DE4039162C3 - Medical or dental handpiece - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein ärztliches oder zahnärztliches Handstück mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 2.The invention relates to a medical or dental handpiece with the features of claim 1 or 2.
In der DE 34 33 570 C2 ist ein Handstück für zahnärztliche Zwecke beschrieben, in dessen Kopf ein Bearbeitungswerkzeug mit seinem Schaft einspannbar ist. Auf der dem Werkzeug zugewandten Seite des Kopfes des Handstücks ist eine Scheibe eingesetzt, durch die sich der Schaft des Werkzeugs in einer koaxialen Bohrung erstreckt. An der Innenseite der Scheibe befindet sich ein Ringkanal, der mit einem sich im Handstück nach vorne erstreckenden Kühlmittelkanal in Verbindung steht. Von dem Ringkanal erstrecken sich zwei Kühlmittelkanalabschnitte schräg zur Werkzeugachse in die Scheibe hinein, wobei der eine Kanal radial einwärts abgewinkelt verläuft und in einen freien Ringraum in der Scheibe mündet, der in der das Werkzeug umgebenden Bohrungswandung eingearbeitet ist. Im Bereich des Ringraums weist das Werkzeug einen radial ausmündenden Kanal und einen damit in Verbindung stehenden axialen Kanal auf, der an der Werkzeugspitze ausmündet. Durch diese Kanalverbindung kann während der Rotation des Werkzeugs kontinuierlich Kühlmittel zur Werkzeugspitze geführt werden. Der andere Kühlmittelkanalabschnitt tritt an der dem Werkzeug zugewandten Seite der Scheibe aus, wobei er schräg auf die Behandlungsstelle gerichtet ist und der Zuführung eines Kühlmittelstrahls zur Behandlungsstelle dient. Eine Abdichtung des Luftspaltes zwischen der Scheibe und dem Werkzeug ist bei dieser bekannten Ausgestaltung nicht vorgesehen.DE 34 33 570 C2 describes a handpiece for dental purposes, in whose head a machining tool can be clamped with its shaft. On the A disk is inserted into the tool-facing side of the head of the handpiece, through which the shank of the tool extends in a coaxial bore. At the On the inside of the disc there is an annular channel with one in the handpiece forward coolant channel is connected. From the ring channel two coolant channel sections extend obliquely to the tool axis in the Washer into it, with one channel being angled radially inwards and into one free annular space in the disc, that in the surrounding the tool Hole wall is incorporated. The tool points in the area of the annulus a radially opening channel and a related axial Channel that opens at the tool tip. Through this channel connection Coolant continuously to the tool tip while the tool is rotating be performed. The other coolant channel section occurs on the tool facing side of the disc, being directed obliquely at the treatment site is and serves to supply a coolant jet to the treatment site. A Sealing the air gap between the disc and the tool is with this known design not provided.
Eine mit der vorbeschriebenen Ausgestaltung ähnliche Ausgestaltung ist in der DE 38 28 866 C1 in mehreren Ausgestaltungsvarianten beschrieben. Bei diesen bekannten Ausgestaltungen ist der Luftspalt zwischen der Scheibe und dem Werkzeug auf der dem Kopf zugewandten Seite oder auf beiden Seiten durch Ringdichtungen abgedichtet.A configuration similar to the configuration described above is shown in FIG DE 38 28 866 C1 described in several design variants. With these known The air gap between the disk and the tool is on the Head facing side or sealed on both sides by ring seals.
Diese Ringdichtungen haben die Nachteile, daß die durch die Anlage der Dichtung am Werkzeug bedingte Reibung einen vorzeitigen Abrieb der Dichtung bewirkt und daß diese Dichtungen gegen den Angriff von Reinigungs- und Desinfektionsmitteln nicht ausreichend beständig sind, was wiederum zu einem vorzeitigen Verschleiß führt, worauf Kühlmittel in den Kopf des Handstücks ebenso eindringen, wie es aus dem Luftspalt zwischen Werkzeug und Hülse austreten kann. These ring seals have the disadvantages that by the seal on the system Tool-related friction causes premature abrasion of the seal and that these seals do not prevent the attack of cleaning agents and disinfectants are sufficiently stable, which in turn leads to premature wear, whereupon coolant enters the head of the handpiece as well as it from the Air gap between the tool and the sleeve can escape.
