar sind. Die Finger sind an ihren freien Enden jeweils mit einer konischen Außenflä che 54 versehen, die im Inneren der hohlen Spindel 21 einen Absatz an einem Ende einer im Innern der Spindel vorgesehe nen aufgeweiteten Kammer 50 bilden.

Bei im wesentlichen in der Fig. 1 gezeigten Weise angeordne ten Teilen, in der Sollage befindlichem Werkzeugschaft 31 und in der obersten Lage befindlichem Deckel 47 beaufschla gen die Federkräfte die konischen Flächen 54 axial auf wärts gegen die konische Fläche 56 und drücken damit die Finger 53 weit genug radial einwärts, daß sie sich mit den Innenflächen an die Außenfläche des Werkzeugschafts 31 anle gen.

Die geknickten Federn 44, die betrieblich die Hülse aufwärts ziehen, können durchaus stark genug gemacht werden, um die Finger 53 so stark auf den Schaft 31 zu drücken, daß das Werk zeug sich weder verdrehen noch axial verschieben kann. Derart hohe Federkräfte erschweren jedoch das Freigeben des Werk zeugs aus der Hülse durch eine Zahnarzthelferin zu sehr.

Um diese Schwierigkeit zu umgehen, sind die Finger 53 - vergl. die Fig. 2, 3, 4 und 5 - auf den Innenflächen struk turiert ausgeführt. Jeder Finger ist mit einer Anzahl axial verlaufender Rillen 61 und einer Anzahl wendelförmig verlau fender Rillen 62 versehen, die einander schneiden und zwischen sich angenähert rechteckige Spitzen bilden. Vorzugsweise sind diese Spitzen durch Drehen und Räumen ausgebildet. Sie stellen Pyramiden mit schrägen Seitenflächen dar, die zu ei ner etwa trapezförmigen innenliegenden Spitzenfläche 64 aus laufen. Die Zeichnungen stellen das Prinzip dar und sind in übertrieben starken unterschiedlichen Maßstäben ausgeführt. Jede Spitzenfläche 64 ist in Wirklichkeit äußerst klein und mit dem nackten Auge kaum wahrnehmbar. Die wendelförmigen Rillen 62 werden allgemein mit der Steigung der Zahnung 33 auf dem handelsüblichen Standardwerkzeug 30, aber in ent gegengesetzter Richtung geschrägt ausgeführt.

Die Anordnung der Spindel 21 und der Hülse 41 sowie der ihnen zugehörigen Teile ist so getroffen, daß ohne eingesetzten Werk zeugschaft die Hülse sich leicht aus der Arbeitslage entfer nen läßt. Der Träger 14 läßt sich aus dem Gehäuse 8 heraus schrauben und mit dem tragenden Ring 13 und dem Deckel 47 zur Seite legen, so daß das Wälzlager 9 in der Sollage bleibt. Nachdem man den Deckel 47 von Hand abgenommen hat, lassen die Federscheiben 46 sich ebenfalls herausnehmen oder in der Sollage belassen. Indem man die Kappe 42 axial anhebt, hebt man auch die gesamte Hülse 41 an. Da kein Werkzeugschaft eingesetzt ist, werden durch die Hubbewegung die Finger 53 von den Flächen 54, 56 einwärts gedrückt, so daß sich die Hülse ohne Schwierigkeiten aus der Spindel herausziehen läßt. Durch Umkehr dieser Schrittfolge läßt sie oder eine andere Hülse sich dann wieder einsetzen. In beiden Fällen wird die Bewegung der Hülse in die Spindel hinein durch das Auswärts rasten der Finger 53 in die Sollage begleitet, wobei die Flächen 54, 56 aneinanderliegen und die Enden der Finger in der Kammer 55 in die Sollage gespreizt sind.

Bei der Betätigung dieser Konstruktion drückt der Benutzer den Deckel 47 druckknopfartig bis auf die Kappe 42 herab, lenkt dabei die Federn 46, 44 aus und schiebt die Hülse axial abwärts zum Werkzeugende der hohlen Spindel. Dann können die federnden Finger 53 in den vorliegenden Ringraum radial vollständig auslenken und zwischen sich eine mittige Öffnung bilden, die größer ist als der Außendurchmesser des Werkzeugschafts 31. Bei weiter herabgedrückter Kappe 47 läßt sich ein Werkzeug mit dem Schaft in die in Fig. 1 gezeigte Lage einsetzen. Dann gibt der Benutzer den Deckel 47 frei, der von der Feder 46 in die obere Ruhelage zurückgedrückt wird. Die ausgelenkten Federn 44 ziehen dadurch die Hülse 41 axial aufwärts, wobei die konischen Flächen 54 aufwärts über den Konus 56 gleiten. Dadurch werden die Fingerenden radial einwärts auf den Schaft 31 des Werkzeugs gedrückt.

