DE4027110A1 - Klemmvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Klemmvorrichtung mit min­ destens einer Klemme, die mittels eines Ringes oder ähnlichem fernsteuerbar ist, um ein zahnärztliches Instrument in einem mit rotierenden Antriebsmitteln ausgerüsteten Handstück dieses zahnärztlichen Instru­ ments festzuhalten.

Zahnärztliche Instrumente und insbesondere die rotie­ renden Instrumente sind zu ihrer Halterung in den Handstücken mit einem Endstück ausgestattet, dessen Maße z. B. durch die Norm ISO 1797 definiert sind. Nach dieser Norm sind bei Endstücken mit einem Durchmesser von z. B. 2,35 Millimeter Längen von 9, 11, 12 oder 30 Millimeter möglich.

Bei der Benutzung von Handstücken und insbesondere von geraden Handstücken wählen die Benutzer zwischen Fräsen sowohl mit kurzen als auch mit langen Endstücken. Es ist also erforderlich, daß die Klemmvorrichtung imstan­ de ist, eine korrekte Klemmung der Fräsenendstücke zu gewährleisten, egal ob diese kurz oder lang sind, was eine Vorrichtung erfordert, die in der Lage ist, eine gute Klemmung nicht nur beim vorderen Endstückteil des Handstücks sondern auch bei dem Teil des Fräsenend­ stückes zu gewährleisten, welches im Innersten des Handstücks angeordnet ist.

Klemmvorrichtungen sind selbstverständlich schon lange bekannt. In den US 36 19 904 und US 34 96 638 zum Beispiel wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die diese Funktion aufweist.

Bei diesen beiden Vorrichtungen schafft die Verwendung einer Doppelklemme, die die Klemmung und Befestigung an beiden Endstücken gewährleistet, jedoch nur eine teil­ weise Lösung dieses Problems.

Wenn die Doppelklemme eine für kurze Endstücke geeig­ nete Länge aufweist, werden jedoch die langen Endstücke nur an ihrem Vorder- und Mittelteil geklemmt. Wenn dagegen die Doppelklemme die geeignete Länge für lange Endstücke aufweist, werden die kurzen Endstücke nur an ihrem Vorderteil korrekt befestigt.

Die FR 23 36 593 des Anmelders schlägt eine Vorrichtung vor, die auch eine Klemmfunktion aufweist. Die Struktur des mit (12) bezeichneten Teils, gegen welches sich das Werkzeugendstück als Anschlag stützt, zeigt, daß dieses Teil nur bei geringen Längenunterschieden bei den Endstücken der zahnärztlichen Werkzeuge eingesetzt werden kann.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfin­ dung die Aufgabe zugrunde, eine Klemmvorrichtung zu schaffen, die eine optimale Klemmung und Befestigung sowohl von kurzen als auch von langen Endstücken ge­ stattet, und dies an mindestens zwei Abschnitten.

Erfindungsgemäß wird dieses Ergebnis durch eine Klemm­ vorrichtung mit mindestens einer Klemme erreicht, die mittels eines Ringes oder ähnlichem zur Klemmung eines zahnärztlichen Instruments in einem Handstück fernsteu­ erbar ist, welches mit rotierenden Antriebsmitteln des besagten zahnärztlichen Instruments ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine Klemme umfaßt, die die Klemmung an mindestens einem ihrer Endstücke gewährleistet, daß diese Klemme mindestens einer zweiten Klemme zugeordnet ist, die seriell zu der ersten Klemme montiert ist, und daß die zweite Klemme eine Klemmung an mindestens einem ihrer Endstücke ge­ währleistet.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform er­ folgt das Klemmen und Lösen jeder der Klemmen gleich­ zeitig durch die Betätigung einer zwischen beiden Klemmen lose montierten Muffe, wobei diese Muffe die Kraft zum Klemmen und Lösen von einer Klemme zur ande­ ren weiterleitet.

In einer besonderen Ausgestaltung ist mindestens eine der Klemmen vom Typ, der eine Klemmung an ihren beiden Endstücken gewährleistet.

In einer Weiterbildung des vorherigen Ausführungsbei­ spiels ist vorgesehen, daß die Muffe zur Weiterleitung der Klemmkraft auf der Seite der Klemme mit Doppel­ klemmung eine weibliche Kegelform aufweist, die mit einer männlichen Kegelform bei der besagten Befesti­ gungsklemme derart zusammenwirkt, daß die Relativbewe­ gungen der beiden Kegelformen in Translation die geeig­ nete Klemmung durch die Klemme in Höhe ihres auf der Seite der besagten Übertragungsmuffe angeordneten Endstückes gestatten.

