EP0624078A1 - Zahnärztliches handstück - Google Patents

Description

Zahnärztliches Handstück

Die Erfindung bezieht sich auf ein zahnärztliches Hand¬ stück mit einem ein rotierendes Werkzeug tragenden Kopfteil und einem ein druckluftbetriebenes Antriebs¬ aggregat in Form einer Turbine mit im Rotor fest¬ stehenden Schaufeln aufweisenden Griffteil, wobei das Werkzeug eine Drehzahl von mindestens 100 000 U/min erzielen kann.

In der zahnärztlichen Technik unterscheidet man einen Anwendungsbereich mit niedrigen Umdrehungsgeschwindig¬ keiten des verwendeten Werkzeuges (1 000 - 40 000 U/min) von einem Hochgeschwindigkeitsbereich oberhalb von 100 000 U/min. Als optimal für die Abtragung menschlicher Zahnsubstanz gilt der Drehzahlbereich von 180 000 - 200 000 U/min, da hier die Forderungen nach hoher Schnittgeschwindigkeit und geringer Wärmeent¬ wicklung am besten vereinigt werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Antrieb für ein zahnärztliches Handstück zu schaffen, welcher den opti¬ malen Drehzahlbereich mit möglichst geringem konstruk¬ tivem und wirtschaftlichem Aufwand liefert.

Wenn im Kopfteil des Handstückes eine das Werkzeug umgebende luftgetriebene Turbine vorgesehen wird (vgl. AT-PS 370 622) , ist die Erreichung hoher Drehzahlen kein Problem. Die Schwierigkeit liegt vielmehr darin, daß bei einigermaßen ausreichendem Drehmoment die Dreh¬ zahl durchwegs über 300 000 U/min liegt. Durch diese hohe Drehzahl ist die Wärmeentwicklung beim Abtragen der Zahnsubstanz zu hoch. Die Anordnung des Werkzeuges direkt am Antriebsaggregat führt außerdem zwar zu einem Handstück mit geringem Gewicht und einfachstem Aufbau, Vibrationen des Rotors übertragen sich jedoch direkt auf das Werkzeug, was zu unsauberen Schnittflächen führt und die Gefahr eines Bohrerbruches mit sich bringt.

Um eine starre Bohrerlagerung und das gewünschte hohe Drehmoment zu erzielen, hat man das Antriebsaggregat bereits in den Griffteil des Handstückes verlegt. Die Verwendung einer Turbine mit im Rotor feststehenden Schaufeln im Griffteil des Handstückes wurde bisher nur in einem Sonderfall vorgeschlagen (vgl. US- A 3 709 630) . Dabei ging es darum, eine Umdrehungs¬ geschwindigkeit von etwa 100 000 Umdrehungen bei direk¬ ter Koppelung der Turbine mit der Antriebswelle zu erzielen. Damit steht die Anordnung einer Turbine im Griffteil noch in Einklang mit der Auffassung (vgl. DE- A 32 42 911) , daß die Umdrehungszahl im Griffteil mög¬ lichst niedrig zu halten sei und höhere Umdrehungs¬ zahlen des Werkzeuges notfalls durch eine Übersetzung anzustreben seien. Unter Hinweis darauf, daß Turbinen ihren optimalen Drehzahlbereich oberhalb von 250 000 U haben, wird von ihrer Anwendung im Griffteil des Hand¬ stückes selbst in US-A 4 030 311 sogar ausdrücklich abgeraten.

Die Erfindung geht von der überraschenden Erkenntnis aus, daß der durch die genannten Vorveröffentlichungen dokumentierte Vorbehalt gegenüber hohen Drehzahlen des im Griffteil angeordneten Motors für Lamellenmotoren zutreffen mag, für Turbinen hingegen unbegründet ist. Außerdem läßt sich zeigen, daß der Nachteil eines relativ niedrigen Drehmoments, welcher der Turbine zugeschrieben wird, teilweise darauf zurückzuführen ist, daß solche Turbinen bisher im Kopf des Handstückes angeordnet waren, wo ihr Durchmesser notwendigerweise gering ist. Bei Verlegung der Turbine in den Griffteil läßt sich hingegen der Durchmesser und damit das Dreh¬ moment erhöhen.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Einrichtung der eingangs skizzierten Art vor¬ gesehen, daß die Drehzahl der Turbine zwischen 250 000 und 300 000 U/min liegt und daß das Getriebe ein Unter¬ setzungsgetriebe ist.

