DE10030114A1 - Handstück für medizinische Zwecke, insbesondere für eine ärztliche oder zahnärztliche Behandlungseinrichtung, vorzugsweise für eine spanabhebende Bearbeitung eines Zahn-Wurzelkanals - Google Patents
Handstück für medizinische Zwecke, insbesondere für eine ärztliche oder zahnärztliche Behandlungseinrichtung, vorzugsweise für eine spanabhebende Bearbeitung eines Zahn-WurzelkanalsInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Handstück (3) für medizinische Zwecke mit einem im vorderen Endbereich des Handstücks (3) angeordneten Werkzeughalter (5), einer Haltekupplung (16) zum lösbaren Fixieren eines Werkzeugs (6) im Werkzeughalter (5) und einer sich längs durch das Handstück (3) erstreckenden Antriebsverbindung (8) für einen Dreh- und/oder Hubantrieb des Werkzeughalters (5), wobei eine Einrichtung vorgesehen ist zum Begrenzen eines auf den Werkzeughalter (5) übertragbaren maximalen Drehmomentwertes auf einen geringeren Drehmomentwert. Zum Zweck der Erweiterung des Einsatzbereiches des Handstückes (3) ist die Einrichtung durch eine Einstellvorrichtung (14) wahlweise abschaltbar und wieder einschaltbar.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Handstück als Teil eines Behandlungs- oder
Bearbeitungsinstrumentes oder einer Behandlungs- oder Bearbeitungseinrichtung für
medizinische Zwecke.
Bei einem solchen Handstück kann es sich unter anderem um ein ärztliches oder
zahnärztliches Behandlungsinstrument oder um ein Bearbeitungsinstrument für ein
medizinisches oder zahntechnisches Labor handeln.
Ärztliche oder zahnärztliche Handstücke oder Behandlungsinstrumente unterscheiden
sich unter anderem durch die Funktion des von ihnen jeweils getragenen Werkzeugs
und die Funktion des Antriebs. Ein Werkzeug kann durch Rotation, wie es z. B. bei
einem Bohrer der Fall ist, oder durch eine axiale Hubbewegung, wie es bei einer Feile
der Fall ist, oder auch in Kombination dieser Bewegungen, angetrieben sein. Ein
Handstück mit einem rotierend angetriebenen Werkzeug kann bei entsprechender
Ausbildung des Werkzeugs auch dazu benutzt werden, eine Drehantriebskraft auf
Drehteile zu übertragen, z. B. am Behandlungsort vorhandene Schrauben anzuziehen
oder zu lösen, wie es z. B. bei Schrauben von Zahnersatz oder sonstigen Körperteilen
der Fall ist.
In der DE 197 45 245 A1 ist ein Handstück gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1
in Verbindung mit einem Werkzeug zum Aufbereiten eines Zahn-Wurzelkanals
beschrieben, bei dem das maximal auf das Werkzeug übertragbare Drehmoment auf
einen bestimmten geringeren Wert begrenzt ist. Hierdurch ist das Werkzeug vor aus
dem Antrieb resultierenden Überlastungen geschützt, und es werden Beschädigungen
des Werkzeugs oder ein Werkzeugbruch vermieden. Dieses bekannte Handstück ist
somit in seinem Funktions- bzw. Einsatzbereich beschränkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Handstück der gattungsgemäßen Art so
auszugestalten, daß sein Einsatzbereich erweitert ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Beim erfindungsgemäßen Handstück ist die das Drehmoment verringernde Einrichtung
durch eine Einstellvorrichtung wahlweise ab- und wieder einschaltbar. Hierdurch ist es
möglich, das Handstück sowohl für solche Einsatzfälle zu verwenden, bei denen der
maximale Drehmomentwert verringert sein soll als auch für solche Einsatzfälle zu
verwenden, bei denen der vom vorhandenen Antrieb zur Verfügung gestellte maximale
Drehmomentwert voll ausgenutzt werden soll. Das erfindungsgemäße Handstück eignet
sich somit nicht nur für Wurzelkanal-Aufbereitungsarbeiten sondern auch für übliche
Bearbeitungs- und Antriebsarbeiten, wie z. B. spanabhebende Arbeiten oder Dreh- und
Schraubarbeiten am menschlichen oder tierischen Körper. Es läßt sich deshalb an einem
medizinischen und/oder zahnmedizinischen Behandlungsplatz und auch an einem
technischen Arbeitsplatz verwenden. Das erfindungsgemäße Handstück läßt sich somit
nicht nur hinsichtlich seines erweiterten Einsatzbereichs effektiver einsetzen, sondern
auch in dem jeweiligen Einsatzfall, z. B. dann, wenn vorübergehend die maximale
Antriebskraft des vorhandenen Antriebs ausgenutzt werden soll. Dies kann z. B. dann
der Fall sein, wenn zwecks Ausführung spezieller Arbeiten die Beschädigungs- bzw.
Bruchgefahr des Werkzeugs nicht besteht oder aus besonderen Gründen riskiert werden
soll.
Die Einrichtung zum Verringern bzw. Begrenzen auf einen bestimmten Drehmoment-
Wert kann durch eine Überlastkupplung gebildet sein, die vorzugsweise im Handstück
angeordnet ist, oder durch eine elektrische Steuereinrichtung zum Steuern des
elektrischen Antriebsstromes für einen zugehörigen Elektromotor gebildet sein kann.
Für ein vorliegendes Handstück gibt es zwei wesentliche Anforderungsmerkmale. Zum
einen soll es handhabungsfreundlich bedienbar sein, so daß die Bedienungsperson ihre
Aufmerksamkeit vermehrt auf die mit dem Handstück durchzuführende Arbeit zu
richten kann. Zum anderen ist die Baugröße eines Handstücks beschränkt, weil es bei
der Bearbeitung des menschlichen oder tierischen Körpers in vielen Fällen in
Körperhöhlen eingesetzt werden muß, wie es z. B. bei der Mundhöhle bei einem
zahnärztlichen Einsatz der Fall ist. Es besteht deshalb das Erfordernis, zum einen das
Handstück mit möglichst geringen Abmessungen herzustellen und zum anderen eine
einfache und handhabungsfreundliche Bedienung des Behandlungsinstruments zu
gewährleisten. Diese Forderungen werden durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 14
erfüllt. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, daß ein
gemeinsames Einstellglied sowohl für die Überlastkupplung als auch für die
Direktkupplung vorgesehen ist. Hierdurch werden nicht nur eine geringe Anzahl
Bauteile und somit auch eine geringe Baugröße erreicht, sondern es ist auch eine
einfache und handhabungsfreundliche Bedienung möglich, weil die Bedienungsperson
nur ein Einstellglied betätigen muß. Dabei ist es vorteilhaft, den Bewegungsbereich des
Einstellgliedes so aufzuteilen, daß in einem Bewegungsbereich das übertragbare
maximale Drehmoment einstellbar ist und in einem sich an den ersten
Bewegungsbereich anschließenden zweiten Bewegungsbereich die Direktkupplung
einkuppelbar und auskuppelbar ist. Eine vorteilhafte Positionsstelle für das Einstellglied
befindet sich an der Mantelfläche des Behandlungsinstruments, wobei sich eine in
Umfangsrichtung gerichtete Bewegungsrichtung für das Einstellglied hervorragend
eignet.