In einer weiteren Weiterbildung ist vorgesehen, daß alle Klemmen vom Typ der Doppelklemmung sind und an ihren Endstücken eine männliche Kegelform aufweisen, die mit der oder den Übertragungsmuffen, die die ent­ sprechende weibliche Kegelform aufweisen, zusammen­ wirken, wobei die Endstücke, die am weitesten außen von den gesamten Klemmen der Klemmvorrichtung sind, mit den weiblichen Rampen zusammenwirken, welche auf den mobi­ len Spindeln aufgebracht sind, die in Relativtrans­ lation zueinander beweglich sind.

Gemäß einer weiteren Variante werden die besagten Kegelformen der Muffen und der Klemmen spitzbogenförmig ausgeführt.

Nach einer anderen Variante ist die Übertragungsmuffe an einer der Klemmen integrierbar.

Zu diesem Zweck gewährleistet mindestens eine der Befestigungsklemmen die Klemmung nur an einem ihrer Endstücke, wobei die Übertragungsmuffe zwischen der besagten Klemme und der benachbarten Klemme durch eine weibliche Kegel- oder Spitzbogenform ersetzt ist, die in der besagten Klemme zur Einzelbefestigung vorgesehen ist, wobei die besagte weibliche Kegel- oder Spitz­ bogenform direkt mit einer männlichen Kegel- oder Spitzbogenform der benachbarten Klemme zusammenwirkt.

Die Steuerung der Klemmung und des Lösens der Klemmvor­ richtung wird durch eine Kurvenscheibe gewährleistet, die auf die eine oder auf die Spindeln wirkt, innerhalb deren die Klemmen eingebaut sind, was im folgenden erläutert wird.

Die Erfindung ist anhand der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels besser zu verstehen, welches als Beispiel anhand der einzigen Figur beschrieben wird, wobei diese Figur einen Längsschnitt einer erfin­ dungsgemäßen Klemmvorrichtung zeigt, die ein gerades Handstück in seiner Klemmposition darstellt.

Ein gerades Handstück 1 besteht im wesentlichen aus einem Körper 2, der auf einer hinteren Hülse 3 an­ geordnet ist, welche in einer an sich bekannten Weise an Versorgungsmittel für verschiedene Flüssigkeiten wie z. B. Wasser, Luft etc. sowie an rotierende Antriebs­ mittel eines zahnärztlichen Werkzeugs 4 angeschlossen ist, die in dem besagten Kopfstück eingebaut sind.

Die Werkzeuge können im allgemeinen eine Fräse, ein Schleifstift oder ähnliches sein, die durch das Hand­ stück und seine Elemente in Rotation bringbar sind.

Die Erfindung betrifft die Befestigung des Endstückes des Werkzeugs 4 im Handstück 1, d. h. seine Verklemmung bzw. sein Lösen.

Gemäß der Erfindung wird die Einrichtung zur Befesti­ gung (oder zum Lösen) folgende wesentliche Bestandteile aufweisen:

• - eine Außenspindel 5;
• - eine Innenspindel 6;
• - mindestens zwei Befestigungsklemmen 7, 8, die seriell angeordnet sind; und
• - eine Gesamtaußensteuerung 9′, die vom Benutzer betätigt werden kann.

Zunächst wird das Funktionsprinzip des Festklemmens und des Lösens des Endstückes durch die beiden Klemmen 7 und 8 beschrieben.

Die Klemmen 7 und 8 weisen, wie in der Zeichnung dar­ gestellt, einen trapezoidalen Querschnitt auf. Jede der Klemmen verfügt in der Tat über zwei männliche Rampen 9 und 10 bzw. 11 und 12, wobei jede von ihnen mit einer weiblichen Gegenrampe zusammenwirkt, die auf anderen Elementen vorgegeben sind.

Die männliche Rampe 9 der ersten Klemme 7 wirkt mit einer weiblichen Gegenrampe 13 zusammen, die im Inneren der Spindel 5 in Höhe ihres distalen Endstückes vorge­ sehen ist.