Dann ist aber das Handstück nicht mehr betriebsbereit, es muß abgelegt, zerlegt, die Dichtung ausgewechselt und das Handstück wieder zusammengebaut werden. Solange es außer Betrieb ist, muß entweder die Behandlung des Patienten unterbrochen oder ein Ersatz-Handstück benutzt werden. Das erste ist für den Patienten unzuträglich, das zweite für die Praxis aufwendig, da immer ein oder mehrere Handstücke als Reserve zur Verfügung stehen müssen.Then the handpiece is no longer ready for use, it must be put down, taken apart Seal replaced and the handpiece reassembled. As long as if it is out of service, either the patient's treatment must be interrupted or an Replacement handpiece can be used. The first is intolerable to the patient, that the second is complex in practice, since one or more handpieces are always in reserve must be available.
In der US 3 624 905 ist ein zahnärztliches Handstück in Form eines sogenannten Turbinenhandstücks beschrieben, bei dem eine drei Turbinenräder aufweisende Turbine im Kopf des Handstücks integriert ist. In dem dem Werkzeug zugewandten Wandbereich des Kopfes ist eine Bohrung angeordnet, die der Werkzeugschaft mit geringem Bewegungsspiel durchsetzt. Dem Handstück ist eine Zuführungsleitung für ein Kühlmittel zugeordnet, die durch eine sich entlang dem Handstück zu seinem Kopf hin erstreckende Rohrleitung gebildet ist, die an die dem Werkzeug zugewandte Wandung des Kopfes angeschlossen ist und sich darin mit einem Kühlmittel- Zuführungskanal radial zur den Werkzeugschaft aufnehmenden Bohrung erstreckt. In diesem Kreuzungsbereich weist der Werkzeugschaft einen Querkanal auf, der einen Längskanal kreuzt, der am vorderen Ende des Werkzeugs koaxial ausmündet. Hierdurch wird das Kühlmittel zur Werkzeugspitze und zur Behandlungsstelle geführt. Für den Antrieb der Turbine ist ein sich etwa mittig im Handstück nach vorne erstreckender Antriebsdruckluft-Zuführungskanal vorgesehen, der auf das mittlere von drei, jeweils einen axialen Abstand voneinander aufweisenden Turbinenrädern gerichtet ist. Zur Abführung der die äußeren Turbinenräder durchströmenden Druckluftströme sind zwei Abführungskanäle zu beiden Seiten des mittleren Antriebsdruckluft- Zuführungskanals vorgesehen, die von den Außenseiten der beiden äußeren Turbinenräder ausgehen und sich im Handstück nach hinten erstrecken. In Spalte 3, Z. 50 bis 56 dieser Druckschrift ist beschrieben, daß der Luftdruck in den sich zwischen dem mittleren Turbinenrad und den beiden äußeren Turbinenrädern befindlichen Ringräumen 34 im wesentlichen größer zu halten ist, als der Druck im Kühlmittel, um ein Lecken des Kühlmittels in den Kopf des Handstücks zu vermeiden. Dies ist jedoch aus mehreren Gründen zu bezweifeln. Zum einen findet am werkzeugseitigen Turbinenrad 50 ein Druckabfall statt, wodurch der Druck im werkzeugseitig von diesem Turbinenrad 50 angeordneten Ringraum, von dem der zugehörige Abführungskanal 58 ausgeht, sich ein verringerter Druckabfall einstellt, der nur geringfügig größer ist als der Atmosphärendruck. Zum anderen findet im sich durch das werkzeugseitige Wälzlager erstreckenden Strömungsspalt im Rotationsbetrieb ein weiterer Druckabfall vor der Bohrung 66 auf einen Wert weiter verringert wird, der sich für eine Abdichtung der Bohrung nicht eignet.US Pat. No. 3,624,905 describes a dental handpiece in the form of a so-called turbine handpiece, in which a turbine having three turbine wheels is integrated in the head of the handpiece. In the wall area of the head facing the tool, a bore is arranged which passes through the tool shank with little movement play. The handpiece is assigned a supply line for a coolant, which is formed by a pipe extending along the handpiece towards its head, which is connected to the wall of the head facing the tool and which receives a coolant supply channel radially to the tool shank Hole extends. In this crossover area, the tool shank has a transverse channel that crosses a longitudinal channel that opens out coaxially at the front end of the tool. As a result, the coolant is guided to the tool tip and to the treatment site. For driving the turbine, a drive compressed air supply channel extending approximately centrally in the handpiece is provided, which is directed towards the middle of three turbine wheels, each with an axial distance from one another. To discharge the compressed air flows flowing through the outer turbine wheels, two discharge channels are provided on both sides of the central drive compressed air supply channel, which start from the outer sides of the two outer turbine wheels and extend rearward in the handpiece. In column 3, lines 50 to 56 of this document, it is described that the air pressure in the annular spaces 34 located between the middle turbine wheel and the two outer turbine wheels must be kept substantially greater than the pressure in the coolant in order to leak the coolant to avoid in the head of the handpiece. However, there are several reasons to doubt this. On the one hand, there is a pressure drop on the tool-side turbine wheel 50, as a result of which the pressure in the annular space arranged on the tool side of this turbine wheel 50 , from which the associated discharge duct 58 originates, results in a reduced pressure drop which is only slightly greater than the atmospheric pressure. On the other hand, in the flow gap extending through the roller bearing on the tool side, a further pressure drop upstream of the bore 66 is further reduced to a value which is not suitable for sealing the bore.