Um eine unbeabsichtigte Verstellung des Einstellgliedes zu vermeiden, ist es vorteilhaft,
das Einstellglied in jeder Einstellposition durch eine Positioniervorrichtung lösbar zu
positionieren. Hierzu eignen sich vorzugsweise elastisch nachgiebige und somit manuell
überdrückbare Positioniervorrichtungen, die es handhabungsfreundlich ermöglichen,
durch einen gewissen Kraftaufwand die jeweilige Positioniervorrichtung zu
überdrücken. Hierdurch werden besondere manuelle Manipulationen zum Lösen der
Positioniervorrichtung vermieden.
Wenn bei einem vorliegenden Behandlungsinstrument die Überlastkupplung bei einem
erhöhten Bearbeitungswiderstand in Funktion tritt und das maximal übertragbare
Drehmoment dadurch beschränkt wird, daß die mechanische Überlastkupplung
durchdreht bzw. durchrutscht, besteht die Gefahr einer ungleichmäßigen
Drehmomentübertragung während des Durchrutschens, was darauf zurückzuführen ist,
daß die Drehmitnahme zwischen den beiden Kupplungsteilen sprunghaft erfolgt. Dies
führt trotz des Durchrutschens der Überlastkupplung zu plötzlichen und sich
wiederholenden Drehmomentbelastungspitzen. Hierdurch besteht nicht nur die Gefahr,
daß das Werkzeug durch die kurzzeitigen Belastungsspitzen im Sinne eines Ratterns
überlastet wird, sondern daß auch die Bearbeitung beeinträchtigt wird.
Bei einer Überlastkupplung mit in Umfangsrichtung gleich langen
Kupplungsvorsprüngen und Kupplungsausnehmungen oder kürzeren
Kupplungsausnehmungen an den einander zugewandten Seiten der Kupplungsscheiben,
siehe z. B. Fig. 6 bis 8 in DE 197 45 245 A1, besteht die Gefahr, daß nach einem
durch eine Überlast bedingten Ausrasten infolge der Trägheit der Teile das Rastmoment
zunächst relativ stark ist und dann in unerwünschter Weise stark gemindert wird. Bei
der Ausgestaltung gemäß Fig. 7 dieser Druckschrift weisen zwar die die
Kupplungsausnehmungen begrenzenden Kupplungsvorsprünge geneigte Flanken auf,
wodurch die Drehmitnahme beim Durchrutschen weniger schlagend und somit weicher
erfolgt, jedoch besteht auch bei dieser Ausgestaltung die Gefahr, daß die vorzugsweise
durch Kugeln gebildeten Kupplungselemente beim Durchrutschen der Überlastkupplung
die jeweils folgende Kupplungsausnehmung überspringen und auf den dann folgenden
Kupplungsvorsprung gelangen, wobei das dabei übertragene Drehmoment
verhältnismäßig gering ist.
Der Erfindung liegt deshalb im weiteren die Aufgabe zugrunde, bei einem
Behandlungsinstrument der im Oberbegriff des Anspruches 15 angegebenen Art den
negativen Einfluß der Trägheit auf die Funktion der Überlastkupplung zu mindern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 15 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung werden in diesbezüglichen Unteransprüchen
beschrieben.
Bei dem Behandlungsinstrument nach Anspruch 15 sind die Kupplungsvorsprünge in
Umfangsrichtung kürzer als die Kupplungsausnehmungen. Hierdurch haben im
Funktionsbetrieb die Kupplungselemente mehr Zeit wieder in die zugehörigen
Kupplungsausnehmungen einzutauchen und bei Anlage an dem dann jeweils folgenden
Kupplungsvorsprung die Drehmomentübertragung aufrechtzuerhalten. Dabei erfolgt
beim Durchrutschen eine befriedigende Drehmomentübertragung in der angestrebten
Größe des Drehmomentes.
Diese vorteilhafte Funktion läßt sich durch Weiterbildungen der Erfindung stabilisieren
und auch für größere Drehzahlbereiche erreichen. Die Weiterbildungen tragen auch
dazu bei, ein Durchrutschen der Überlastkupplung bei nur geringen Schwankungen des
Drehmomentes zu gewährleisten. Hierdurch werden insbesondere schlagartig
ansteigende Drehmomentwerte vermieden und somit die Belastungen auf das Werkzeug
vernngert. Die schlaghaft ändernden Drehmomentwerte sind insbesondere bei solchen
Werkzeugen nachteilig, die empfindlich sind und zum Bruch neigen, wie es bei
Werkzeugen zur Aufbereitung eines Wurzelkanals eines Zahns der Fall ist.
Es erfolgt somit im Funktionsbetrieb bei verringerten Drehmomentabfällen ein
weicheres Durchrutschen der Überlastkupplung, wodurch die vorbeschriebenen
Belastungsspitzen vermieden oder zumindest verringert werden. Es ist bei der
erfindungsgemäßen Ausgestaltung gleichermaßen vorteilhaft, ob das hintere oder das
vordere Kupplungsteil die kennzeichnenden Merkmal der Erfindung aufweist.
In weiteren Unteransprüchen enthaltene Merkmale tragen ebenfalls zur Lösung der der
Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe bei und führen zu einfachen, kostengünstig
herstellbaren und einfach und schnell montierbaren bzw. demontierbaren
Ausgestaltungen, wobei eine gute Funktion gewährleistet ist und geringe
Herstellungskosten erzielt werden.
Nachfolgend werden die Erfindung und weitere durch sie erzielbare Vorteile anhand
von vorteilhaften Ausgestaltungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Behandlungsinstrument im axialen Schnitt;
Fig. 2 einen axialen Teilbereich des Behandlungsinstruments im Schnitt und in
vergrößerter Darstellung in einer ersten Funktionsstellung;
Fig. 3 den Schnitt nach Fig. 2 in einer anderen Funktionsstellung;
Fig. 4 den Teilschnitt IV-IV in Fig. 2;
Fig. 5 den Teilschnitt V-V in Fig. 2;
Fig. 6 den Teilschnitt VI-VI in Fig. 3;
Fig. 7 den Teilschnitt VII-VII in Fig. 3;
Fig. 8 den Teilschnitt VIII-VIII in Fig. 2;
Fig. 9 den Teilschnitt VIII-VIII in Fig. 2 in einer anderen Funktionsstellung;
Fig. 10 den Teilschnitt X-X in Fig. 3.
Die Hauptteile des allgemein mit 1 bezeichneten Behandlungsinstruments sind ein das
hintere Ende des Behandlungsinstruments bildendes Anschlußteil 2, das Handstück 3,
das durch eine Schnellkupplung 4 in Form einer Steckkupplung mit dem Anschlußteil 2
lösbar verbunden ist und im zusammengekuppelten Zustand sich in Form einer
Griffhülse 3a vom Anschlußteil 2 stabförmig nach vorne erstreckt, ein am vorderen
Ende des Handstücks 3 angeordneter Werkzeughalter 5 für ein Behandlungs- oder
Bearbeitungswerkzeug 6, insbesondere ein Wurzelkanalwerkzeug, ein vorzugsweise
elektrischer Antriebsmotor 7 im Anschlußteil 2, ein in seiner Gesamtheit mit 8
bezeichneter Antriebswellenzug, der sich längs durch das die Griffhülse bildende
Handstück 3 erstreckt, und der aus mehreren Antriebswellenabschnitten 8a, 8b, 8c, 8d,
8e besteht, die jeweils durch eine Kupplung miteinander verbunden oder verbindbar
sind, ein dem Antriebswellenzug 8 im Bereich des Anschlußteils 2 oder des Handstücks
3 zugeordnetes Untersetzungsgetriebe 9, eine dem Antriebswellenzug 8 im Bereich des
Anschlußteils 2 oder des Handstücks 3 zugeordnete Überlastkupplung 11, die die
Drehmoment-Übertragung auf einen bestimmten Drehmomentwert begrenzt, eine erste
Einstellvorrichtung 12, mit der dieser Drehmomentwert veränderlich ist und somit die
Überlastkupplung 11 einstellbar ist und eine im Bereich der Überlastkupplung 11
angeordnete Direktkupplung 13, die durch eine zweite Einstellvorrichtung 14 wahlweise
ein- oder ausrückbar ist. Das Handstück 3 erstreckt sich vorzugsweise gerade. Es kann
sich jedoch auch winkelförmig erstrecken, wie es an sich bekannt ist.
