DE69822703T2

DE69822703T2 - Zahnärztliches Handstück mit Scheibe zum Stabilisieren des Rollkugelgehäuses

Info

Publication number: DE69822703T2
Application number: DE69822703T
Authority: DE
Inventors: Takasuke Kanuma-shi Tochigi-ken Nakanishi
Original assignee: Nakanishi Inc
Current assignee: Nakanishi Inc
Priority date: 1997-06-09
Filing date: 1998-05-06
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2018-05-07
Also published as: TW359605B; DE69822703D1; EP0884026B1; JPH10337293A; KR19990006518A; KR100278406B1; EP0884026A2; EP0884026A3; JP3152632B2; US5911579A; ATE262850T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein zahnärztliches Handstück und insbesondere ein zahnärztliches Handstück, welches mit Kugellagern versehen ist, bei welchen die Abnutzung der Kugeln und des Käfigs in den Kugellagern minimiert ist.
Bekannte zahnärztliche Handstücke, insbesondere solche, die mit einer Druckluftturbine versehen sind, wie dies in 4 dargestellt ist, besitzen einen Rotor 16, welcher eine Rastbuchse rotierend antreibt, wobei die Rastbuchse 13 in oberen und unteren Kugellagern 14, 15 drehbar gelagert ist. In einigen Typen von Kugellagern wird eine Mehrzahl von Kugeln 14c, 15c zwischen inneren und äußeren Lagerringen 14a, 15a, 14b, 15b durch Kugellagerkäfige 17, 18 in regelmäßigen Umfangsabständen gehalten.
Bei diesen Typen von Kugellagern werden jedoch die Käfige 17, 18, welche die Kugeln 14c, 15c halten, infolge der Drehung der Rastbuchse nach oben und unten gedrückt. Dadurch werden die Käfige 17, 18 nicht in stabilem Kontakt mit den Kugeln 14c, 15c gehalten, wodurch eine Abnutzung und Beschädigung sowohl der Kugeln als auch der Käfige und ein geräuschvolles Rütteln des gesamten Handstückes eintritt. Insbesondere wenn ein Kugellagerkäfig des Kronentyps, der eine Mehrzahl von Aufnahmen mit einer Öffnung zur Lagerung der Kugeln aufweist, verwendet wird, ist die Fläche zur Lagerung der Kugeln in den Aufnahmen nahe der Öffnungen geringer als in anderen Bereichen, und dadurch wird die Abnutzung des Käfigs in die Nähe der Öffnungen verlagert, was zu einem vorzeitigen Ende der Lebensdauer des Käfigs führt. Obwohl die Käfige durch den Luftstrom, der zwischen den inneren und äußeren Lagerringen verläuft, bis zu einem gewissen Grad axial nach außen gedrückt werden, können die Käfige nicht in ausreichend stabilem Kontakt mit den Kugeln in den Lagern gehalten werden.
Einige der bekannten zahnärztlichen Handstücke sind weiterhin mit Schmutzschutzteilen 21, 22 versehen, die aus der Rastbuchse 13 vorstehen und sich mit dieser drehen, um zu verhindern, dass Bohrmehl, Speichel, Blut oder dergleichen in das Innere des Kopfgehäuses 11 eintreten. Die Schmutzschutzteile bilden an ihren Außenflächen Zwischenräume A, wel che mit dem Rotationsraum des Rotors 16 über die oberen und unteren Kugellager 14, 15 an einem Ende und mit der Außenseite des Kopfgehäuses 11 am anderen Ende in Verbindung stehen. Die Rotation der Schmutzschutzteile 21, 22 erzeugt große Druckbereiche in den Zwischenräumen zwischen dem Rotationsraum des Rotors 16 und der Außenseite des Kopfgehäuses 11, wodurch der Luftstrom aus dem Kopfgehäuse 11 merklich blockiert wird. Dadurch werden, selbst wenn die Drehung des Rotors gestoppt wird, und in dem Kopfgehäuse 11 ein negativer Druck entsteht, Bohrmehl, Speichel, Blut und dergleichen nicht in das Innere des Kopfgehäuses 11 gesaugt.