Einzelheiten der Erfindung werden anschließend anhand der Zeichnung erläutert. In dieser ist

Fig. 1 ein Längsschnitt durch ein zahnärztliches Hand- stück, Fig. 2 die Seitenansicht der im Handstück ange¬ ordneten Turbine, Fig. 3 die Draufsicht auf den fest¬ stehenden Teil der Turbine gesehen von links in Fig. 2, und Fig. 4 die Draufsicht auf den Rotor der Turbine gesehen von rechts in Fig. 2.

Das in Fig. 1 dargestellte Handstück weist in bekannter Weise einen Kopfteil 4 auf, in welchem eine Halterung 1 für ein nicht dargestelltes rotierendes Werkzeug, ins¬ besondere einen Bohrer, drehbar gelagert ist. Die Drehung der Halterung 1 wird durch ein die Wellen 2;2' umfassendes Getriebe vermittelt, das in einem verzahn¬ ten Stirnrad 13 endet, welches mit einem die Werkzeug- halterung 1 umgebenden Zahnkranz 14 in Eingriff steht. Zum Antrieb des Werkzeuges ist im Griffteil 3 des Hand- Stückes eine Turbine 5 vorgesehen, welche im Detail später erläutert wird. Dieser Turbine 5 wird an ihrer Vorderseite Treibluft über die in einen Ringkanal 9' mündende Leitung 9 zugeführt, die Rückluft wird über den Ringkanal 10' und die Leitung 10 nach außen geführt. Wird die Leitung 10 in üblicher Weise ah einen Schlauch angeschlossen, welcher zurück in die Umgebung der Luftpumpe führt, ist der Druckabfall in dieser Leitung relativ hoch. Um zumindest kurzfristig eine Leistungssteigerung zu erzielen, kann daher eine Ent- lüftung der Leitung 10 im Bereich des Handstückes selbst vorgesehen werden.

In Fig. 2 - 4 ist die Turbine 5 im einzelnen darge¬ stellt. Sie umfaßt einen feststehenden Teil 12, durch welchen Bohrungen 8 für die Zuführung der Treibluft führen. Durch diese Bohrungen 8 gelangt die Treibluft auf die Schaufeln 6 des Rotors 7, welcher mit der Welle 2 des Getriebes fest verbunden ist. Die Führung der Abluft wurde bereits anhand von Fig. 1 beschrieben.

Die Drehzahl der im Griffteil angeordneten Luftturbine ist niedriger als jene der in bekannter Weise im Kopf- teil angeordneten Turbinen. Dies ist eine Folge der Tatsache, daß der Durchmesser des Griffteiles größer ist als jener des Kopfteiles. Eine weitere Verringerung der Drehzahl ergibt sich dadurch, daß die Stirnver¬ zahnung 15 bzw. 15' der Wellen 2,2' mit einer verschie¬ denen Anzahl von Zähnen versehen ist, sodaß sich die Welle 2' langsamer dreht als die Welle 2.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :

1. Zahnärztliches Handstück mit einem ein rotie- rendes Werkzeug tragenden Kopfteil und einem ein druckluftbetriebenes Antriebsaggregat in Form einer Turbine mit im Rotor feststehenden Schaufeln aufweisenden Griffteil, wobei das Werkzeug eine Drehzahl von mindestens 100 000 U/min erzielen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Turbine (5) zwischen 250 000 und 300 000 U/min liegt und daß das Getriebe (2) ein Untersetzungsgetriebe ist.

2. Handstück nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Drehzahl des Werkzeuges 180 000 bis 200 000 U/min beträgt.