Der Werkzeughalter 5 weist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel eine den vordersten
Antriebswellenabschnitt 8e bildende Aufnahmehülse 16 auf, in die das Werkzeug 6 mit
seinem Werkzeugschaft 6a einsteckbar und durch eine Drehmitnahmekupplung 17 und
eine axial wirksame Haltekupplung 18 mit der Aufnahmehülse 16 lösbar verbunden ist.
Die Mittelachse 19 der Aufnahmehülse 16 und auch des Werkzeugs 6 ist quer zur
Längsmittelachse 21 des Handstücks 3 bzw. des Behandlungsinstruments 1 gerichtet,
wobei zwischen diesen Mittelachsen 19, 21 auf der Seite des Werkzeugs 6 ein stumpfer
Winkel W von etwa 90° bis etwa 100° oder ein Winkel W von etwa 90° oder etwa
100° eingeschlossen ist.
Zum Lösen der Haltekupplung 18 ist auf der dem Werkzeug 6 abgewandten Seite des
hier kopfförmig verdickten Handstückendes ein Betätigungsglied 22 angeordnet, das hier
vorzugsweise koaxial verschiebbar gelagert ist und bei einer mit Fingerdruck erzeugten
Bewegung das Kupplungselement der Haltekupplung 18 in seine den Werkzeugschaft 6a
freigebende Entkupplungsstellung verschiebt. Die Drehmitnahmekupplung 17 und die
Haltekupplung 18 sind an sich bekannte Kupplungen, so daß eine detaillierte
Beschreibung entfallen kann.
Die Schnellkupplung 4 ist vorzugsweise durch eine Steckkupplung gebildet, die in der
zusammengesteckten Stellung lösbar verrastet. Vorzugsweise ist diese Steckkupplung so
ausgebildet, daß in der zusammengesteckten Stellung das Antriebsteil 2 und das
Handstück 3 um die Längsmittelachse 21 relativ zueinander frei drehbar gelagert sind.
Hierdurch wird die Handhabbarkeit des Handstücks 3 wesentlich verbessert, weil das
Anschlußteil 2 an Drehbewegungen des Handstücks 3 während der Behandlung nicht
teilzunehmen braucht. Die so gebildete Dreh-Steckkupplung weist einen
hohlzylindrischen Kupplungszapfen 4a am einen Kupplungsteil und eine diesen mit
geringem Bewegungsspiel aufnehmende Kupplungsausnehmung 4b auf. Bei der
vorliegenden Ausgestaltung erstreckt sich der Kupplungszapfen 4a vom Anschlußteil 2
nach vorne und die Kupplungsausnehmung 4b ist im hinteren Endbereich des
Handstücks 3 angeordnet. Zur Verrastung in der Kupplungsstellung dient eine
überdrückbare Verrastungsvorrichtung 23 mit einem Verrastungselement 23a, das in
einer Ausnehmung in der Außenmantelfläche des Steckzapfens 4a oder in der
Innenmantelfläche der Steckausnehmung 4b angeordnet ist und durch eine Feder in eine
ihm jeweils gegenüberliegend im anderen Teil abgeordnete Verrastungsausnehmung so
einfaßt, daß die Verrastungsvorrichtung 23 durch eine manuell leicht aufzubringende
axiale Zugkraft überdrückbar und lösbar ist.
Das Anschlußteil 2 ist durch einen andeutungsweise dargestellten flexiblen
Versorgungsschlauch 24 mit einem nicht dargestellten Steuergerät verbunden, wie es
bei einem zahnärztlichen Behandlungsplatz üblich ist. Durch die Versorgungsleitung 24
erstreckt sich eine Strom-Versorgungsleitung für den Antriebsmotor 7 und
gegebenenfalls Medienleitungen mit Leitungen für Luft, Wasser und/oder Spray, die
sich durch die Schnellkupplung 4 diese in an sich bekannter Weise in jeder Drehstellung
funktionsfähig und abgedichtet durchsetzend, bis zum vorderen Endbereich des
Handstücks 3 erstrecken, wo sie ausmünden und auf die Behandlungsstelle gerichtet
sind. Diese Leitungen sind aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellt.
Der erste Antriebswellenabschnitt 8a erstreckt sich vom Antriebsmotor 7 bis in den
Bereich der Schnellkupplung 4, wo er mit dem zweiten Antriebswellenabschnitt 8b
durch formschlüssig ineinander greifende Steckkupplungselemente verbunden ist, die
beim Zusammenstecken der Schnellkupplung 4 gleichzeitig und selbsttätig gekuppelt
werden. Der zweite Antriebswellenabschnitt 8b erstreckt sich nach vorne bis zum
Untersetzungsgetriebe 9, das durch eine axiale Schiebekupplung 25 mit dem dritten
Antriebswellenabschnitt 8c verbunden ist. Dieser erstreckt sich bis zur
Überlastkupplung 11, die sich im mittleren Bereich des Handstücks 3 befindet. Von der
Überlastkupplung 11 erstreckt sich der vierte Antriebswellenabschnitt 8d, der durch ein
Zahnradgetriebe oder Kegelradgetriebe 26 mit der den fünften Antriebswellenabschnitt
8e bildenden Aufnahmehülse 16 verbunden ist, wodurch deren Drehantrieb
gewährleistet ist. Es ist auch möglich, hier ein solches Getriebe vorzusehen, daß die
Drehbewegung des Antriebswellenabschnitts 8d in eine axiale Bewegung der
Aufnahmehülse 16 umwandelt, wodurch ein axialer Hubantrieb für das Werkzeug 6
geschaffen ist. Es ist im weiteren auch möglich, das Getriebe 26 so auszubilden, daß es
die Aufnahmehülse 16 und somit auch das Werkzeug 6 im Sinne einer axialen
Hubbewegung und einer Drehbewegung antreibt.
Die Antriebswellenabschnitte 8a bis 8e sind jeweils durch geeignete Lager drehbar
gelagert, vorzugsweise übliche Wälz- bzw. Kugellager.