Die Blockierung des Luftstromes aus dem Kopfgehäuse 11 verursacht jedoch einen verminderten Fluss des Luftstromes zwischen den inneren und äußeren Ringen der Kugellager 14, 15. Deshalb ist der axial auf die Käfige 17, 18 nach außen ausgeübte Druck für die Stabilisierung der Käfige 17, 18 im Vergleich zum vorhergehenden Typ des Handstückes ohne die Schmutzschutzteile noch weniger geeignet, und die Käfige werden dadurch noch weniger stabil zu den Kugeln gehalten.
Die vorliegende Erfindung soll die vorstehenden Probleme des Standes der Technik lösen. Deshalb ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein zahnärztliches Handstück zu entwickeln, bei welchem die Abnutzung der Kugeln und der Kugellagerkäfige in den Kugellagern minimiert wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein zahnärztliches Handstück zu schaffen, in welchem die Abnutzung der Kugeln und der Kugellagerkäfige in den Kugellagern minimiert wird, während das Ansaugen von Bohrmehl, Speichel, Blut und dergleichen in das Kopfgehäuse verhindert wird.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein zahnärztliches Handstück zu schaffen, welches für eine höhere Rotationsgeschwindigkeit und ein größeres Drehmoment des Rotors sorgt, wobei die vorstehenden Aufgaben gelöst werden.
Erfindungsgemäß wird ein zahnärztliches Handstück geschaffen, welches umfasst:
ein Kopfgehäuse, welches an einem distalen Ende des zahnärztlichen Handstückes vorgesehen ist,
eine Rastbuchse zum nicht drehbaren Halten eines zahnärztlichen Behandlungswerkzeuges, obere und untere Kugellager zur drehbaren Lagerung der Rastbuchse, wobei sowohl das obere als auch das untere Lager einen inneren Ring, einen äußeren Ring und eine Mehrzahl von Kugeln zwischen dem inneren und dem äußeren Ring aufweisen,
einen Rotor, welcher zwischen dem oberen und dem unteren Kugellager angeordnet ist und durch Druckluft gedreht wird, um die Rastbuchse rotierend anzutreiben, wobei der Rotor einen Rotationsraum innerhalb des Kopfgehäuses bildet,
einen Kugellagerkäfig zum Halten der Mehrzahl von Kugeln in regelmäßigen Abständen in jedem der oberen und unteren Kugellager, wobei der Käfig eine Seite aufweist, die zum Rotor weist, und
ein Formteil, welches so angeordnet ist, dass es zur Seite des Käfigs weist, um einen ersten Zwischenraum zwischen dem Formteil und dem Käfig zu bilden.
1 ist eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen zahnärztlichen Handstückes.
2(a)-2(d) sind schematische perspektivische Ansichten von Beispielen von Kugellagerkäfigen, die in erfindungsgemäßen zahnärztlichen Handstücken verwendet werden.
3(a) ist eine vergrößerte Ansicht einer Ausführungsform der Scheibe mit einer ringförmigen Stufe, die in einem erfindungsgemäßen zahnärztlichen Handstück verwendet wird, und
3(b) ist eine vergrößerte Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Scheibe ohne ringförmige Stufe, die in einem erfindungsgemäßen zahnärztlichen Handstück verwendet wird.
4 ist eine schematische Ansicht eines bekannten zahnärztlichen Handstückes, welches Schmutzschutzteile besitzt.
Die vorliegende Erfindung soll nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, welche bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen, näher erläutert werden, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf diese beschränkt ist.