Im DE-Buch "DUBBEL, Taschenbuch für den Maschinenbau", 13. vollständig neubearbeitete und erweiterte Auflage, zweiter Band, Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1970, S. 330, 331, ist eine Labyrinth-Dichtung beschrieben, mittels der das Austreten von gefährlichen Gasen durch den eine Welle umgebenden Ringspalt vermieden werden soll. Dies erfolgt gemäß Bild 27 dadurch, daß im Ringspalt drei axiale hintereinanderliegende Ringkammern vorgesehen werden, wobei der mittleren Ringkammer eine Sperrflüssigkeit zugeführt wird, die durch den Ringspalt zu den beiden beiderseits benachbarten Ringkammern strömt und über sich von diesen Ringkammern erstreckende Abführungsleitungen abfließt.In the DE book "DUBBEL, Taschenbuch für den Maschinenbau", 13. complete revised and expanded edition, second volume, Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1970, pp. 330, 331, describes a labyrinth seal, by means of the escape of dangerous gases by the one surrounding a wave Annular gap should be avoided. This is done according to Fig. 27 by Annular gap three axial ring chambers lying one behind the other are provided, wherein a barrier liquid is supplied to the middle annular chamber, which passes through the annular gap flows to the two adjacent annular chambers and above them Exhaust pipes extending from the annular chambers.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ärztliches oder zahnärztliches Handstück so auszugestalten, daß eine funktionsfähige Abdichtung langer Lebensdauer zwischen dem Werkzeug und dem Kopf des Handstücks erreicht wird.The invention has for its object a medical or dental handpiece To be designed so that a functional seal long life between the tool and the head of the handpiece is reached.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 oder 2 gelöst.This object is solved by the features of claim 1 or 2.
Bei beiden erfindungsgemäßen Lösungen ist im Kopf des Handstücks eine Hülse eingesetzt, die von Druckluft-Zuführungskanälen durchsetzt ist, die quer in den Luftspalt münden und denen die Druckluft zur Erzeugung des jeweils zugehörigen Luftkissens zuführbar ist. Dabei gelangt die Druckluft durch einen hierfür besonders vorgesehenen Zuführungskanal in der Hülse radial einwärts in den Luftspalt. Hierdurch ist bei Gewährleistung einer geringen Druckluftmenge zur Erzeugung des Luftkissens eine verbesserte Abdichtung gewährleistet.In both solutions according to the invention there is a sleeve in the head of the handpiece used, which is interspersed with compressed air supply channels that run across the Open air gap and the compressed air to generate the associated Air cushion can be fed. The compressed air passes through a special for this provided feed channel in the sleeve radially inward into the air gap. Hereby is to ensure a small amount of compressed air to generate the air cushion ensures an improved seal.
Bei beiden erfindungsgemäßen Lösungen erfolgt somit die Abdichtung durch ein das Werkzeug ringförmig umgebendes Luftkissen, wobei bei der Löung gemäß Anspruch 1 zu beiden Seiten des Kühlmittel-Zuführungskanals ein Luftkissen vorgesehen ist, während bei der Ausgestaltung nach Anspruch 2 nur die innenseitige Abdichtung durch ein Luftkissen gebildet ist, während die außenseitige Abdichtung aus einer mechanischen Dichtung besteht. In beiden Fällen wird die Lebensdauer der Abdichtung erhöht, wobei die Ausgestaltung nach Anspruch 1 außerdem unempfindlich gegen Verschleiß und aggressive Desinfektionsmittel ist. Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 2 ist die Anordnung einer mechanischen Dichtung weniger nachteilig, weil sie aufgrund ihrer Anordnung an der Außenseite leichter zugänglich ist und mit geringem Aufwand und schnell ausgetauscht bzw. repariert werden kann.In both solutions according to the invention, the Sealing by a ring surrounding the tool Air cushion, wherein in the solution according to claim 1 on both sides of the coolant supply channel an air cushion is provided while the Embodiment according to claim 2, only the inside seal is formed by an air cushion while the outside sealing from a mechanical seal. In both cases, the life of the waterproofing increased, the embodiment of claim 1 also insensitive to Wear and aggressive disinfectant is. In the design according to claim 2, the arrangement of a mechanical seal is less disadvantageous because it is due to their arrangement on the outside is more accessible and with little effort and can be quickly replaced or repaired.