Die Überlastkupplung 11 wird durch zwei Kupplungsbuchsen bzw -scheiben 11a, 11b
gebildet, von denen die hintere Kupplungsscheibe 11a an ihrer Vorderseite und die
vordere Kupplungsscheibe 11b an ihrer Rückseite jeweils wenigstens ein
Kupplungselement aufweist, wobei die Kupplungselemente formschlüssig
ineinandergreifen und so mit schrägen oder gerundeten Flanken ausgebildet sind, daß
sie bei Überschreitung eines bestimmten Drehmomentes relativ axial nachgeben, so daß
die Überlastkupplung überdrückt wird und somit kein größeres Drehmoment mehr
übertragen wird. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine der beiden
Kupplungsscheiben, hier die hintere Kupplungsscheibe 11a axial verschiebbar auf dem
Antriebswellenabschnitt 8c gelagert, durch eine Drehmitnahmeverbindung 27 drehfest
mit dem Antriebswellenabschnitt 8c verbunden und durch eine Druckfeder 28 in
Richtung auf die vordere Kupplungsscheibe 11b vorgespannt. Die Druckfeder 28 ist
hinter der Kupplungsscheibe 11a auf dem Antriebswellenabschnitt 8c angeordnet, wobei
ihr hinteres Ende an einem Drehlager 29 des Antriebswellenabschnitts 8c axial
abgestützt ist. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die
Drehmitnahmeverbindung 27 ein vorzugsweise durch eine Kugel gebildetes
Verbindungselement 27a auf, das in einem radialen Loch 27b in der Kupplungsscheibe
11a sitzt und formschlüssig in eine Längsnut 27c im Antriebswellenabschnitt 8c einfaßt.
Ein radiales Herauswandern des Verbindungselementes 27a aus dem Loch 27b ist durch
eine topfförmige Buchse 31 verhindert, deren Umfangswand das Loch 27b radial
abdeckt.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Überlastkupplung 11 mehrere
gleichmäßig auf dem Umfang verteilt angeordnete und insbesondere durch Kugeln
gebildete Kupplungselemente 11c auf, z. B. drei Stück, die jeweils in einer ersten
Kupplungsausnehmung 11d in der Kupplungsscheibe 11a und in einer zweiten
Kupplungsausnehmung 11e in der zweiten Kupplungsscheibe 11b sitzen. Fig. 8 zeigt
den Schnitt VIII-VIII in der Abwicklung. Die Kupplungsausnehmungen 11d, 11e sind
in Umfangsrichtung durch die Flanken 11f, 11g von ersten und zweiten
Kupplungsvorsprüngen 11h, 11i an der ersten und der zweiten Kupplungsscheibe 11a,
11b begrenzt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die
Kupplungsausnehmungen 11d der ersten Kupplungsscheibe 11a durch radiale im
Querschnitt eckige, z. B. trapezförmige Nuten gebildet, wodurch sich schräge Flanken
11f an den Kupplungsvorsprüngen 11h ergeben. Die ebenen Grundflächen der
Kupplungsausnehmungen 11f sind mit 11j und die vorzugsweise ebenen Kopfflächen
der Kupplungsvorsprünge 11h sind mit 11k bezeichnet. Die Grund- und Kopfflächen
der Kupplungsscheibe 11b sind mit 11l, 11m bezeichnet.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die in Umfangsrichtung gerichtete Länge L der
Kupplungsausnehmungen 11d etwa sechsmal so lang zu bemessen, wie die Länge L1
der Kupplungsvorsprünge 11h. Dabei kann die Länge L der Kupplungsausnehmungen
11d etwa doppelt so groß sein, wie der Durchmesser d der Kupplungselemente 11c. Die
Tiefe der Kupplungsausnehmungen 11d bzw. die Höhe h1 der Kupplungsvorsprünge
der einen Kupplungsscheibe 11a, hier der axial bewegbaren Kupplungsscheibe 11a, ist
kleiner als die Höhe h2 der anderen Kupplungsscheibe 11d. Außerdem ist es vorteilhaft,
die Kupplungsausnehmungen 11e der anderen Kupplungsscheibe 11b, hier der axial
nicht bewegbaren Kupplungsscheibe, mit einer gerundeten Querschnittsform,
insbesondere einer kreisabschnittförmigen Querschnittsform auszubilden.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel, bei dem der Durchmesser der
Kupplungselemente 11c etwa 1,5 mm beträgt, beträgt die Höhe h der
Kupplungsvorsprünge 11h jeweils etwa 0,1 mm, die in Umfangsrichtung verlaufende
Länge L der Kupplungsausnehmungen 11d etwa 2,5 mm und die Länge L1 der
Kupplungsvorsprünge 11h etwa 0,5 mm. An der anderen bzw. vorderen
Kupplungsscheibe 11b mit den vorzugsweise gerundeten Kupplungsausnehmungen 11e
beträgt der Radius R der gerundeten Kupplungsausnehmungen 11e jeweils etwa
1,5 mm, wobei sich eine Höhe h2 für die zugehörigen Kupplungsvorsprünge 11i von
etwa 0,6 mm ergibt. Dabei ergibt sich im weiteren eine Länge L3 der zugehörigen
Kupplungsvorsprünge 11i, die größer ist als die Länge L1 der Kupplungsvorsprünge
11h der anderen Kupplungsscheibe 11a, wobei die Länge L2 der
Kupplungsausnehmungen 11e der vorzugsweise axial unverschieblichen
Kupplungsscheibe 11b kleiner ist als die Länge L der einen Kupplungsscheibe 11a.
Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß beim Überdrücken bzw. Durchrutschen
der Überlastkupplung 11 die Kupplungselemente 11c jeweils in die in Umfangsrichtung
nächstliegende Kupplungsausnehmung 11d wieder eintauchen und dadurch ein
weitgehend gleichmäßiger maximaler Drehmomentwert beim Durchrutschen übertragen
wird. Dabei haben die Kupplungselemente 11c nach dem Überspringen der nächsten
Kupplungsvorsprünge 11h mehr Zeit, sich in den folgenden Kupplungsausnehmungen
11d zu stabilisieren. Die schrägen oder vorzugsweise gerundeten Flanken 11g und
höheren Kupplungsvorsprünge 11i an der anderen Kupplungsscheibe 11b sollen die
Kupplungselemente 11c synchronisieren und beim Anlaufen auf die nächsten
Kupplungsvorsprünge 11i einen dämpfenden Einfluß auf den Kraftverlauf haben. Die
dabei mögliche rollende Reibung ergibt auch bei ungünstigen Schmierungszuständen
gleichmäßige Rastmomente. Es kann auch der Einfluß der Drehzahl auf das
Drehmoment in erträglichen Grenzen gehalten werden. Das heißt, die
erfindungsgemäße Ausgestaltung eignet sich für größere Drehzahlbereiche.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die hintere Kupplungsscheibe 11a die
Kupplungsausnehmungen 11d mit der größeren Länge L auf. Dagegen sind die
Kupplungsvorsprünge 11e der axial unbeweglichen Kupplungsscheibe 11b gerundet.
Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß die axial bewegliche Kupplungsscheibe 11a
beim Durchrutschen der Überlastkupplung 11 axiale Bewegungen von nur geringer
Länge ausführt.
Im Rahmen der Erfindung können die vorbeschriebenen Merkmale bezüglich der axial
beweglichen und axial unbeweglichen Kupplungsscheibe jedoch auch umgekehrt
angeordnet sein. Die Kupplungselemente 11c bestehen vorzugsweise aus einem Material
mit geringem spezifischen Gewicht, insbesondere Keramikmaterial, wodurch gute Lauf-
und Notlaufeigenschaften und geringe Massen erreicht werden.
Fig. 8 zeigt die Teile der Überlastkupplung 11 in einer Neutralstellung, in der am
Werkzeug 6 kein Widerstand wirksam ist. Wenn im Funktionsbetrieb ein Widerstand
am Werkzeug 6 wirksam wird, nehmen die Kupplungsteile 11a, 11b bei Rechtslauf die
in Fig. 9 dargestellte Stellung ein, in der die Kupplungsvorsprünge 11h an den
Kupplungselementen 11c und diese an den Kupplungsvorsprüngen 11i anliegen. Sobald
der Widerstand und somit auch das zwischen den Kupplungsscheiben 11a, 11b
übertragene Drehmoment einen bestimmten Wert übersteigt, werden die
Kupplungsvorsprünge 11h auf und über die Kupplungselemente 11c geschoben, wobei
die Kupplungsscheibe 11a zunächst axial zurück- und dann wieder vorbewegt wird, so
daß die Kupplungsvorsprünge 11h wieder zwischen die Kupplungselemente 11c
eintauchen bzw. letztere in die Kupplungsausnehmungen 11d eintauchen und somit
jeweils vor den in Umfangsrichtung nächsten Kupplungwiderstand gelangen. Bevor das
Drehmoment jedoch den vorbestimmten Wert erreicht, werden die Kupplungselemente
11c in die in Fig. 9 dargestellte Kupplungsstellung bewegt, wobei sie auf die
gerundeten Flanken 11g aufrollen und in einer Position verbleiben, in der die Flanken
11g den Kupplungselementen 11c eine Widerstandskraftkomponente Fa1
entgegensetzen, die die axiale Vorspannkraft Fa vergrößert ist, und das zwischen den
Kupplungselementen 11c und den Kupplungsvorsprüngen 11h, 11i in Umfangsrichtung
wirksam übertragbare Drehmoment Fa2 vergrößert. Dabei ist gesichert, daß die
Kupplungselemente 11c die Kupplungsvorsprünge 11i nicht überrollen, sondern die
Kupplungsvorsprünge 11h die Kupplungselemente 11c überrollen. Die
Kupplungsvorsprünge 11i mit ihren gerundeten Flanken 11g bzw. die zugehörigen
Kupplungsausnehmungen 11e bilden somit Halteelemente für die Kupplungselemente
11c, so daß letztere beim Durchrutschen der Überlastkupplung 11 in den
Kupplungsausnehmungen 11e verbleiben.
Die Kupplungselemente 11c können zusätzlich in Längsnuten 11o im
Antriebswellenabschnitt 8 einfassen, wodurch die Drehmitnahme stabilisiert oder
gewährleistet wird.
Die Direktkupplung 13 weist einen vorragenden Quersteg 13a an dem einen durch den
Antriebswellenabschnitt 8c gebildeten Kupplungsteil und eine Quernut 13b an dem
anderen durch den Kupplungswellenabschnitt 11d gebildeten Kupplungsteil auf. In die
Quernut 13b ist der Quersteg 13a zwecks Einrückung der Direktkupplung 13
einsteckbar ist. Dies erfolgt durch eine axiale Verschiebung des vorzugsweise hinteren
Antriebswellenabschnitts 8c, was durch die Schiebekupplung 25 möglich ist und im
weiteren noch beschrieben wird.
Mit der ersten Einstellvorrichtung 12 läßt sich die Druckspannung, mit der die
Kupplungsscheiben 14a, 14b gegeneinander vorgespannt sind oder deren elastische
Nachgiebigkeit, verändern und folglich so einstellen, daß die Überlastkupplung 11 bei
unterschiedlichen Drehmomentwerten öffnet, hier durchrutscht. Bei der vorliegenden
Ausgestaltung wird mit der Einstellvorrichtung 12 die Vorspannung der Feder 28
verändert bzw. verringert oder vergrößert. Dies geschieht dadurch, daß das Widerlager
32 der Feder 28 axial verstellbar und in der jeweiligen Verstellposition feststellbar ist.
Hierzu dient ein von außen manuell betätigbares Einstellglied 33, das mit einem
Verbindungsglied 34 das Handstück 3 bzw. die Griffhülse 3a radial nach innen
durchsetzt und mit einem im Handstück 3 angeordneten Schieber 35 verbunden ist, der
bei seiner axialen Verschiebung nach vorne mit dem Einstellglied 33 das Widerlager 32
ebenfalls vorschiebt und dabei die Vorspannung der Feder 28 vergrößert. Bei einer
Verschiebung des Einstellgliedes 33 in die entgegengesetzte Richtung folgt das axial
verschiebbar im Handstück 3 gelagerte Widerlager 32 dem Schieber 35 selbsttätig nach
hinten unter der Federspannung, wobei sich die Vorspannung der Feder 28 vernngert.
Die Verschiebung bzw. Veränderung des Drehmomentwertes kann stufenlos oder in
Stufen erfolgen. Zur Feststellung in der jeweiligen Verstellposition der vorhandenen
Schiebeführung kann z. B. ein Klemm- oder Feststellelement vorgesehen sein. Bei der
vorliegenden Ausgestaltung ist das Einstellglied 33 ein die Griffhälse 3a umgebender
Drehring 33a bzw. eine Drehhülse. Das Verbindungsglied 34 ist durch einen radial
angeordneten Schaltstift gebildet, der mit seinem inneren Ende in den Schieber 35
eingeschraubt ist. Eine Drehmitnahmeverbindung zwischen dem Einstellglied 33 und
dem Verbindungsglied 34 kann durch eine Längsnut 33b an der Innenseite des
Einstellglieds 33 gebildet sein, in die das Verbindungsglied 34 einfaßt.
Der Schieber 35 ist mit geringem Bewegungsspiel in einer Längsbohrung 36 in der
Griffhülse 3a axial verschiebbar und nicht drehbar gelagert ist. Hierzu kann das
Verbindungsglied 34 mit Bewegungsspiel in eine Längsnut 3b in der Innenwand der
Griffhülse 3a oder einer darin sitzenden Innenhülse 3c einfassen. Das hohlzylindrisch
ausgebildete Einstellglied 33 bzw. der Drehring 33a ist mit seinem Innenumfang auf
einem verjüngten zylindrischen Lagerabschnitt 3d der Griffhülse 3a drehbar gelagert.
Es ist ein Getriebe G vorgesehen, das eine Drehbewegung des Drehrings 33a in eine
Axialbewegung des Schiebers 35 umwandelt und durch eine in Umfangsrichtung schräg
oder kurvenförmig verlaufende Einstellnut 38 (Fig. 4) im Lagerabschnitt 3d gebildet ist.
Das z. B. durch einen Stift oder eine Schraube gebildete Verbindungsglied 32 faßt in
eine Längsnut 36 an der Innenseite des Drehrings 33a ein. Der Schieber 35 und das
Drehlager 29 bilden eine Bewegungseinheit, wobei der Außenring des Drehlagers 29
auf dem Antriebswellenabschnitt 8c mit geringem Bewegungsspiel verschiebbar gelagert
ist und an einer hinteren Schulterfläche im Schieber 35 anliegen kann. Die Feder 28
stützt sich rückseitig mittelbar über das Drehlager 29 am Schieber 35 ab. Des weiteren
kann eine vorzugsweise durch eine Druck-Wendelfeder gebildete Feder 39 vorgesehen
sein, die am vorderen Ende der Bohrung 36 oder in einer darin eingesetzten Hülse 41 in
der Griffhülse 3a bzw. Innenhülse 3c abgestützt ist und den Schieber 35 nach hinten
gegen die Führungsfläche 38a der Einstellnut 38 vorspannt. Bei einem manuellen
Verdrehen des Drehrings 31a wird der Schieber 35 bzw. das Widerlager 32 aufgrund
des schrägen oder kurvenförmigen Verlaufs der Führungsfläche 38a, die eine Führung
für das Verbindungsglied 34 bildet, axial verstellt und somit die Vorspannung der Feder
28 und der Drehmomentwert entsprechend verändert und eingestellt, nämlich vergrößert
oder verkleinert.
Bei einem Verlauf der einen spitzen Winkel W3 von z. B. 15° bis 45° mit einer
Querebene einschließenden Führungsfläche 38a ohne Selbsthemmung und/oder dann,
wenn auf dem Einstellweg bestimmte Einstellstufen durch Druckpunkte spürbar sein
sollen, sind in der Einstellnut 38 Rastausnehmungen 41a, 41b, 41c angeordnet, in die
das stiftförmige Verbindungsglied 34 unter der Vorspannung der Feder 28 und/oder 39
einrastet, wodurch die Einstellung manuell überdrückbar positioniert ist oder wodurch
die Einstellstufen manuell spürbar sind. Hierdurch sind lösbare bzw. überdrückbare
Feststellvorrichtungen F für die Einstellvorrichtung 12 gebildet. Fig. 4 und 6 zeigen die
Einstellnut 38 in der Abwicklung. Die Rastausnehmungen 41a, 41b, 41c können auch
am linken Rand der Einstellnut 48 vorgesehen sein, wenn die Feder 28 und/oder 39
nach vorne wirksam ist.
Es ist vorteilhaft, dem Einstellglied 33 eine Skalierung mit einer Skala 42a und einer
Gegenskalierung oder einem Index 42b auf der Mantelfläche der Griffhülse 3a und am
Einstellglied 33 zuzuordnen, die bestimmte Einstellungen der Drehmomentwert-
Veränderung zum einen ermöglichen und zum anderen ablesen lassen. Bei einer
Verstellbarkeit des Einstellgliedes 33 in axialer Richtung ist die Skalierung ebenfalls
axial gerichtet. Beim Drehring 33a ist die Skalierung in Umfangsrichtung gerichtet.
Zwecks Anpassung an unterschiedlich große Wurzelkanalquerschnitte gibt es
Wurzelkanalwerkzeuge 6 mit unterschiedlichen Querschnittsgrößen, die zur besseren
Unterscheidung mit einer farblichen oder anderen Markierung, z. B.
Markierungszeichen, gekennzeichnet sind, insbesondere an ihren vorzugsweise gleich
großen Schäften 6a. Es ist deshalb vorteilhaft und dient einer einfacheren Handhabung,
wenn am Einstellglied 33 oder der Griffhülse 3a eine oder mehrere farbliche oder
andere Markierungen 42c auf dem Einstellweg vorgesehen sind, die so angeordnet sind,
daß bei Positionsübereinstimmung mit einem auf dem jeweils anderen Teil
angeordneten Index 34d ein Drehmomentwert eingestellt ist, der dem
Wurzelkanalwerkzeug 6 gleicher Farbe oder gleicher Markierung entspricht. Hierdurch
ist eine vereinfachte Einstellung des Handstücks 2 an die Größe oder an die Art von
wenigstens einem Wurzelkanalwerkzeug gegeben.
Bei Überlastungen, z. B. dann, wenn das Werkzeug 6 festsitzt, rutscht oder öffnet die
Überlastkupplung 11, wodurch das übertragbare Drehmoment begrenzt ist und das
Werkzeug 6 vor Überlastung, insbesondere Bruch, geschützt ist. Die Markierung 42c
und der Index 42d können in die Skalierung 42a, 42b integriert sein. Es ist im weiteren
vorteilhaft, die wengistens eine Markierung 42c, 42d so anzuordnen, daß sie mit einem
oder den zugehörigen Raststellen 41a, 41b, 41c übereinstimmt, wodurch die Einstellung
weiter vereinfacht wird.
Wie bereits die Markierung 42c, 42d können auch die Raststellen 41a, 41b, 41c in
Positionen auf dem Verstellweg angeordnet sein, die bestimmten Drehmomentwerten,
insbesondere der zugehörigen, unterschiedlichen Werkzeuge 6, entsprechen.
Vorzugsweise sind die Markierungen 42c den Raststellen 41a, 41b, 41c zugeordnet.
Der ersten Einstellvorrichtung 12 zum Einstellen des gewünschten Drehmomentwertes
der Überlastkupplung 11 und der zweiten Einstellvorrichtung 14 zum Einrücken bzw.
Ausrücken der Direktkupplung 13 kann jeweils ein zugehöriges Einstellglied oder
vorzugsweise ein gemeinsames Einstellglied 33 vorgesehen sein, wie es beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel der Fall ist. Wenn ein in Umfangsrichtung
verstellbares Einstellglied 33 vorhanden ist, bedarf es eines zweiten
Bewegungsumwandlungsgetriebes G1, um die in Umfangsrichtung gerichtete Bewegung
des Einstellglieds 33 in eine axiale Bewegung des bewegbaren Kupplungselementes 13a
der Direktkupplung 13 umzuwandeln. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der
Antriebswellenabschnitt 8c mit seinem vorderseitigen Direktkupplungssteg 13a um ein
hinreichendes Maß axial hin und her verschiebbar gelagert und dabei durch die
Schiebekupplung 25 permanent mit dem Antriebswellenabschnitt 8b bzw. dem
Abtriebsteil des Untersetzungsgetriebes 9 drehfest verbunden ist. Die Schiebekupplung
25 kann durch eine Klauenkupplung entsprechender Länge der ineinandergreifenden
Klauen, z. B. durch zwei einander gegenüberliegende Klauenpaare, gebildet sein.
Der Antriebswellenabschnitt 8c weist an seinem hinteren Ende ein topfförmiges
Lagerteil 43 auf, in dessen nach hinten offenem Hohlraum ein Drehlager 44,
insbesondere ein Wälzlager, angeordnet ist, das auf einem vorderseitigen Lagerzapfen
45 des Untersetzungsgetriebes 9 sitzt, darauf axial verschiebbar ist und durch eine
zwischen ihm und dem Untersetzungsgetriebe 9 angeordnete Druckfeder 46 elastisch
nachgiebig in Richtung auf die Direktkupplungsausnehmung 13b vorgespannt ist.
Der Antriebswellenabschnitt 8c steht außerdem durch einen Drehmitnehmer 47 in
drehfester Verbindung mit dem Schieber 35 bzw. dem Einstellglied 33. Dabei ist der
Drehmitnehmer 47 durch eine in ihrer Gesamtheit mit 48 bezeichnete Schiebekupplung
längs verschiebbar sowohl mit dem Schieber 35 als auch mit dem
Antriebswellenabschnitt 8c verbunden. Der Drehmitnehmer 47 weist die Form eines
topfförmigen Körpers auf, der mit seiner Umfangswand 47a das Lagerteil 43 umgeben
und lagern kann. Zwischen dem freien Rand 47b des Drehmitnehmers 47 und einem
stationär im Handstück 3 bzw. in der Griffhülse 3b gelagerten Basisteil 3e, z. B. einem
das Untersetzungsgetriebe 9 umgebenden Basisring, ist wenigstens ein Nockengetriebe
49 zum axialen Verschieben des Mitnehmers 47 angeordnet, das in Funktion tritt, wenn
der Mitnehmer 47 über den mit a bezeichneten Raststellenbereich hinaus verdreht wird.
Hierzu weist die Einstellnut 38 eine in Umfangsrichtung gerichtete Verlängerung b auf.
Das Nockengetriebe 49 wird durch Nocken 49a, 49b am Basisteil 3e und am Rand 47b
des Drehmitnehmers 47 gebildet. Vorzugsweise sind zwei einander diametral
gegenüberliegende Nockenpaare mit Nocken 49a, 49b vorgesehen. Die Anlaufflächen
49c der Nocken 49a, 49b sind schräg oder gerundet ausgebildet. Der in
Umfangsrichtung gekrümmte Abstand zwischen den Nockengetrieben 49 ist größer als
der in Umfang gerichtete Abstand a zwischen den Raststellen 41a bis 41c. Infolgedessen
bleibt die Direktkupplung 13 ausgerückt, wenn das Einstellglied 33 zum Einstellen
wahlweiser Drehmomentwerte im Bereich a dieser Raststellen bewegt wird. Wenn
dagegen das Einstellglied 33 über diesen Bereich a hinaus, hier die dritte Raststelle 41c,
bewegt bzw. verdreht wird, geraten die Nocken 49a, 49b gegeneinander, wobei der
Drehmitnehmer 47 um einen der Eintauchtiefe des Direktkupplungselementes 13a
entsprechendes axiales Maß c gegen die Kraft einer Feder 51 nach vorne verschoben
wird, siehe Stellungsunterschiede zwischen Fig. 2 und 3. Wenn dabei der
Direktkupplungssteg 13a aufgrund einer bezüglich der Direktkupplungsausnehmung 13b
unterschiedlichen Stellung in diese nicht einrasten kann, wird nur der Mitnehmer 47
nach vorne verschoben, wobei der Antriebswellenabschnitt 8c unter der axialen
Vorspannung der Druckfeder 46 selbsttätig in die Direktkupplungsausnehmung 13b
einrastet, wenn er mit deren Stellung übereinstimmt. In dieser Funktionsstellung ist die
Überlastkupplung 11 abgeschaltet bzw. durch die Direktkupplung 13 überbrückt, wobei
der Antriebswellenabschnitt 8d bzw. das Werkzeug 6 mit dem maximal zur Verfügung
stehenden Drehmoment angetrieben werden kann. Um diese Stellung der
Einstellvorrichtung 14 zu stabilisieren, ist es vorteilhaft, im Endbereich der
Verlängerung b der Einstellnut 38 eine weitere Rastausnehmung 41d für das
Verbindungsglied 34 vorzusehen.
Die zwischen dem Drehmitnehmer 47 und dem Antriebswellenabschnitt 8c wirksame
Schiebekupplung 48 ist durch eine oder mehrere auf die Umfang verteilt angeordnete
Kupplungselemente 48a, insbesondere Kugeln, gebildet, die jeweils in einer
Ausnehmung 48b in der Innenmantelfläche des Schiebers 35 drehbar sitzen und in eine
Längsnut 48c in einer in den Schieber 35 hineinragenden Buchs 47c des Mitnehmers 47
einfassen.
Zum Ausschalten bzw. Ausrücken der Direktkupplung 13 wird das Einstellglied 33 an
die gewünschte Stelle des Bereichs a, hier die Raststellen 41a bis 41c, zurückgedreht,
wobei der Drehmitnehmer 47 durch die Druckfeder 51 nach hinten in seine
Ausgangsstellung gemäß Fig. 5 zurückgeschoben wird, die in einer Ringnut der
Innenhülse 3c angeordnet und zwischen letzterer und dem Drehmitnehmer 47 wirksam
ist. Dabei wird der Antriebswellenabschnitt 8c gleichzeitig in seine
Entkupplungsstellung axial verschoben wobei der Drehmitnehmer 47 des topfförmigen
Lagerteils 43 und somit den Antriebswellenabschnitt 8c bei dieser Axialbewegung
mitnimmt. Aufgrund des in Umfangsrichtung entsprechend groß bemessenden Abstands
zwischen den Nockengetrieben 49 bleibt im Bewegungsbereich a zwischen den
Raststellen 41a bis 41c die Direktkupplung 13 in ihrer Entkupplungsstellung.
Die Überlastkupplung 11 und die Direktkupplung 13 können nur in eine Drehrichtung,
z. B. für Rechtslauf, des Werkzeugs 6 oder für beide Drehrichtungen eingerichtet sein.
Im ersten Fall reicht es aus, wenn nur die in die Drehrichtung weisenden Flanken 11f,
11g der Kupplungsvorsprünge 11h, 11i bzw. Kupplungsausnehmungen 11d, 11e wie
vorbeschrieben ausgebildet sind. Im zweiten Fall sind die die in die andere
Drehrichtung weisenden Flanken 11f, 11g ebenfalls erfindungsgemäß, vorzugsweise
spiegelbildlich, ausgebildet.
Bei allen vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen ist es möglich, anstelle einer
mechanischen Drehmomentbegrenzung eine elektrische Drehmomentbegrenzung
vorzusehen, die z. B. nach Maßgabe der Stromstärke den Antriebsmotor 7 so steuert,
daß ein bestimmtes maximales Drehmoment nicht überschritten wird. Außerdem kann
eine elektrische Einstellvorrichtung zur Veränderung dieses Drehmomentwertes
vorgesehen sein. Der Einstellbereich a kann dabei entfallen. Dafür kann z. B. am
Umfang des Anschlußteils 2 oder an einem Fußschalter ein verstellbares Einstellglied
vorgesehen sein, an dem das veränderliche Drehmoment manuell verstellbar ist.
Eine elektrische Steuervorrichtung zur Begrenzung des übertragbaren
Drehmomentwertes oder auch zur Einstellung dieses Wertes kann bei allen
vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen z. B. in das nicht dargestellte Steuergerät
integriert sein.
Claims (20)
1. Handstück (3) für medizinische Zwecke, insbesondere für ein ärztliches oder
zahnärztliches Behandlungsinstrument (1), vorzugsweise für eine spanabhebende
Bearbeitung eines Zahn-Wurzelkanals, mit
einem im vorderen Endbereich des Handstücks (3) angeordneten Werkzeughalter (5),
einer Haltekupplung (16) zum lösbaren Fixieren eines Werkzeugs (6) im Werkzeughalter (5)
und einer sich längs durch das Handstück (3) erstreckenden Antriebsverbindung (8) für einen Dreh- und/oder Hubantrieb des Werkzeughalters (5),
wobei eine Einrichtung vorgesehen ist zum Begrenzen eines auf den Werkzeughalter (5) übertragbaren maximalen Drehmomentwertes auf einen geringeren Drehmomentwert, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung durch eine Einstellvorrichtung (14) wahlweise abschaltbar und wieder einschaltbar ist.
einem im vorderen Endbereich des Handstücks (3) angeordneten Werkzeughalter (5),
einer Haltekupplung (16) zum lösbaren Fixieren eines Werkzeugs (6) im Werkzeughalter (5)
und einer sich längs durch das Handstück (3) erstreckenden Antriebsverbindung (8) für einen Dreh- und/oder Hubantrieb des Werkzeughalters (5),
wobei eine Einrichtung vorgesehen ist zum Begrenzen eines auf den Werkzeughalter (5) übertragbaren maximalen Drehmomentwertes auf einen geringeren Drehmomentwert, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung durch eine Einstellvorrichtung (14) wahlweise abschaltbar und wieder einschaltbar ist.
2. Handstück nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung durch eine in der Antriebsverbindung (8) angeordnete
Überlastkupplung (11) gebildet ist, die das übertragbare Drehmoment auf den
geringeren Drehmomentwert begrenzt.
3. Handstück nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Überlastkupplung (11) zwischen zwei Antriebswellenabschnitten (8c, 8d)
angeordnet ist und eine diese miteinander verbindende Direktkupplung (13)
vorgesehen ist.
4. Handstück nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Direktkupplung (13) die Überlastkupplung (11) überbrückt.
5. Handstück nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Direktkupplung (13) koaxial zur Überlastkupplung (11) angeordnet ist.
6. Handstück nach einem der vorherigen Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Direktkupplung (13) durch eine im Querschnitt unrunde
Direktkupplungsausnehmung (13b) und einen darin einführbaren im Querschnitt
unrunden Kupplungsvorsprung (13a) an den einander zugewandten Enden der
Antriebswellenabschnitte (8c, 8d) gebildet ist.
7. Handstück nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kupplungsvorsprung (13a) durch einen Kupplungsquersteg und die
Kupplungsausnehmung (13b) durch eine Kupplungsquernut gebildet ist.
8. Handstück nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der hintere Antriebswellenabschnitt (8c) durch die Einstellvorrichtung (14) axial
bewegbar ist.
9. Handstück nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der hintere Antriebswellenabschnitt (8c) durch die Kraft einer Feder in seine
Kupplungsstellung vorgespannt ist.
10. Handstück nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der maximale Drehmomentwert der Überlastkupplung (11) durch eine
Einstellvorrichtung (12) wahlweise verringerbar oder vergrößerbar ist und ein
gemeinsames Einstellglied (33) zum Einrücken und Ausrücken der Direktkupplung (13)
und zum Einstellen des maximalen Drehmomentwertes der Überlastkupplung (11)
vorgesehen ist.
11. Handstück nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Einstellglied (33) von außen manuell zugänglich am Handstück (3) angeordnet
ist.
12. Handstück nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Einstellglied (33) in der Umfangsrichtung des Handstücks (3) bewegbar ist,
vorzugsweise durch einen Drehring (33a) gebildet ist, und zwischen dem Einstellglied
(33) und der Direktkupplung (13) ein Bewegungsumwandlungsgetriebe (G1) angeordnet
ist, daß die in Umfangsrichtung gerichtete Bewegung des Einstellglieds (33) in eine
axial gerichtete Bewegung des beweglichen Kupplungselementes (13a) der
Direktkupplung (13) umwandelt.
13. Handstück nach einem der vorherigen Ansprüche 3 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Einstellglied (33) einen ersten Einstellbereich (a) zum Einstellen des maximalen
Drehmomentwertes der Überlastkupplung (11) und einen sich an diesen ersten
Einstellbereich (a) anschließenden zweiten Einstellbereich (b) zum Einrücken der
Direktkupplung (13) aufweist, wobei vorzugsweise sich der zweite Einstellbereich (a)
an die Stellung des größten Drehmomentwertes anschließt.
14. Handstück nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einstellvorrichtung (12, 14) zum Einstellen des maximalen Drehmomentwertes
und/oder der Direktkupplung (13) in der Einrückstellung und der Ausrückstellung der
Direktkupplung (13) und/oder in den Einstellpositionen der Überlastkupplung (11)
manuell überdrückbar positioniert ist.
15. Handstück (3) für medizinische Zwecke, insbesondere für eine ärztliche oder
zahnärztliche Behandlungseinrichtung, vorzugsweise für eine spanabhebende
Bearbeitung eines Zahn-Wurzelkanals, mit
einem im vorderen Endbereich des Handstücks (3) angeordneten Werkzeughalter (5),
einer Haltekupplung (16) zum lösbaren Fixieren eines Werkzeugs (6) im Werkzeughalter (5),
und einer sich längs durch das Handstück (3) erstreckenden Antriebsverbindung (8) für einen Dreh- und/oder Hubantrieb des Werkzeughalters (5),
wobei in der Antriebsverbindung (8) eine Überlastkupplung (11) angeordnet ist, die das übertragbare Drehmoment auf einen maximalen Drehmomentwert begrenzt,
wobei die Überlastkupplung (11) zwei koaxial zueinander angeordnete Kupplungsscheiben (11a, 11b) aufweist, die an ihren einander zugewandten Seiten in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Kupplungsausnehmungen (11d, 11e) und Kupplungsvorsprünge (11h, 11i) aufweisen,
wobei wenigstens eine Kupplungsscheibe (11a) axial verschiebbar gelagert und gegen die andere Kupplungsscheibe (11b) elastisch vorgespannt ist,
und wobei jeweils in zwei einander axial gegenüberliegenden Kupplungsausnehmungen (11d, 11e) ein Kupplungsrollelement (11c) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorsprünge (11h) der einen Kupplungsscheibe (11a) oder beider Kupplungsscheiben (11a, 11b) in Umfangsrichtung kürzer als die Kupplungsausnehmungen (11d) sind.
einem im vorderen Endbereich des Handstücks (3) angeordneten Werkzeughalter (5),
einer Haltekupplung (16) zum lösbaren Fixieren eines Werkzeugs (6) im Werkzeughalter (5),
und einer sich längs durch das Handstück (3) erstreckenden Antriebsverbindung (8) für einen Dreh- und/oder Hubantrieb des Werkzeughalters (5),
wobei in der Antriebsverbindung (8) eine Überlastkupplung (11) angeordnet ist, die das übertragbare Drehmoment auf einen maximalen Drehmomentwert begrenzt,
wobei die Überlastkupplung (11) zwei koaxial zueinander angeordnete Kupplungsscheiben (11a, 11b) aufweist, die an ihren einander zugewandten Seiten in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Kupplungsausnehmungen (11d, 11e) und Kupplungsvorsprünge (11h, 11i) aufweisen,
wobei wenigstens eine Kupplungsscheibe (11a) axial verschiebbar gelagert und gegen die andere Kupplungsscheibe (11b) elastisch vorgespannt ist,
und wobei jeweils in zwei einander axial gegenüberliegenden Kupplungsausnehmungen (11d, 11e) ein Kupplungsrollelement (11c) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorsprünge (11h) der einen Kupplungsscheibe (11a) oder beider Kupplungsscheiben (11a, 11b) in Umfangsrichtung kürzer als die Kupplungsausnehmungen (11d) sind.
16. Handstück nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplungsausnehmungen (11e) der anderen Kupplungsscheibe (11b)
Halteelemente für die Kupplungsrollelemente (11c) bilden.
17. Handstück nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhe (h2) der Kupplungsvorsprünge (11i) der anderen Kupplungsscheibe (11b)
größer ist als die Höhe (h1) der Kupplungsvorsprünge (11h) der einen
Kupplungsscheibe (11a).
18. Handstück nach einem der Ansprüche 15 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens die in die Drehrichtung weisenden Flanken (11g) oder beide Flanken
(11g) der Kupplungsausnehmungen (11e) der anderen Kupplungsscheibe (11b) konkav
gerundet sind.
19. Handstück nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Radius (R) der Flankenrundungen größer ist als der Radius der
Kupplungsrollelemente (11c), vorzugsweise dem 1,5fachen entspricht.
20. Handstück nach einem der vorherigen Ansprüche 15 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die hintere Kupplungsscheibe (11a) axial verschiebbar gelagert und gegen die
vordere Kupplungsscheibe (11b) elastisch vorgespannt ist.
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