1 zeigt schematisch eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen zahnärztlichen Handstückes 10. Das zahnärztliche Handstück besitzt ein Kopfgehäuse 11, welches eine Rastbuchse 13 zum nicht drehbaren Halten eines zahnärztlichen Behandlungswerkzeuges 9 aufnimmt, obere und untere Kugellager 14, 15 zur drehbaren Lagerung der Rastbuchse 13 sowie einen Rotor 16, welcher fest mit der Rastbuchse 13 zwischen den oberen und unteren Lagern 14, 15 zwecks rotierendem Antrieb der Rastbuchse 13 gelagert wird und einen Rotationsraum in dem Kopfgehäuse 11 bildet. Das Kopfgehäuse 11 ist an dem distalen Ende einer Kopfgehäuseumhüllung 12 befestigt, welche einen Luftzuführungskanal 12a zur Zuführung von Druckluft zum Rotor 16, sowie einen Luftaustrittskanal 12b zum Auslass der Druckluft aus dem Kopfgehäuse 11 aufnimmt.
Der Luftzuführungskanal 12a besitzt an seinem distalen Ende eine Öffnung, die in den Rotationsraum des Rotors 16 führt, und durch welchen die Druckluft dem Rotor 16 zugeführt wird. Der Luftsaustrittkanal 12b besitzt an seinem distalen Ende eine Öffnung, die in den Rotationsraum führt, und durch welchen die zum Antrieb des Rotors 16 verwendete Druckluft aus dem Kopfgehäuse 11 ausgelassen wird. Der Durchmesser Q der Öffnung des Luftaustrittskanals 12b, gemessen in Axialrichtung der Rastbuchse 13, ist im Wesentlichen der axialen Länge X des Rotors 16 gleich.
Die über den Luftzuführungskanal 12a durch die Öffnung in den Rotationsraum zugeführte Druckluft dreht den Rotor 16, um die Rastbuchse 13 rotierend anzutreiben, und wird dann über den Luftaustrittskanal des Kopfgehäuses 11 ausgelassen.
Das obere Kugellager 14 besitzt einen inneren Ring 14a, einen äußeren Ring 14b und zwischen diesen eine Mehrzahl von Kugeln 14c. Die Kugeln 14c werden durch den Kugellagerkäfig 17 in regelmäßigen Abständen gehalten.
Die Kugellagerkäfige 17, 18 in der in 1 dargestellten Ausführungsform sind vom Kronentyp, der in 2(a) dargestellt ist. Jeder der Käfige 17, 18 besitzt eine im Wesentlichen zylindrische Form und ist mit einer Mehrzahl von Ausnehmungen zur drehbaren Aufnahme der Kugeln 14c, 15c versehen. Jede Ausnehmung besitzt ein Öffnung, die zu einem Ende des Käfigs hin geöffnet ist. Die Käfige 17, 18 sind in dem oberen und dem unteren Lager 14, 15 jeweils symmetrisch angeordnet, so dass die Öffnungen der Ausnehmungen in die entgegengesetzten Richtungen, d.h. axial nach innen, aufeinander zu weisend, angeordnet sind.
Wenngleich die Käfige 17, 18 vom Kronentyp sind, wie dies vorstehend beschrieben wurde, können Käfige anderer Konfigurationen, z. B. die Käfige 17', 18', die in den 2(b) bis 2(d) darstellt sind, als Kugellagerkäfige in dem erfindungsgemäßen Handstück ebenfalls verwendet werden.
Es soll nochmals auf 1 Bezug genommen werden, und das zahnärztliche Handstück 10 kann mit Schmutzschutzteilen 21, 22 an der Außenfläche der Rastbuchse 13 an Stellen jeweils axial außerhalb und benachbart zu den oberen und unteren Kugellagern 14, 15 versehen sein. Jedes der Schmutzschutzteile 21, 22 besitzt einen axial vorstehenden Bereich, der an der Außenfläche der Rastbuchse 13 befestigt ist und einen radialen Bereich, der sich von der Rastbuchse 13 radial nach außen erstreckt.