In den Unteransprüchen sind Merkmale enthalten, die zur Problemlösung beitragen, den Durchfluß für das Kühlmittel und die Luft im Bereich der zugehörigen Kreuzungsstellen verbessern, die Strömung des Kühlmittels und der Luft verbessern und dadurch Druckverluste vermindern und außerdem zu einer einfachen und kostengünstig herstellbaren Bauweise führen.The subclaims contain features that contribute to solving the problem Flow rate for the coolant and the air in the area of the associated crossing points improve, the flow of coolant and air and thereby improve Reduce pressure drops and also become simple and inexpensive manufacturable construction.
Nachfolgend sind anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.Exemplary embodiments are given below with reference to the drawing described the invention.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen erfindungsgemäß ausgestalteten Kopf eines zahnärtzlichen Handstücks im Teilschnitt; Fig. 1 a according to the invention designed head of a handpiece zahnärtzlichen in partial section;
Fig. 2 eine Einzelheit der Erfindung in vergrößertem Maßstab; Figure 2 is a detail of the invention in an enlarged scale.
Fig. 3 bis 9 abgewandelte Ausführungsbeispiele der Erfindung. Fig. 3 to 9 modified embodiments of the invention.
In allen Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Einzelteile mit derselben Bezugsziffer bezeichnet. In einzelnen Figuren sind einzelne Teile nicht gesondert bezeichnet.All figures are the same or correspond to each other Items labeled with the same reference number. In individual figures are not separate parts designated.
Das erste Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zeigt den Kopf 1 eines ärztlichen oder zahnärztlichen Handstücks, der unten durch ringförmige Bodenteile 2, 2a geschlossen ist. 3 bezeichnet eine in das Bodenteil 2a eingesetzte Hülse, in der unter Belassung eines geringen Luftspaltes 12 ein Werkzeug 4 drehbar angeordnet ist. Durch Kanäle 5, 5a in den Bodenteilen 2, 2a wird Kühlmittel, z. B. Kühlwasser zugeleitet, das durch einen oder mehrere radiale Kanäle 6 in der Hülse 3 zu einem oder mehreren Kanälen 7a, die den Kanälen 6 gegenüberliegen, geleitet wird, die das Kühlmittel zu einem inneren Längskanal 7 des Werkzeugs 4 weiterleiten, von wo es am Ende des Werkzeuges 4 durch weitere radiale Kanäle 7b austritt.The first embodiment according to Fig. 1 shows the head 1 of a medical or dental handpiece, which is closed at the bottom by annular floor parts 2, 2 a. 3 denotes a sleeve inserted into the base part 2 a, in which a tool 4 is rotatably arranged while leaving a small air gap 12 . Through channels 5 , 5 a in the bottom parts 2 , 2 a coolant, for. B. Cooling water supplied through one or more radial channels 6 in the sleeve 3 to one or more channels 7 a, which are opposite the channels 6 , which pass the coolant to an inner longitudinal channel 7 of the tool 4 , from where it at the end of the tool 4 b exits through further radial passages. 7
Da die Zuführung des Kühlmittels über den Luftspalt 12 erfolgen muß, besteht die Gefahr, daß es unkontrolliert austritt, entweder in das Innere des Kopfes 1, wo es die Antriebsmittel beschädigen kann, und/oder nach außen, wo es ebenfalls hinderlich ist. Außerdem bedeutet der Verlust von Kühlmittel eine verringerte Kühlung oder einen erhöhten Bedarf an Kühlmittel. Daher muß der Luftspalt 12 abgedichtet werden. Das geschieht erfindungsgemäß durch ein das Werkzeug 4 ringförmig umgebendes Luftkissen 13. Dabei muß der Druck in dem filmartigen Luftkissen 13 mindestens gleich groß sein wie der des Kühlmittels.Since the coolant must be supplied via the air gap 12 , there is a risk that it will escape in an uncontrolled manner, either into the interior of the head 1 , where it can damage the drive means, and / or to the outside, where it is also a hindrance. In addition, the loss of coolant means reduced cooling or an increased need for coolant. Therefore, the air gap 12 must be sealed. According to the invention, this is done by an air cushion 13 surrounding the tool 4 in a ring shape. The pressure in the film-like air cushion 13 must be at least as large as that of the coolant.