Ebenso wirkt die männliche Rampe 12 der zweiten Klemme 8 mit einer weiblichen Gegenrampe 14 zusammen, die auf der Innenseite der Spindel 6 angeordnet ist. Die Rampen 14 der Spindeln 6, 13 und der Spindel 5 spannen die Gesamtheit der Vorrichtung zum Klemmen und Lösen ein und steuern die relative Bewegung der Klemmen 7 und 8.

Um die Klemmkraft zu übertragen bzw. zu lösen, werden die männlichen Rampen 10 und 11 über die weiblichen Rampen 15 und 16 an eine Übertragungsmuffe 17 angezo­ gen, die lose zwischen den zwei Klemmen 7 und 8 mon­ tiert ist.

Die Muffe 17 ist in ihrer seitlichen Bewegung durch einen zylindrischen Abschnitt 18 der Spindel 5 und einen zylindrischen Abschnitt 19 der Spindel 6 be­ grenzt.

Bei der relativen Bewegung der Spindeln 5 und 6 kann sich die Muffe nicht nach Außen im Verhältnis zum Endstück des Werkzeugs bewegen. Sie drückt daher die Rampen 10 und 11 gegen das Endstück des Werkzeugs.

Die Spindeln 5 und 6 sind gegeneinander verschieblich angeordnet.

Die Spindel 6 ist gegenüber einer Translation fixiert, wohingegen die Spindel 5, die mit einer Drehkappe 20 verbunden ist, sich bezüglich der Spindel 6 gegen eine Druckfeder 21 bewegen kann, die sich zum einen an einer Schulter 22 der Spindel 6 und andererseits auf der inneren Seite 23 der Kappe 20 abstützt.

Daraus folgt, daß wenn die Feder 21 in entspannter Lage ist, die Rampe 13 auf die Klemme 7 drückt, wobei die Gesamtheit der Elemente 7, 17 und 8 zusammengedrückt werden und daher gegen das Endstück des Werkzeugs wirken, das so durch eine Klemmung gehalten wird.

Die umgekehrte Bewegung, d.h. das Zusammendrücken der Feder 21 befreit die verschiedenen männlichen und weiblichen Rampen von ihren entsprechenden Berührungen und gestattet es, das Endstück des Werkzeugs zurückzu­ ziehen bzw. einzuführen.

Es versteht sich, daß die verschiedenen Strukturen der oben beschriebenen Klemmen auf demselben Prinzip funk­ tionieren können, ohne daß es notwendig ist, sie im einzelnen näher zu beschreiben, da alle auf dem bekann­ ten Prinzip der Rampe/Gegenrampe arbeiten. Ihre Anzahl ist nicht beschränkt, selbst, wenn in einer vorteilhaf­ ten Ausgestaltung zwei Klemmen im allgemeinen ausrei­ chend sein dürften.

Im Folgenden wird die Außensteuerung 9′ beschrieben. Diese besteht im wesentlichen aus einem koaxial zum Körper 2 angeordneten äußeren Ring 24, der für eine Rotation um den Körper 2 frei beweglich ist. Der Ring 24 ist über einen Stift bzw. eine Schraube 25 mit einer Kurvenscheibe 26 des Typs Glockenkurvenscheibe verbun­ den. Der Abrollweg 27 der Kurvenscheibe bewegt sich gegen einen Fixpunkt, vorzugsweise eine Rolle 28, bei der die Positionierung der Achse 29 durch Festschrauben bzw. Losschrauben einer Regelschraube 30 veränderbar ist. Die Regelschraube 30 ist von außen erreichbar (longitudinal oder schräg), um die Lage der Achse und so der Rolle einzustellen. Die Lage der Rolle gestattet es, den möglichen Angriffsweg der Kurvenscheibe, also auch der äußeren Spindel, zu regeln. Dies wird im Folgenden beschrieben.

An dem Körper der Kurvenscheibe ist an seinem zentralen Abschnitt ein Kugellager 31 vorgesehen, das mit dem Körper über seinen äußeren Ring 32 verbunden ist.

Eine Rotation des Ringes bewirkt die longitudinale Bewegung des Lagers 31 und daher der Kugeln 33. Diese kommen daher zum Anschlag gegen die äußere Fläche der Kappe 20 und drücken die Elemente 5 und 20 nach vorne und wie oben beschrieben zu der Feder 21 hin.

Die Bewegung der Kurvenscheibe 26 geschieht gegen eine Vielzahl von Belleville-Dichtungsringen 34, die das Festhalten sichern, wenn der Ring 24 losgelassen wird.