Die Außenfläche des Schmutzschutzteiles 21 bildet einen Zwischenraum A, welcher mit dem oberen Lager 14 an einem Ende und der Außenseite des Kopfgehäuses 11 über einen Zwischenraum zwischen dem Kopfgehäuse 11 und der Kopfkappe 19 an der Oberseite des Gehäuses 11 am anderen Ende in Verbindung steht. In gleicher Weise bildet die Außenfläche des Schmutzschutzteiles 22 einen Zwischenraum A, welcher mit dem unteren Lager 15 an einem Ende und der Außenseite des Kopfgehäuses 11 über einen Zwischenraum zwischen dem unteren Bereich des Kopfgehäuses 11 und der Rastbuchse 13 am anderen Ende in Verbindung steht.
Wenn die Schmutzschutzteile 21, 22 sich mit der Rastbuchse 13 drehen, entstehen Bereiche mit hohem Druck in den Zwischenräumen A an den Stellen, die die kleinste Breite aufwei sen. Diese Bereiche mit hohem Druck blockieren merklich den Luftstrom aus dem Kopfgehäuse 11, der durch die Drehung des Rotors 16 verursacht wird, so dass, selbst wenn die Drehung des Rotors angehalten wird und ein negativer Druck in dem Kopfgehäuse 11 entsteht, Bohrmehl, Speichel, Blut und dergleichen nicht in das Innere des Kopfgehäuses 11 durch die Zwischenräume A eingesaugt werden.
Obwohl die Schmutzschutzteile 21, 22 in der vorstehenden Weise beschrieben wurden, ist die Form und die Anordnung der Schmutzschutzteile nicht speziell beschränkt, solange der vorstehende Effekt erreicht wird.
Ein Formteil 23 wird zwischen dem oberen Lager 14 und dem Rotor 16 angeordnet, wobei die axiale Außenseite des Formteiles 23 zu der axialen Innenseite 17a des Kugellagerkäfigs 17 weist. In ähnlicher Weise ist das Formteil 24 zwischen dem unteren Kugellager 15 und dem Rotor 16 angeordnet, wobei die axiale Außenseite des Formteiles 24 zu der axialen Innenseite 18a des Kugellagerkäfigs 18 weist. Die Formteile 23, 24 sind an der Rastbuchse 13 befestigt und drehen sich mit dieser.
Jedes der Formteile 23, 24 ist eine im Wesentlichen ringförmige Scheibe und besitzt eine angehobene ringförmige Stufe an einer Seite im peripheren Bereich der Scheibe, wie dies in 3(a) darstellt ist. Die Stufe des Formteiles 23 ist so angeordnet, dass sie zur Seite 17a des Käfigs 17 weist, um einen Zwischenraum B zwischen der axialen Außenseite der Rastbuchse 13 und der Seite 17a zu bilden, wobei die Stufe des Formteiles 24 so angeordnet ist, dass sie zur Seite 18a des Käfigs 18 weist, um einen Zwischenraum B zwischen der axialen Außenseite des Formteiles 24 und der Seite 18a zu bilden.
Die Größe des Zwischenraumes B sollte so klein wie möglich gehalten werden, und sie beträgt vorzugsweise etwa 0,2 mm bis etwa 0,3mm, wenn das Spiel zwischen den Kugeln 14c, 15c und den Käfigen 17, 18 zur Ermöglichung der Drehung der Kugeln etwa 0,05 mm bis etwa 0,2 mm beträgt.
Die Zwischenräume B haben die Funktion, den Luftstrom zwischen den inneren und den äußeren Ringen der Kugellager 14, 15 zu optimieren und dadurch die Käfige 17, 18 im Ver hältnis zu den Kugeln 14c, 15c zu stabilisieren, um die Abnutzung der Käfige 17, 18 und der Kugeln 14c, 15c zu verhindern. Dies geschieht, weil eine Luftschicht in den Zwischenräumen B gebildet wird, welche eine Rütteln der Käfige 17, 18 unterdrückt, um die Rotation der Käfige zu stabilisieren.
Das Formteil 23 bildet auch einen Zwischenraum C zwischen der axialen Innenseite des Formteiles 23 und dem Rotor 16, während das Formteil 24 einen Zwischenraum C zwischen der axialen Innenseite des Formteiles 24 und dem Rotor 16 bildet.
Die Zwischenräume C dienen dazu, einen Teil der zur Rotation des Rotors 16 zugeführten Druckluft aufzunehmen und die Rotation des Rotors 16 nach dem Auslass der Luft in den Luftauslasskanal 12b zu unterstützen, weil die axiale Länge X des Rotors 16 im Wesentlichen gleich dem Durchmesser Y der Öffnung des Kanals 12b ist. Dementsprechend werden die Rotationsgeschwindigkeit und das Drehmoment des Rotors 16 erhöht.
Die Form und die Lage der Formteile 23, 24 sind nicht speziell beschränkt, solange die vorgenannten Effekte erzielt werden. Z. B. können die Formteile 23, 24 starr an der Innenfläche des Kopfgehäuses 11 befestigt werden. Weiterhin können Formteile mit anderer Form, z. B. die Formteile 23', 24' ohne Stufe, wie sie in 3(b) dargestellt sind, anstelle der Formteile 23, 24 ebenso gut verwendet werden.
Außerdem ist die Form der Zwischenräume B nicht speziell beschränkt, solange eine dünne Luftschicht zwischen den Käfigen 17, 18 und den Formteilen 23, 24 gebildet wird, um ein Rütteln der Käfige 17, 18 zu unterdrücken. Die Form der Zwischenräume C ist nicht in besonderer Weise beschränkt, solange der Zwischenraum dazu dient, die Drehung des Rotors 16 zu unterstützen.
Erfindungsgemäß wird ein Formteil vorgesehen, dass zu jedem Kugellagerkäfig weist, um einen Zwischenraum zwischen dem Formteil und dem Käfig zu schaffen. Dadurch werden die Luftströme, die zwischen den inneren und äußeren Ringen der Kugellager fließen, optimiert und stabilisieren die Käfige in Bezug auf die Kugeln des Lagers. Dementsprechend wird der Verschleiß der Käfige und der Kugeln minimiert. Mit anderen Worten wird eine Luftschicht zwischen den Formteilen und den Käfigen beim Betrieb des Handstückes gebildet, um ein Rütteln der Käfige zu unterdrücken und dadurch ein Rütteln und eine Geräuschbildung des gesamten Handstückes zu minimieren.
Weiterhin können die Formteile auch in einem zahnärztliche Handstück vorgesehen werden, welches Schmutzschutzteile aufweist. Bei dieser Struktur werden die Luftströme, die zwischen den inneren und den äußeren Ringen der Kugellager fließen, infolge der Zwischenräume optimiert, um die Käfige zu stabilisieren, wobei die Luftströme aus dem Kopfgehäuse in spürbarer Weise blockiert werden.
Dadurch wird der Verschleiß der Käfige und der Kugellager minimiert, und es wird verhindert, dass Bohrmehl, Speichel, Blut und dergleichen in das Innere des Kopfgehäuses eingesaugt werden, in welchem beim Anhalten der Drehung des Rotors ein negativer Druck entsteht.
Außerdem dringt, weil die Formteile weitere Zwischenräume zwischen den Formteilen und dem Rotor bilden und die axiale Länge des Rotors im Wesentlichen gleich dem Durchmesser der Öffnung des Luftaustrittkanals, gemessen in axialer Richtung der Rastbuchse, ist, ein Teil der Druckluft, die zum Drehen des Rotors zugeführt wird, in die Zwischenräume ein und fördert die Drehung des Rotors beim Verlassen der Zwischenräume zum Luftaustrittkanal. Dadurch werden die Drehgeschwindigkeit und das Drehmoment des Rotors erhöht.

Claims

Zahnärztliches Handstück, umfassend: ein Kopfgehäuse (11) welches an einem distalen Ende des zahnärztlichen Handstückes (10) vorgesehen ist, eine Rastbuchse (13) zum nicht drehbaren Halten eines zahnärztlichen Behandlungswerkzeuges (9), obere und untere Kugellager (14, 15) zur drehbaren Lagerung der Rastbuchse (13), wobei sowohl das obere als auch das untere Lager (14, 15) einen inneren Ring (14a, 15a), einen äußeren Ring (14b, 15b) und einen Mehrzahl von Kugeln (14c, 15c) zwischen dem inneren und dem äußeren Ring aufweisen, einen Rotor (16), welcher zwischen dem oberen und dem unteren Kugellager (14, 15) angeordnet ist und durch Druckluft gedreht wird, um die Rastbuchse (13) rotierend anzutreiben, wobei der Rotor (16) einen Rotationsraum innerhalb des Kopfgehäuses (11) bildet, einen Kugellagerkäfig (17, 17', 18, 18') zum Halten der Mehrzahl von Kugeln (14c, 15c) in regelmäßigen Abständen in jedem der oberen und unteren Kugellager (14, 15), wobei der Käfig (17, 17', 18, 18') eine Seite (17a, 18a) aufweist, die zum Rotor (16) weist, und ein Formteil (23, 23', 24, 24'), welches so angeordnet ist, dass es zur Seite (17a, 18a) des Käfigs (17, 17', 18, 18') weist, um einen ersten Zwischenraum (B) zwischen dem Formteil (23, 23', 24, 24') und dem Käfig (17, 17', 18, 18') zu bilden.
Zahnärztliches Handstück nach Anspruch 1, welches weiterhin ein Staubschutzteil (21, 22) umfasst, welches von der Rastbuchse (13) vorsteht und mit dieser rotiert, wobei das Staubschutzteil (21, 22) eine Außenfläche aufweist, die einen zweiten Zwischenraum (A) bildet, welcher zwei Enden besitzt, wobei der zweite Zwischenraum (A) an einem Ende mit einem der oberen und unteren Kugellager (14, 15) und am anderen Ende mit der Außenseite des Kopfgehäuses (11) in Verbindung steht.
Zahnärztliches Handstück nach Anspruch 1, welches weiterhin einen Luftaustrittskanal (12b) aufweist, der eine Öffnung besitzt, die sich zum Rotationsraum des Rotors (16) öffnet, wobei der Kanal (12b) mit dem Rotationsraum an der Öffnung in Verbindung steht, um die Druckluft aus dem Kopfgehäuse (11) auszulassen, und eine axiale Länge (X) des Rotors (16) im Wesentlichen einem Durchmesser (Y) der Öffnung des Luftauslasskanals (12b), gemessen in axialer Richtung des Rotors (16) gleich ist, und bei welchem das Formteil (23, 23', 24, 24') einen dritten Zwischenraum (C) zwischen dem Formteil (23, 23', 24, 24') und dem Rotor (16) bildet.
Zahnärztliches Handstück nach Anspruch 1, bei welchem das Formteil (23, 23', 24, 24') mit der Rastbuchse (13) verbunden ist und sich mit dieser dreht.
Zahnärztliches Handstück nach Anspruch 1, bei welchem das Formteil (23, 23', 24, 24') mit dem Kopfgehäuse (11) verbunden ist.
Zahnärztliches Handstück nach Anspruch 1, bei welchem das Formteil (23, 23', 24, 24') die Form einer ringförmigen Scheibe aufweist.
Zahnärztliches Handstück nach Anspruch 6, bei welchem die ringförmige Scheibe (23, 24) eine ringförmige Stufe aufweist.