Sodann kann der Turbinenläufer angetrieben werden, um sämt liche Drehteile um die Achse 22 zu drehen. Wird das Ende 32 des drehenden Werkzeugs - insbesondere seitlich - auf das Werkstück gedrückt, erzeugt dessen schräge Zahnung 33 eine Kraftkomponente, die den Werkzeugschaft 31 aus der Hülse 41 ziehen will. Dabei erzeugt jedoch die Drehung der Finger 53 der Hülse eine Kraft auf den Schaft 31 mit einer Komponente, die den Schaft 31 in die Hülse 41 hineinziehen will, da die schrägen Spitzen 64 im Eingriff mit der Außenfläche des Schaftes stehen. Ob es sich dabei um eine mechanisch oder galvanisch aufgebrachte Zusatzschicht 71 handelt oder nicht, legen sich die Spitzen 64 fest an die Außenfläche an und dringen auch in sie ein. Die Schräglage der Spitzen 64 in der der Zahnung 33 des Werkzeugs 30 entgegengesetzten Rich tung reicht dabei aus, daß eine mit dem längeren Pfeil 72 angedeutete - resultierende Kraft entsteht, die den Schaft 31 in die Hülse 41 hineinziehen will. Die dabei auf das Werk zeug wirkenden Kräfte heben sich in Axialrichtung im wesent lichen auf, so daß das Werkzeug nicht aus der Hülse gezogen werden kann.

Ist der Arbeitsgang beendet und die Turbine im Stillstand, drückt der Benutzer erneut auf den Deckel 47, so daß die Fe derscheiben 46, 44 auslenken, die Hülse 41 abwärts geschoben wird und die konischen Flächen 54 vom Konus 56 abheben. Das untere Ende der Hülse expandiert dann infolge seiner Eigen elastizität und gibt den Schaft 31 des Werkzeugs frei, das sich dann mit Leichtigkeit abnehmen läßt.

Mit dieser Anordnung erhält man eine im Ergebnis in Einwärts richtung auf das Werkzeug wirkende Kraft. Das Werkzeug ver bleibt in der Sollage und wird in dieser gehalten, ohne daß eine hohe Federkraft erforderlich ist, wobei der Druckknopf deckel ohne Schwierigkeiten betätigbar ist.

Claims

1. Dental-Handstück, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, eine im Gehäuse um eine Achse drehbar gelagerte hohle Spindel, Mittel im Gehäuse, um die Spindel in einer vorbestimmten Richtung zu drehen, und eine Ein richtung in der Spindel zum Ergreifen eines herausnehmbaren Werkzeugs, wobei die das Werkzeug ergreifende Einrichtung eine einheitliche ringförmige Hülse aufweist, die gleitend verschiebbar koaxial von einem Ende der hohlen Spindel auf genommen werden kann, einer Einrichtung, die in der Spindel eine erste konische Fläche bildet, die zu einem Ende der Spindel hin konvergiert, in Radialrichtung federelastische Finger an der Hülse und durch eine Einrichtung, die auf den federelastischen Finger eine zweite konische Fläche bildet, die sich an die erste konische Fläche anlegen und durch die hohle Spindel zu einem Ende derselben hin und durch dieses hindurchtreten kann.

2. Dental-Handstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein um eine Achse symmetrisches offenes Oberteil, einen nach oben offenen Träger, der lösbar mit dem Gehäuse in Eingriff steht, einen druckknopfartigen Deckel, der axial auf dem Träger verschiebbar ist und über die Achse sich erstreckt, um die obere Öffnung zu schließen, ein Lager im Gehäuse und ein Lager im Träger, wobei beide Lager mit der Achse kon zentrisch sind und die Spindel um die Achse drehbar lagern, daß die Spindel zwischen ihren Enden eine aufgeweitete Kam mer enthält und die Hülse in der Spindel axial verschiebbar ist, daß die Finger Aufweitungen aufweisen, die beim Posi tionieren der Hülse in der aufgeweiteten Kammer ein aus wechselbares Werkzeug ergreifen können, daß eine einen Rand auf der Hülse bildende Einrichtung vorgesehen ist, daß eine Federscheibe an einem der Lager oder dem Rand anliegt, um die Aufweitungen aus der Kammer in die Spindel hineinzu drücken, daß ein Deckel über den Rand sich erstreckt und axial im Gehäuse zwischen einer vom Rand axial beabstandeten Lage und einer weiteren Lage verschiebbar ist, in der er am Rand anliegt und diesen und die Hülse axial verschieben kann, um die Federscheibe zu verformen und die Aufweitungen axial in die Kammer in der Hülse hinein zu verschieben, und daß die Finger an der Hülse sich federelastisch an die Spindel anlegen, um eine Verschiebung der Hülse in der anderen axialen Richtung in der Spindel zu verhindern.

3. Dental-Handstück nach Anspruch 2, gekenn zeichnet durch eine Druckknopf-Einrichtung am Deckel, die sich an den abnehmbaren Träger anlegt, um die axiale Bewegung der Hülse in der Spindel zu begrenzen.