Dieser Aufbau gestattet es außerdem, die verschiedenen möglichen Abnutzungen durch Reibungseffekte während des Betriebs der Vorrichtung oder der Rotationsbewegung des Werkzeugs zu vermeiden:

• - so vermeidet der durch die Rolle 28 gebildete Fix­ punkt eine Abnutzung dieses Fixpunktes, da die Rolle auf seiner Achse rotiert;
• - der Kontakt zwischen der Kurvenscheibe und der Spin­ del, auf die sie einwirkt, wird durch ein Kugellager vermittelt, was die Abnutzung und Verschlechterung der Oberflächen vermeidet, die durch das Benutzen der Klemmvorrichtung bzw. der Lösevorrichtung ausgelöst wird, wenn die Spindel 5 sich in Rotation befindet.

In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung ist die Kurvenscheibe 26 und/oder die Spindel 5, auf die sie einwirkt, vorzugsweise mit einem Stück aus einem harten Material versehen, das den Rollweg für die Kugel 33 bildet, nämlich jeweils einen Weg 35 auf der Spindel und einen Weg 36 auf der Kurvenscheibe. Vorzugsweise bestehen diese aus Wolframkarbid.

Claims (20)

1. Klemmvorrichtung mit mindestens einer Klemme, die mittels eines Ringes oder ähnlichem zur Klemmung eines zahnärztlichen Instruments in einem Handstück fernsteu­ erbar ist, welches mit rotierenden Antriebsmitteln des besagten zahnärztlichen Instruments ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine Klemme (7) umfaßt, die die Klemmung an mindestens einem ihrer Endstücke gewährleistet, daß diese Klemme mindestens einer zweiten Klemme zugeordnet ist, die seriell zu der ersten Klemme montiert ist, und daß die zweite Klemme eine Klemmung an mindestens einem ihrer Endstücke gewährleistet.

2. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Klemmen und Lösen jeder der Klemmen gleichzeitig durch die Betätigung einer zwischen beiden Klemmen lose montierten Muffe (17) durchführbar ist, wobei diese Muffe die Kraft zum Klemmen und Lösen von einer Klemme zur anderen weiterleitet.

3. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Klemmen von einem solchen Typ ist, der eine Klemmung an ihren beiden Endstücken gewährleistet.

4. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe zur Weiter­ leitung der Klemmkraft auf der Seite der Klemme mit Doppelklemmung eine weibliche Kegelform (15) aufweist, die mit einer männlichen Kegelform bei der besagten Befestigungsklemme derart zusammenwirkt, daß die Rela­ tivbewegungen der beiden Kegelformen in Translation die geeignete Klemmung durch die Klemme in Höhe ihres auf der Seite der besagten Übertragungsmuffe angeordneten Endstückes gestatten.

5. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle Klemmen vom Typ der Doppelklemmung sind und an ihren Endstücken eine männ­ liche Kegelform aufweisen, die mit der oder den Über­ tragungsmuffen, die die entsprechende weibliche Kegel­ form aufweisen, zusammenwirken, wobei die Endstücke, die am weitesten außen von den gesamten Klemmen der Klemmvorrichtung sind, mit den weiblichen Rampen zusam­ menwirken, welche auf den mobilen Spindeln (5, 6) aufge­ bracht sind, die in Relativtranslation zueinander beweglich sind.

6. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Kegelformen der Muffen und der Klemmen spitzbogenförmig ausgeführt sind.

7. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsmuffe an einer der Klemmen integrierbar ist.

8. Klemmvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens eine der Befestigungsklemmen die Klemmung nur an einem ihrer Endstücke gewährlei­ stet, wobei die Übertragungsmuffe zwischen der besagten Klemme und der benachbarten Klemme durch eine weibliche Kegel- oder Spitzbogenform ersetzt ist, die in der besagten Klemme zur Einzelbefestigung vorgesehen ist, wobei die besagte weibliche Kegel- oder Spitzbogenform direkt mit einer männlichen Kegel- oder Spitzbogenform der benachbarten Klemme zusammenwirkt.

9. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Klem­ mung und des Lösens der Klemmvorrichtung durch eine Kurvenscheibe (26) gewährleistet ist, die auf die eine oder auf die Spindeln wirkt, innerhalb deren die Klem­ men eingebaut sind.

10. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch:

• - eine Außenspindel (5);
• - eine Innenspindel (6);
• - mindestens zwei Befestigungsklemmen (7, 8), die seriell angeordnet sind; und
• - eine Gesamtaußensteuerung (9′), die vom Benutzer betätigbar ist.

11. Klemmvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Klemmen (7, 8) einen trapezoidalen Querschnitt aufweisen, daß sie jeweils über zwei männ­ liche Rampen (9, 10 bzw. 11, 12) verfügen, wobei jede von ihnen mit einer weiblichen Gegenrampe zusammenwirkt, die auf anderen Elementen angeordnet sind, daß die männliche Rampe (9) der ersten Klemme (7) mit einer weiblichen Gegenrampe (13) zusammenwirkt, die im In­ neren der Spindel (5) in Höhe ihres distalen Endstückes vorgesehen ist, daß die männliche Rampe (12) der zwei­ ten Klemme (8) mit einer weiblichen Gegenrampe (14) zusammenwirkt, die auf der Innenseite der Spindel (6) angeordnet ist, daß die Rampen (14) der Spindeln (6, 13) und der Spindel (5) die Gesamtheit der Vorrichtung zum Klemmen und Lösen einspannen und die relative Bewegung der Klemmen (7, 8) steuern, und daß zur Übertragung der Klemmkraft bzw. der zum Lösen aufzuwendenden Kraft die männlichen Rampen (10 und 11) über die weiblichen Rampen (15 und 16) zu einer Übertragungsmuffe (17) hin­ ziehbar sind, die lose zwischen den zwei Klemmen (7, 8) montiert ist.

12. Klemmvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Muffe (17) in ihrer seitlichen Bewegung durch einen zylindrischen Abschnitt (18) der Spindel (5) und einen zylindrischen Abschnitt (19) der Spindel (6) begrenzt ist, wobei die Spindeln (5 und 6) gegeneinander verschieblich angeordnet sind.

13. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (6) gegen­ über einer Translation fixiert ist, wohingegen die Spindel (5), die mit einer Drehkappe (20) verbunden ist, sich bezüglich der Spindel (6) gegen eine Druckfe­ der (21) bewegen kann, die sich zum einen an einer Schulter (22) der Spindel (6) und andererseits auf der inneren Seite (23) der Kappe (20) abstützt.

14. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Außensteuerung (9′) umfaßt, die einen koaxial zum Körper (2) angeord­ neten äußeren Ring (24) umfaßt, der für eine Rotation um den Körper (2) frei beweglich ist, wobei der Ring (24) über ein Verriegelungsmittel, einen Stift bzw. eine Schraube (25) mit einer Kurvenscheibe (26) des Typs Glockenkurvenscheibe verbunden ist, deren Abroll­ weg (27) sich gegen einen Fixpunkt bewegt.

15. Klemmvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Abrollweg (27) der Kurvenscheibe sich gegen einen Fixpunkt, vorzugsweise eine Rolle (28), bewegt, bei der die Positionierung der Achse (29) durch Festschrauben bzw. Losschrauben einer Regel­ schraube (30) veränderbar ist, die von außen longitudi­ nal oder schräg erreichbar ist, um die Lage der Achse und so der Rolle einzustellen.

16. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Körper der Kurvenscheibe an seinem zentralen Abschnitt ein Kugel­ lager (31) vorgesehen ist, das mit dem Körper über seinen äußeren Ring (32) verbunden ist, wobei eine Rotation des Ringes die longitudinale Bewegung des Lagers (31) und daher der Kugeln (33) bewirkt, die zum Anschlag gegen die äußere Fläche der Kappe (20) kommen und die Elemente (5 und 20) nach vorne und zu der Feder (21) hin drücken.

17. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Kur­ venscheibe (26) gegen eine Vielzahl von Belleville- Dichtungsringen (34) wirkt, die das Verschließen si­ chern, wenn der Ring (24) losgelassen wird.

18. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt zwischen der Kurvenscheibe und der Spindel, auf die sie ein­ wirkt, durch das Kugellager vermittelt wird.

19. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (26) und/oder die Spindel (5), auf die sie einwirkt, mit einem Stück aus einem harten Material versehen sind, das den Rollweg für die Kugel (33), nämlich jeweils einen Weg (35) auf der Spindel und einen Weg (36) auf der Kurvenscheibe, bildet.

20. Klemmvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das harte Material aus Wolframkarbid besteht.