Um eine Abdichtung oberhalb und unterhalb der Kanäle 6, 7a zu sichern, ist das Luftkissen zweckmäßig auf zwei Teile aufgeteilt, die oberhalb und unterhalb der Kanäle 6, 7a aufgebaut werden. Zu diesem Zweck wird die durch die Kanäle 8, 9 und 10 im Kopf 1, in den Bodenteilen 2, 2a und in der Hülse 3 zugeführte Luft, z. B. aus dem Luftsystem eines aus mehreren Handstücken und ähnlichem bestehenden Behandlungsgerätes, in eine obere Ringkammer 10a an der Außenseite der Hülse 3 an ihrem oberen Ende geleitet und wird von hier weitergeführt durch einen Längskanal 11 in Form einer geraden Nut in der Hülse 3 in eine untere Ringkammer 10a an der unteren Seite derselben (Fig. 2), wobei die Luft durch von der oberen Ringkammer 10a schräg nach vorne verlaufende Kanäle 10 und durch von der unteren Ringkammer 10a radial einwärts verlaufende Kanäle 10 zum Luftspalt 12 geleitet wird.In order to ensure a seal above and below the channels 6 , 7 a, the air cushion is expediently divided into two parts, which are built up above and below the channels 6 , 7 a. For this purpose, the air supplied through the channels 8 , 9 and 10 in the head 1 , in the base parts 2, 2 a and in the sleeve 3 , for. B. from the air system of a treatment device consisting of several handpieces and the like, passed into an upper annular chamber 10 a on the outside of the sleeve 3 at its upper end and is continued from here through a longitudinal channel 11 in the form of a straight groove in the sleeve 3 in a lower annular chamber 10 is a directed at the lower side thereof (Fig. 2), wherein the air through from the upper annular chamber 10 a slanted forwards extending channels 10 and through the lower annular chamber 10 a radially inwardly extending channels 10 to the air gap 12 .
Bei der Abänderung nach Fig. 3 und 4 münden der oder die radialen Kanäle 6 in eine ringförmige Kammer 6a an der Innenmantelfläche der Hülse 3, z. B. eine Ringnut, die einen Kühlmittelvorrat enthält.In the modification of Fig. 3 and 4 or the radial channels 6 open out into an annular chamber 6a on the inner lateral surface of the sleeve 3, z. B. an annular groove containing a coolant supply.
In weiterer Ausgestaltung dieser Ausführung nach Fig. 4 münden auch die Kanäle 10 in ringförmige Kammern 10b an der Innenmantelfläche der Hülse 3, die einen Vorrat an Luft enthalten. Die bisherige Ausführung wird nach Fig. 5 dahin abgeändert, daß die Kanäle 6, 7a zur Verringerung des Druckverlustes schräg nach unten bzw. in Richtung nach außen verlaufen.In a further embodiment of this embodiment according to FIG. 4, the channels 10 also open into annular chambers 10 b on the inner lateral surface of the sleeve 3 , which contain a supply of air. The previous embodiment is modified according to FIG. 5 so that the channels 6 , 7 a run obliquely downwards or outwards to reduce the pressure loss.
Nach Fig. 6 können auch die schräg verlaufenden Kanäle 6 und 10 in ringförmige Kammern 6a und 10b münden.According to FIG. 6, the inclined channels 6 and 10 in annular chambers 6 can a and 10 b open.
Nach Fig. 7 wird nur oberhalb der Kanäle 6 ein Luftkissen 13 aufgebaut, während an der unteren Seite, nämlich der Austrittsseite des Werkzeuges 7, eine mechanische Ringdichtung 14 vorgese hen wird.According to Fig. 7, an air cushion 13 is built up only above the channel 6, while on the lower side, namely the outlet side of the tool 7, a mechanical ring seal 14 is vorgese hen.
Die Abänderung davon nach Fig. 8 weist wiederum zwei Luftkissen 13 auf, unterhalb davon aber eine Ringdichtung 14. In turn, the variation thereof according to Fig. 8 comprises two air cushion 13, but below which an annular seal 14.
Die Abänderung nach Fig. 9 erhält dazu noch eine obere Ringdichtung 15 oberhalb des Luftkissens 13.The modification of FIG. 9 is to do an upper ring seal 15 above the air bag. 13
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8366 | Restricted maintained after opposition proceedings | ||
8305 | Restricted maintenance of patent after opposition | ||
D4 | Patent maintained restricted | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |