DE19714466A1 - Elektromotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und insbesondere auf einen Elektromotor zum Antrieb eines Dentalbohrer.

Aus dem Stand der Technik gemäß der Europäischen Patentanmeldung EP 0 185 290 ist eine zahnärztliche Handstückanordnung mit einem Elektromotor dieser Gattung bekannt. In der Fig. 7 ist diese Handstückanordnung in Form einer Explosionsdarstellung gezeigt.

Wie aus dieser Fig. 7 zu entnehmen ist, besteht die bekannte Handstückanordnung aus dem an ein Versorgungsschlauchpaket 111 angeschlossenen elektrischen Antriebsmotor 100, an dessen freiem Wellenende 101 der Triebwellenabschnitt 102 eines eine gekrümmte Griffhülse 103 aufweisenden Handstückteils 105 angekuppelt ist. Das Handstückteil 105 selbst hat das Griffstück 103, an dessen äußerem Ende ein Bohrkopf 107 angeordnet ist und das an der gegenüberliegenden Stirnseite an eine den Antriebsmotor übergreifende weitere Hülse 104 befestigt ist. An dem ein Werkzeug 106 drehbar aufnehmenden Bohrkopf 107 ist ferner eine Beleuchtungseinrichtung 108 angebracht.

Der Antriebsmotor 100 bestehend aus einem Rotor (nicht gezeigt) mit Abtriebswelle 101 und Stator (nicht gezeigt), umgeben von einem Außenmantel 109 bildet eine nur die motorspezifischen Teile aufnehmende Motorpatrone, die in ein hülsenförmiges Adapterbauteil 110 eingesteckt ist, das wiederum in dem Handstückteil d. h. der an der Griffhülse 103 stirnseitig befestigten weiteren Hülse 104 axial eingeschoben und an der Griffhülse 103 befestigt ist. Der Anschluß zwischen dem Motor 100 und dem Versorgungsschlauchpaket 111 erfolgt über ein Kupplungsstück 112, das fest an dem Versorgungsschlauchpaket 111 befestigt und stirnseitig in die Motorpatrone 100 drehbar eingerastet ist. Zur axialen Fixierung der Motorpatrone 100 innerhalb des Handstückteils 105 sowie zur Verhinderung eines unbeabsichtigten Abziehens des Versorgungsschlauchpakets 111 von der Motorpatrone 100, ist eine drehbar an dem Kupplungsstück 112 gehaltene Überwurfmutter 113 vorgesehen, die auf ein Außengewinde am Adapter 110 aufgeschraubt ist.

Wie in der Fig. 7 andeutungsweise dargestellt ist, sind durch die Griffhülse 103 eine Anzahl von Lichtleiterkabeln 114 in Form von Glasfaserleitungen sowie ein Arbeitsfluidkanal 115 zum Bohrkopf 107 geführt, um zum Einen die Beleuchtungseinrichtung 108 mit Lichtenergie zu versorgen und zum Anderen eine nur schematisch dargestellte Düse mit unter Druck stehendem Kühl- und Reinigungswasser und/oder Luft zu beaufschlagen, welches über die Düse auf das Werkzeug 106 geleitet wird, um Bohrrückstände aus dem zu behandelnden Zahn auszuspülen.

Wie aus der Fig. 8 ferner zu entnehmen ist, enden die Lichtleiter 114 an der Verbindungsstelle zwischen der Griffhülse 103 und der Hülse 104, in deren Bereich eine nicht gezeigte Lichtkupplung in die Hülse 104 eingesetzt ist, die Lichtenergie in die Glasfaserleitungen 114 weitersendet. Eine in Fig. 8 dargestellte Leuchtlampe 116 befindet sich dabei zusammen mit dem Brauchwasserkanal 115 und einem Kühlluftkanal 117 in einem axial sich erstreckenden Hohlraum 118 zwischen der Adapterhülse 110 und dem Antriebsmotor 100 innerhalb der Überwurfmutter 113 und sendet Lichtenergie auf dort endende Lichtleiter, die sich ebenfalls in diesem Hohlraum 118 axial bis zu Lichtkupplung erstrecken. Dieser Hohlraum 118 wird gemäß der Fig. 8 dadurch erzeugt, daß der Antriebsmotor bzw. die Motorpatrone 100 achsversetzt, d. h. dezentral in die Adapterhülse 110 eingesetzt ist, so daß sich an einer Seite ein größerer Spalt zwischen der Adapterhülse 110 und der Motorpatrone 100 ausbildet.

Es ist offensichtlich, daß für eine derartige Leitungsverlegung zwischen der Adapterhülse 110 und der Motorpatrone 100 die radialen Abmessungen des Handstückteils 105 ebenfalls aufgeweitet werden müssen, um einen ausreichenden Hohlraum für die Leitungen und Kanäle zu schaffen. Darüberhinaus ist eine ausreichende Kühlung des Motors 100 nicht unbedingt gewährleistet, da die Adapterhülse 110 zwischen der Hülse 104 und dem Motor 100 sowie der Außenmantel 109 zwischen dem Stator und der Kühlleitung 117 jeweils wie eine Wärmeisolationsschicht wirkt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor dieser Gattung vorzugsweise für den Einbau in einen Dentalbohrer zu schaffen, der bei geringen äußeren Abmessungen eine optimale Kühlung für eine hohe Leistung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Elektromotor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung besteht demzufolge darin, bei einem gattungsgemäßen Elektromotor mit einem eine Abtriebswelle aufweisenden Rotor, der drehbar in einem von einem Außenmantel im Radialabstand umgebenen Stator gelagert ist und über ein Kühlkanalsystem gekühlt wird, Leitungsröhrchen beispielweise zur Förderung eines Arbeitsfluids oder zur Führung von Leitungskabeln (elektrische Kabel oder Lichtkabel) durch den Motor bzw. die Motorpatrone zu verlegen. Hierdurch kann der notwendige Bauraum um den Motor erheblich reduziert und gleichzeitig die Kühlung des Motors durch entsprechendes Fördern von Kühlmittel durch den Motor selbst verbessert werden.

Nach Anspruch 2 ist es hierbei vorgesehen, daß zumindest zwei Arbeitsfluidleitungen zwischen dem Stator und dem Außenmantel in Axialrichtung durch den Elektromotor geführt werden. Diese zwei im Abstand zueinander gehaltene Arbeitsfluidleitungen sind dabei derart um den Stator gewunden, daß ein verbleibender Freiraum zwischen den Arbeitsfluidleitungen das Kühlkanalsystem ausbildet.

Der wesentliche Vorteil dieser Ausführung gegenüber dem Stand der Technik besteht darin, daß der Freiraum zwischen dem Stator und dem Außenmantel des Elektromotors zur Verlegung von Arbeitsfluidkanälen, wie sie beispielsweise bei Dentalbohrern erforderlich sind, ausgenutzt wird, wobei sich durch die Art der Verlegung der Arbeitsfluidleitungen quasi von selbst die Kühlkanäle ausbilden. Dabei müssen die durch die Arbeitsfluidkanäle strömenden Arbeitsfluide nicht selbst die Kühlung des Motors übernehmen, so daß sie mit nahezu unveränderter Temperatur aus dem Motor wieder ausströmen. Dies ist insbesondere bei Dentalbohrern von Vorteil, da sich die Kühlflüssigkeiten während des Betriebs des Motors derart stark aufheizen können, daß sie ein Verbrennen des Zahnfleisches verursachen könnten.

Es liegt natürlich auf der Hand, daß das erfindungsgemäße Motorprinzip der Führung der Leitungsröhrchen oder Kanäle durch den Motor nicht nur bei Dentalmotoren anwendbar ist, sondern auch bei jedem anderen Motor die gleichen Vorteile bietet, bei dem irgendwelche Fluidleitungen möglichst platzsparend verlegt werden müssen.

Gemäß der Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 ist es vorgesehen, daß das Kühlkanalsystem aus zwei durch die Arbeitsfluidleitungen voneinander getrennten, im wesentlichen geschlossenen Kühlkanälen besteht, deren Kanalwände von den Arbeitsfluidleitungen, dem Stator sowie dem Außenmantel gebildet werden. Hierbei ist es besonders günstig, wenn sich die zwei Kühlkanäle parallel zueinander spiralförmig in Axialrichtung des Elektromotors erstrecken und an sich gegenüberliegenden axialen Endabschnitten des Motors durch jeweils eine Dichtung oder einen Statorflansch begrenzt werden, die zwischen dem Stator und dem Außenmantel angeordnet sind. Auf diese Weise entsteht eine in sich geschlossene, kompakte Motorkonstruktion in Patronenbauweise, die einfach in das spätere Motorgehäuse, beispielsweise das Handstückteil eines Dentalbohrers eingeschoben werden kann.

Nach Anspruch 5 ist es ferner vorgesehen, daß das Kühlkanalsystem einen geschlossenen Kühlkreislauf bildet. Der erste Kühlkanal ist hierbei an dem einen Endabschnitt des Motors d. h. über einen am Flansch ausgebildeten Anschluß von einer externen Zuführleitung mit Kühlmittel beaufschlagbar, das am gegenüberliegenden Endabschnitt des Motors über eine vorzugsweise in dem hier angeordneten Statorflansch oder Dichtung ausgeformte Fluidverbindung in den zweiten Kühlkanal leitbar und zu einer an den zweiten Kühlkanal im erstgenannten Flansch angeschlossene Rückführleitung zurückführbar ist. Hierdurch werden Verunreinigungen beispielsweise des Arbeitsfluids und Kühlmittelverluste vermieden.

Eine weitere Variante des Erfindungsgegenstands nach Anspruch 13 sieht vor, daß die Leitungsröhrchen zwischen dem Rotor und dem Stator in Pollücken verlegt sind, die sich zwischen einer Erregerwicklung und Statorpolen sowie dem Rotor ausbilden. Durch diese Verlegung der Röhrchen baut die Motorpatrone nicht nur wesentlich kleiner, sondern kann auch die Kühlleistung erheblich gesteigert werden, so daß insgesamt auch eine Erhöhung der Motorleistung (bei entsprechender Erhöhung von Wärme) realisierbar ist.

Die Weiterbildung des Elektromotors nach Anspruch 13, beabsichtigt, daß die Leitungsröhrchen von der Erregerwicklung des Stators und den Statorpolen beabstandet sind, wobei der hierbei entstehende Spalt durch eine aushärtende Gußmasse, vorzugsweise Kunstharz aufgefüllt ist. Die Leitungsröhrchen können daher auch metallisch sein, ohne daß die Gefahr eines Kurzschlusses besteht.

Gemäß Anspruch 15 münden die Leitungsröhrchen in Bohrungen, die an vorderen und hinteren Statorflanschen zur Lagerung des Rotors ausgebildet sind, wobei ein Teil der Leitungsröhrchen, welche eine Kühlflüssigkeit zur Kühlung des Motors führen, zumindest an einem der Flansche mittels Leitungsbrücken für eine Kühlflüssigkeitsrückführung kurzgeschlossen sind. Auf diese Weise wird eine Rückführung des Kühlwassers erreicht.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in aufgebrochener Perspektivenansicht einen Mittenabschnitt eines erfindungsgemäßen Elektromotors mit Arbeitsfluidkanalführung um den Stator des Motors,

Fig. 2 zeigt in einer teilweise aufgebrochenen Perspektivenansicht den einen Endabschnitt des Elektromotors mit Versorgungsschlauchpaket gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 3 zeigt in einer teilweise aufgebrochenen Perspektivenansicht den gegenüberliegenden Endabschnitt des erfindungsgemäßen Elektromotors mit Abtriebswelle, Arbeitsfluidkanälen und Lichtleiterenden,

Fig. 4 zeigt den Längsschnitt eines Elektromotors in Form einer Motorpatrone gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 5a und 5b zeigen jeweils einen Querschnitt der Motorpatrone entlang der Linien B-B und C-C in Fig. 4,

Fig. 6a und 6b zeigen jeweils einen Querschnitt der Motorpatrone entlang der Linien A-A und D-D in Fig. 4,

Fig. 7 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Dentalbohrers mit einem gattungsgemäßen Elektromotor nach dem Stand der Technik und

Fig. 8 zeigt eine Querschnittsansicht des bekannten Dentalbohrers im Verbindungsbereich zwischen einer Griffhülse und einem gekrümmten Bohrkopfgehäuse entlang der Schnittlinie V in Fig. 7.

Nachfolgend wird ein erstes Ausführungsbeispiel anhand der Fig. 1 bis 3 näher beschrieben.

Gemäß der Fig. 1 und 3 hat der erfindungsgemäße Elektromotor einen Rotor bzw. Läufer 1 mit einer Abtriebswelle 2, der über nicht näher dargestellte Gleit- oder Wälzlager drehbar in einem Stator 3 gelagert ist, der wiederum von einem Außenmantel 4 des Motors umgeben wird. Innerhalb des Motors, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zwischen dem Stator 3 und dem Außenmantel 4 sind vorliegend zwei Arbeitsfluidleitungen 5, 6 verlegt, die sich spiralförmig in einem Parallelabstand zueinander um den Stator 3 winden. Ein hierbei verbleibender Freiraum zwischen den Arbeitsfluidleitungen 5, 6 bildet ein zusätzliches Kühlkanalsystem des Motors.

Wie insbesondere in der Fig. 1 dargestellt ist, hat der zylindrische Stator 3 an seinen sich gegenüberliegenden stirnseitigen Endabschnitten jeweils einen Flansch 7, 8 oder eine Dichtung, die dichtend an der Innenseite des Außenmantels 4 anliegen und dabei einen geschlossenen Ringspalt zwischen dem Stator 3 und dem Außenmantel 4 ausbilden. In diesem Ringspalt sind die Arbeitsfluidleitungen 5, 6 angeordnet, derart, daß sie im wesentlichen fluiddicht an der Außenfläche des Stators 3 und der Innenfläche des Außenmantels 4 anliegen und so zwei fluidgetrennte Kühlkanäle 9, 10 definieren. Die Arbeitsfluidleitungen 5, 6 erstrecken sich dabei über die gesamte axiale Länge des Ringspalts und münden an beiden Enden in Durchgangsbohrungen, die in den Flanschen 7, 8 ausgebildet sind.

An dem einen Flansch 8 befinden sich in diesem Ausführungsbeispiel ferner vier Anschlußstutzen 11, 12, 13, 14, von denen zwei, nämlich die Anschlußstutzen 11, 12 mit den beiden Arbeitsfluidleitungen 5, 6 und die beiden anderen Anschlußstutzen 13, 14 mit den Kühlkanälen 9, 10 verbunden sind. An dem gegenüberliegenden Flansch 7 sind lediglich zwei Anschlußstutzen 15, 16 angeordnet, in die die zwei Arbeitsfluidleitungen 5, 6 münden, so daß die Arbeitsfluide durch den Motor hindurch geleitet werden können. Gemäß der Fig. 1 sind dabei die Anschlußstutzen schematisch als aus dem Motor vorragende Rohre dargestellt. Es ist aber auch möglich entsprechend geformte flanschartige Ausnehmungen oder Sockel an den zwei Statorflanschen 7, 8 auszubilden.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich um einen Dentalmotor für den Einbau in ein Handstückteil eines Dentalbohrers (nicht gezeigt), wobei als Arbeitsfluide Luft und Brauchwasser durch den Motor zu einem Werkzeug (ebenfalls nicht gezeigt) gefördert werden. Insofern können die Anschlußstutzen zusätzlich mit nicht gezeigten Dichtungselementen zur Verhinderung einer Luft- und Brauchwasserleckage versehen sein.

Wie ferner in der Fig. 1 gezeigt wird, hat der mit den zwei Anschlußstutzen 15, 16 ausgestattete Flansch 7 einen Verbindungs- oder Umlenkkanal 17, der die beiden Kühlkanäle 9, 10 endseitig miteinander fluidverbindet, wodurch ein geschlossener Kühlkreislauf innerhalb des Motors geschaffen wird. Als Kühlflüssigkeit ist in vorteilhafter Weise normales Wasser vorgesehen, welches durch den Zufuhr-Anschlußstutzen 13 in den Kanal 9 eingeleitet wird, von dort über den Umlenkkanal 17 in den Kanal 10 weiterströmt und durch den Rückführ-Anschlußstutzen 14 wieder ausströmt.

Die Fig. 2 zeigt einen axialen Endabschnitt des Elektromotors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel im Bereich der vier vorstehend erwähnten Anschlußstutzen 11, 12, 13, 14 zur Fluid- und Stromversorgung des Motors bzw. der Motorpatrone.

Gemäß der Fig. 2 ist der Motor an ein Versorgungsschlauchpaket 18 angeschlossen, wofür das Schlauchpaket 18 mit einem Anschlußstück 19 ausgebildet ist. In dem Schlauchpaket 18 befinden sich eine Luft- und eine Brauchwasserversorgungsleitung 11, 12, zwei Kühlwasserleitungen 13, 14, eine Desinfektionsmittelleitung 20 sowie elektrische Stromkabel 21. Die Luft- und Brauchwasserversorgungsleitung sowie die zwei Kühlwasserleitungen sind in diesem Ausführungsbeispiel aus Vereinfachungsgründen einstückig mit den jeweiligen Anschlußstutzen in dem einen Flansch 8 ausgebildet, weshalb sie mit identischen Bezugszeichen versehen sind.

Das Anschlußstück 19 besteht vorliegend aus einer zylindrischen, konisch sich verjüngenden Hülse 22, die fest an der einen Stirnseite des Außenmantels 4 befestigt ist und den Endabschnitt eines Isolationsmantels 23 des Schlauchpakets 18 dicht umschließt. Alternativ hierzu kann das Anschlußstück 19 natürlich auch einstückig mit dem Außenmantel 4 des Motors oder mit dem Isolationsmantel 23 des Schlauchpakets 18 ausgebildet sein, um als quasi einstückiges, untrennbares Bauteil beispielsweise in die Hülse eines Dentalbohrer-Handstückteils einfach eingeschoben zu werden.

Innerhalb des Anschlußstücks 19 befindet sich eine Kleinstlampe 24, die in einer exzentrisch angeordneten zylindrischen Fassung 25 steckt. Diese Fassung 25 ist über die Kleinstlampe 24 hinweg axial zum Motor hin verlängert und bildet an ihrem axial äußersten Ende ein Halterung 26 für ein Lichtleiterbündel 27 aus einer Vielzahl von Glasfasern. Die Enden der Glasfasern 27 sind dabei zentrisch zur Kleinstlampe 24 hin ausgerichtet, um Licht von der Kleinstlampe 24 zu empfangen und weiterzuleiten, wobei sich die Glasfasern 27 selbst aufteilen und durch mehrere parallel liegende Hohlräume (nicht näher gezeigt) axial im Motor verlaufen. Bei diesen Hohlräumen handelt es sich um kleindurchmessrige Spalte, die sich zwischen den einzelnen Wicklungen innerhalb des Stators 3 in Axialrichtung zwangsläufig ausbilden, jedoch an dem Aufbau des Magnetfelds für das Antreiben des Rotors 1 keinen Anteil haben. Vorzugsweise sind dabei die Glasfasern 27 während der Herstellung des Stators 3 fest in diese Spalte eingegossen oder geklebt, um so die Gefahr einer Beschädigung der bruchempfindlichen Glasfasern 27 zu verringern.

Wie in der Fig. 3 gezeigt wird, enden die Glasfasern 27 wieder zu einem Bündel zusammengefaßt in dem gegenüberliegenden Flansch 7 (welcher nur die zwei Anschlußstutzen 15, 16 hat) an einer zur Außenseite des Motors hin exponierten Flanschseite, um so einen Lichtanschluß zur freien Übertragung von Lichtenergie beispielsweise auf nachgeschaltete Glasfasern zu bilden.

Gemäß der Fig. 2 öffnet sich die Desinfektionsleitung 20 innerhalb des Anschlußsteckers 19 mit Öffnungsrichtung auf den Rotor 1, der von beiden axialen Stirnseiten des Stators 3 aus frei zugänglich und nicht nach außen abgekapselt ist. Da bei derartigen Elektromotoren zwischen dem Rotor 1 und der innerhalb des Stators 3 befindlichen Wicklung ein Luftspalt notwendig ist, um ein Magnetfeld auszubilden, kann zumindest im Stillstand des Motors das Desinfektionsmittel durch den Stator 3 gepreßt werden. Bei diesem Vorgang werden sämtliche Rückstände innerhalb des Motors gelöst und an der entsprechend gegenüberliegenden Öffnung zwischen dem Stator 3 und dem Rotor 1, aus der auch die Abtriebswelle 2 vorragt, ausgeschwemmt.

Es sei darauf hingewiesen, daß natürlich zahlreiche Modifikationen an dem erfindungsgemäßen Elektromotor des ersten Ausführungsbeispiels durchgeführt werden können, ohne daß hierdurch die Funktionsweise der Kühlkanäle sowie sämtlicher durch den Motor geführter Leitungen beeinträchtigt wird. So kann die Fluidverbindung 17 der Kühlkanäle 9, 10 entweder durch eine Bohrung innerhalb des Flansches 7, eine zusätzliche Leitung außerhalb des Außenmantels 4 oder durch einen Ringkanal bereitgestellt werden, der durch einen weiteren, in geringem Axialabstand zum Flansch 7 angeordneten Statorflansch (nicht gezeigt) ausgebildet wird. Auch ist es möglich, die Anschlußstutzen 11, 12, 13, 14, die vorstehend als einstückig mit den Arbeitsfluid-Versorgungsleitungen beschrieben wurden, mit geeigneten Steckverschlüssen zu versehen (wie sie nachfolgend anhand des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben werden), so daß das Versorgungsschlauchpaket 18 bzw. das Anschlußstück 19 einfach in den Motor eingesteckt werden kann, wobei sich die Versorgungsleitungen selbsttätig an die Anschußstutzen anschließen. Gleiches gilt natürlich auch für die Anschlußstutzen 15, 16 des gegenüberliegenden Statorflansches 7.

Bei sämtlichen konstruktiven Veränderungen bleibt jedoch das erfindungsgemäße Grundprinzip erhalten, wonach zumindest die zwei Arbeitsfluidleitungen 5, 6 in Axialrichtung durch den Elektromotor und zwar gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwischen dem Stator 3 und dem in Radialabstand zum Stator 3 angeordneten Außenmantel 4 geführt und derart um den Stator 3 gewunden sind, daß der verbleibende Freiraum zwischen den Arbeitsfluidleitungen 5, 6 das Kühlkanalsystem bestehend aus den zumindest zwei Kühlkanälen 9, 10 ausbildet. Der Ringspalt zwischen dem Stator 3 und dem Außenmantel 4 ist durch jeweils einen Statorflansch 7, 8 an den Stirnseiten des Motors verschlossen. Vorteilhaft, wenngleich nicht unbedingt notwendig ist auch, daß an dem einen Flansch 7 eine Verbindung 17 zwischen den Kühlkanälen 9, 10 besteht, wodurch ein geschlossener Kühlkreislauf gebildet wird. Am gegenüberliegenden Flansch 8 sind die Kühlkanäle 9, 10 über im Flansch ausgebildete Anschlüsse 13, 14 an jeweils eine Kühlleitung für die Zu- und Abfuhr des Kühlmittels angeschlossen. Da in diesem Ausführungsbeispiel auch die Lichtleiter durch den Stator 3 geführt sind, befinden sich sämtliche Leitungen und Kanäle innerhalb des Dentalmotors, wodurch der notwendige Bauraum um den Motor äußerst gering gehalten werden kann.

Der Einbau des erfindungsgemäßen Elektromotors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beispielsweise in das Griffstück eines Dentalbohrers erfolgt im wesentlichen auf die gleiche Weise, wie im eingangs genannten Stand der Technik mit dem wesentlichen Unterschied jedoch, daß der Motor zentral in das Griffstück eingesetzt werden kann, ohne die Notwendigkeit der Schaffung zusätzlicher Hohlräume zwischen der Motorpatrone und dem Griffstück.

In der Fig. 4 wird nunmehr ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei für zum ersten Ausführungsbeispiel gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden.

Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird eine weiterreichende Verringerung der Baugröße des Elektromotors dadurch erreicht, daß die (sämtliche) Arbeitsfluid- und Versorgungsleitungen 11, 12, 13, 14 sowie die Kühlleitungen 9, 10 zwischen dem Stator 3 und dem Rotor bzw. Läufer 1 unter Ausnutzung von Pollücken zwischen dem Läufer 1, den einzelnen Statorpolen 30 sowie der Statorwicklung 31 durch den Elektromotor geführt sind.

Wie in der Fig. 4 im einzelnen gezeigt wird, ist der erfindungsgemäße Elektromotor des zweiten Ausführungsbeispiels zu einer Motorpatrone ausgebildet, die aus dem Rotor bzw. Läufer 1, dem Stator oder Ständer 3 sowie dem hülsenförmigen Motoraußenmantel 4 besteht, der um den Stator 3 mit einem in diesem Beispiel nur geringen Radialspalt angeordnet ist. Der Läufer 1 hat einen Innenzylinder oder Welle 32, der an einem axialen vorderen Ende ein Kupplungsstück 33 für das Anschließen einer nicht gezeigten Triebwelle beispielsweise eines Dentalbohrers aufweist und einen den Innenzylinder 32 umfassenden Rohrkörper 34, der aus Läuferpolen, die aus axial ausgerichteten ferromagnetischen Blechstreifenpaketen oder Reinsteisenstreifen gebildet sind, mit dazwischen liegenden tangential magnetisierten Permanentmagneten aufgebaut ist. Der weitere Aufbau sowie die Funktionsweise des Stators 3 und des Rotors 1 ist bereits Gegenstand des deutschen Gebrauchsmusters G 295 01 741.4, so daß auf eine nähere Beschreibung beispielsweise des Wicklungsaufbaus verzichtet werden kann.

Der Rotor 1 ist ferner an zwei axial beabstandeten Endabschnitten an dem Stator 3 wälzgelagert, wofür der Stator 3 in diesen Abschnitten jeweils einen vorderen 7 und hinteren Flansch 8 aufweist, an dem sich die Wälzlager abstützen. Der vordere Flansch 7 hat einen zylindrischen Abschnitt 7a und einen zum vorderen Ende des Rotors 1 sich verjüngenden Kegelabschnitt 7b, ist mit einem inneren Radialabsatz 7c zur axialen Fixierung des einen Wälzlagers ausgebildet und erstreckt sich ferner in radialer Richtung soweit nach außen, daß er sich über den gesamten zylindrischen Abschnitt 7a an dem Motoraußenmantel 4 abstützt. Zusätzlich ist der vordere Flansch 7 mit dem Motoraußenmantel 4 im Bereich des zylindrischen Abschnitts 7a fest verklebt. Der hintere Flansch 8 wird durch eine Art Hülse 8a mit zwei stirnseitigen, radial über die Hülse 8a vorstehenden Hülsenabsätzen 8b, 8c gebildet, so daß der hintere Flansch 8 im Längsschnitt gemäß der Fig. 4 im wesentlichen ein U-Profil zeigt. Dabei ist ein die Hülsenabsätze 8b, 8c radial außenseitig verbindender hohler Abdeckzylinder 35 über den hinteren Statorflansch 8 gezogen, so daß sich zwischen den Hülsenabsätzen 8b, 8c ein geschlossener Hohl- oder Ringraum ausbildet. Der dem Läufer 1 zugewandte innere Hülsenabsatz 8c, an dessen Innenumfang das hintere Wälzlager plaziert ist, hat eine innere radiale Kante, an der sich eine das hintere Wälzlager axial vorspannende Feder 36 abstützt und dabei über den inneren Zylinder 32 des Läufers 1 das vordere Wälzlager axial gegen den inneren Radialabsatz 7c des vorderen Flansches 7 drückt. Dabei erstreckt sich der innere Hülsenabsatz 8c radial bis zum Motoraußenmantel 4 und stützt sich an diesem ab. Zusätzlich ist der innere Hülsenabsatz 8c des hinteren Flansches 8 an dem Motoraußenmantel 4 verklebt.

Der Motoraußenmantel 4, der in Fig. 1 als ein extrem dünnwandiger Zylinder zwischen dem Stator 3 und einer nicht weiter beschriebenen Distanz- oder Adapterhülse gezeigt wird, ist dabei derart um den Stator 3 angeordnet, daß zum einen der hintere Statorflansch 8 nahezu bis zum inneren Hülsenabsatz 8c aus dem Motoraußenmantel 4 axial vorragt und zum anderen der vordere Statorflansch 7 an einer vorderen End- oder Stirnwand 4a des Motoraußenmantels 4 anliegt, welche wiederum vom Kupplungsstück 33 drehfähig durchdrungen wird. Hierfür hat die vordere Stirnwand 4a des Motoraußenmantels 4 eine mittige Bohrung, in die ein im wesentlichen rohrförmiger Anschlußstutzen 36 für die Motorpatrone fest eingesteckt ist, in den das Kupplungsstück 33 ragt. Der hintere Endabschnitt des Motoraußenmantels 4 bildet vorliegend einen Teil einer nicht weiter gezeigten Anschlußkupplung, der mit einem entsprechenden Gegenstück eines Schlauchpakets 18 in Eingriff bringbar ist.

Wie bereits vorstehend kurz angedeutet wurde, sind gemäß der Fig. 5a und 5b eine Anzahl von Röhrchen 11, 12, 13, 14, 9, 10 aus einem nichtrostenden Material durch die Pollücken verlegt, welche sich zwischen den Permanentmagneten 34, den Statorpolen 30 oder Stegen und der Erregerwicklung 31 des Stators 3 zum Aufbau magnetischer Felder zwangsläufig ergeben. Der Durchmesser insbesondere der Außendurchmesser der Röhrchen 9 bis 14 ist dabei derart gewählt, daß ein schmaler Spalt zu den Statorpolen 30, der Erregerwicklung 31 und dem Läufer 3 verbleibt, der mit einer Isolierfolie ausgelegt und/oder einer geeigneten Gußmasse, z. B. Kunstharz aufgefüllt ist. Auf diese Weise können auch elektrisch leitende Materialien für die Röhrchen verwendet werden, ohne einen Kurzschluß zu verursachen.

Die Röhrchen 9 bis 14 dienen vergleichbar zum ersten Ausführungsbeispiel der Führung von Kühlwasser, Brauchwasser, Luft, sowie von elektrischen Kabeln und Lichtleitern, die durch die Röhrchen 9 bis 14 gezogen sind. Die Röhrchen 9 bis 14 münden dabei am hinteren Statorflansch 8 in axial verlaufenden, in Umfangsrichtung beabstandeten Bohrungen 38, die in dem inneren Hülsenabsatz 8c des hinteren Statorflansches 8 ausgebildet sind und enden dabei in etwa in der axialen Mitte des inneren Hülsenabsatzes 8c. Die axial durchgehenden Bohrungen 38 besitzen ferner zwei unterschiedliche Durchmesser, wodurch jeweils eine innere Radialkante in den Bohrungen ausgebildet wird. Der großdurchmessrige Bohrungsabschnitt befindet dabei auf seiten des Stators 3 (linke Seite gemäß Fig. 1), während der kleindurchmessrige Bohrungsabschnitt jeder Axialdurchgangsbohrung zum Schlauchpaket 18 hin (rechte Seite in Fig. 1) ausgerichtet ist.

Wie insbesondere aus der Fig. 4 zu ersehen ist, verlaufen Arbeitsfluidschläuche vorzugsweise aus Silikon (nur ein Schlauch z. B. 11 ist in Fig. 4 gezeigt) aus dem Schlauchpaket 18 durch Bohrungen oder Öffnungen 39, die axial am äußeren Hülsenabsatz 8b des hinteren Statorflanschs 8 ausgebildet sind, in den Ringraum und sind auf die jeweiligen Enden der Röhrchen 9 bis 14 innerhalb der axialen Durchgangsbohrungen 38 des inneren Hülsenabsatzes 8c gestöpselt. Hierbei legen sich die Silikonschläuche durch ihre Eigenelastizität an die Innenkante jeder Bohrung an und dichten dabei die Schlauchverbindung ab. Auf diese Weise wird zum einen eine ausgezeichnete und einfache Dichtung erzielt, während zum anderen ein ungewolltes Abziehen des Schlauchs vom entsprechenden Röhrchen durch die Kante verhindert wird.

Wie ferner aus der Fig. 6 zu entnehmen ist, sind einige Röhrchen 9, 10 zur Führung von Kühlwasser vorgesehen. Diese Röhrchen 9, 10 sind teilweise nicht direkt an Silikonschläuche aus dem Schlauchpaket 18 angeschlossen, sondern mittels Leitungsbrücken 17 (sind lediglich gestrichelt in der Fig. 6 dargestellt) miteinander kurzgeschlossen. Diese Leitungsbrücken 17 bestehen entweder ebenfalls aus Schläuchen oder aus massiven Rohren, die im Ringraum des hin-deren Flansches 8 verlegt und auf die Röhrchen aufgesteckt sind.

Des weiteren erstrecken sich die Röhrchen 9 bis 14 im wesentlichen achsparallel zum Rotor 1 durch den Motor zum vorderen Statorflansch 7 und münden jeweils in axialen Sackbohrungen 40, die am vorderen Statorflansch 7 im Umfangsabstand zueinander ausgebildet sind. In der Fig. 4 ist lediglich eine dieser Sackbohrungen 40 gezeigt, wonach die Mündungsstelle jedes Röhrchens 9 bis 14 mittels einer Kunststoffhülse 41 gedichtet ist. Demgemäß ist ferner jeder Sackbohrung 40 eine Radialbohrung im vorderen Flansch 7 zugeordnet, welche jeweils mittels eines Blindstopfens nach außen verschlossen ist und eine Verbindung zwischen der Sackbohrung 40 und einer radial weiter innen liegenden Axialsackbohrung herstellt, welche sich an der nach vorn ausgerichteten Außenseite des vorderen Statorflansches 7 öffnet. Dieser Öffnung jeder innen liegenden Axialsackbohrung liegt eine Axialbohrung 42 in der Wandung des zylindrischen Anschlußstutzens 36 gegenüber, wobei eine zwischen dem Anschlußstutzen 36 und dem vorderen Statorflansch 7 zwischengefügte Dichtung für eine fluiddichte Verbindung beider Axialbohrungen sorgt.

Des weiteren ist an dem vorderen Flansch 7 eine Lampe 24 eingesetzt, die über Leiterkabel (nicht gezeigt) durch eines der Röhrchen mit einem elektrischen Strom beaufschlagt wird. Die hintere Stirnwand 4a des Motoraußenmantels 4 hat dabei eine Öffnung 43 im Bereich der Lampe 24, so daß Licht aus der Motorpatrone ausgesandt und in einen nachfolgenden nicht weiter gezeigten Lichtleiter eingespeist werden kann, der sich standartgemäß beispielsweise in der gekrümmten Griffhülse eines Dentalbohrer-Handstückteils befindet.

Auch in dem vorderen Statorflansch 7 sind die Kühlwasserröhrchen 9, 10 teilweise durch entsprechende Bohrungen innerhalb des Flansches 7 (gemäß Fig. 5b) oder mittels nicht näher gezeigter Leitungsbrücken miteinander gekoppelt, so daß insgesamt eine Kühlwasserrückführung durch das Schlauchpaket 18 wie im ersten Ausführungsbeispiel erfolgt.

Aus der vorstehenden Beschreibung des zweiten Ausführungsbeispiels läßt sich entnehmen, daß als Grundprinzip der Erfindung die Arbeitsfluid- und Versorgungsleitungen wie auch die Kühlkanäle durch die Motorpatrone hindurch und in diesem Fall sogar zwischen dem Stator und dem Rotor verlegt sind, so daß eine bisher für unmöglich gehaltene Kompaktheit des Elektromotors bei extremer Leistungsfähigkeit erzielbar ist. Beim zweiten Ausführungsbeispiel verlaufen sämtliche Kanäle parallel zum Rotor in den Pollücken, wodurch erheblich an Bauraum gegenüber der Wendelführung des ersten Beispiels eingespart und trotzdem eine ausreichende Kühlung erreicht werden kann.

Abschließend sei darauf hingewiesen, daß natürlich auch eine Kombination der Kanalführung gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel möglich ist wobei insbesondere der aus dem ersten Ausführungsbeispiel bekannte Reinigungs- und Spülkanal zum Ausschwemmen von Schmutz aus dem Motor auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel in gleicher Weise angeordnet werden kann.

Die Erfindung betrifft zusammenfassend einen Elektromotor vorzugsweise einen Dentalmotor mit einem Rotor, der drehbar in einem von einem Außenmantel umgebenen Stator gelagert ist. Zwischen dem Stator und dem Rotor sind Leitungsröhrchen zur Führung von Arbeits- oder Kühlfluid sowie von Leiterkabels durch den Motor hindurch verlegt. Alternativ oder zusätzlich sind zwischen dem Stator und dem in Radialabstand zum Stator angeordneten Außenmantel zumindest zwei Arbeitsfluidleitungen in Axialrichtung durch den Elektromotor geführt und derart um den Stator gewunden, daß ein verbleibender Freiraum zwischen den Arbeitsfluidleitungen ein Kühlkanalsystem bestehen aus zumindest zwei Kühlkanälen ausbildet. Der Ringspalt zwischen dem Stator und dem Außenmantel ist durch jeweils einen Statorflansch an den Stirnseiten des Motors verschlossen, wobei an dem einen Flansch eine Verbindung zwischen den Kühlkanälen besteht. Am gegenüberliegenden Flansch sind die Kühlkanäle an jeweils eine Kühlleitung angeschlossen.

Claims (18)

1. Elektromotor vorzugsweise mit einem eine Abtriebswelle (2) aufweisenden Rotor (1), der drehbar in einem von einem Außenmantel (4) umgebenen Stator (3) gelagert ist, der über ein Kühlkanalsystem gekühlt ist, dadurch gekennzeichnet, daß Leitungsröhrchen (9 bis 14) zur Führung von Arbeitsfluid, Kühlmittel, und/oder Energie- und Lichtleiter durch den Elektromotor verlegt sind.

2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Arbeitsfluidleitungen (5, 6) zwischen dem Stator (3) und dem Außenmantel (4) in Axialrichtung durch den Elektromotor geführt und derart um den Stator (3) spiralförmig gewunden sind, daß ein verbleibender Freiraum zwischen den Arbeitsfluidleitungen (5, 6) das Kühlkanalsystem ausbildet.

3. Elektromotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlkanalsystem aus zwei durch die Arbeitsfluidleitungen (5, 6) voneinander getrennten im wesentlichen geschlossenen Kühlkanälen (9, 10) besteht, deren Kanalwände von den Arbeitsfluidleitungen (5, 6), dem Stator (3) sowie dem Außenmantel (4) gebildet werden.

4. Elektromotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zwei Kühlkanäle (9, 10) parallel zueinander spiralförmig in Axialrichtung des Elektromotors erstrecken und an sich gegenüberliegenden axialen Endabschnitten des Motors durch jeweils eine Dichtung oder einen Statorflansch (7, 8) fluiddicht begrenzt werden, die zwischen dem Stator (3) und dem Außenmantel (4) angeordnet sind.

5. Elektromotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlkanalsystem einen geschlossenen Kühlkreislauf bildet, wobei der erste Kühlkanal (9) an dem einen Statorflansch (8) über eine externe Zuführleitung (13) mit Kühlmittel beaufschlagbar ist, das am gegenüberliegenden Statorflansch (7) über eine Fluidverbindung (17) in den zweiten Kühlkanal (10) leitbar und zu einer an dem zweiten Kühlkanal (10) im Bereich des Statorflansches (8) angeschlossenen Rückführleitung (14) zurückführbar ist.

6. Elektromotor nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Lichtleitern (27) vorzugsweise aus Glasfasermaterial, die in Axialrichtung durch den Stator (3) des Elektromotors in zwischen den Wicklungen des Stators (3) sich ausbildenden Hohlräumen geführt sind und jeweils an den sich axial gegenüberliegenden Endabschnitten des Motors enden.

7. Elektromotor nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein Versorgungsschlauchpaket (18) mit einem hülsenförmigen Anschlußstück (19), das fest, vorzugsweise einstückig mit dem Außenmantel (4) des Motors verbunden ist, wobei das Schlauchpaket (18) zwei Arbeitsfluid-Versorgungsleitungen (11, 12), Stromversorgungskabel (21) für den Motor, eine zusätzliche Desinfektionsmittelleitung (20, sowie eine Kleinstlampe (24) enthält, die im Bereich oder innerhalb des Anschlußstücks (19) angeordnet ist und den einen Enden der Lichtleiter (27) gegenüberliegt, um diese mit Lichtenergie zu beaufschlagen.

8. Elektromotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Lichtleiterenden aus dem Stator (3) frei vorragen und in einer Halterung (26) gebündelt sind, die innerhalb des Versorgungsschlauchpakets (18) im Bereich des Anschlußstücks (19) angeordnet ist.

9. Elektromotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (26) in axialer Verlängerung zu einer Fassung (25) einstückig mit dieser ausgebildet ist, in der die Lampe (24) eingesetzt ist.

10. Elektromotor nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Desinfektionsmittelleitung (20) am axialen Ende des Stators (3) unmittelbar vor dem Rotor (1) endet, um den Innenraum des Motors zwischen Abtriebswelle (1) und Stator (3) mit Desinfektionsmittel wahlweise zu spülen, wobei der Desinfektionsmittelaustritt aus dem Motor an dem gegenüberliegenden Ende des Stators (3) vorgesehen ist, so daß sich ein offener Desinfektionsmittelkreislauf ausbildet.

11. Elektromotor nach einem der vorstehenden Ansprüche 3 bis 10 dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Arbeitsfluidleitungen (5, 6) innerhalb des Motors Luft und Brauchwasser führen und an den beiden sich gegenüberliegenden Statorflanschen (7, 8) jeweils einen aus dem Motor vorragenden Anschlußstutzen aufweisen.

12. Elektromotor nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Versorgungsschlauchpaket (18) abgewandten Enden der Lichtleiter (27) in dem anderen endseitigen Statorflansch (7) des Motors als Bündel eingelagert sind und nach außen freiliegen, um so eine Lichtanschlußstelle für nachfolgende Lichtleiter zu bilden.

13. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsröhrchen (9 bis 14) zwischen dem Rotor (1) und dem Stator (3) in Pollücken verlegt sind, die sich zwischen einer Erregerwicklung (31) und Statorpolen (30) sowie dem Rotor (1) ausbilden.

14. Elektromotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsröhrchen von der Erregerwicklung (31) und den Statorpolen (30) beabstandet sind, wobei der hierbei entstehende Spalt durch eine Folie ausgekleidet und/oder durch eine aushärtende Gußmasse, vorzugsweise Kunstharz aufgefüllt ist.

15. Elektromotor nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsröhrchen (9 bis 14) in Bohrungen (38, 40) münden, die an vorderen und hinteren Statorflanschen (7, 8) zur Lagerung des Rotors (1) ausgebildet sind, wobei ein Teil der Leitungsröhrchen (9, 10), welche eine Kühlflüssigkeit zur Kühlung des Motors führen, zumindest an einem der Flansche (7, 8) mittels Leitungsbrücken (17) für eine Kühlflüssigkeitsrückführung kurzgeschlossen sind.

16. Elektromotor nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Bohrungen in dem hinteren Statorflansch (8) zwei Bohrungsabschnitte unterschiedlichen Durchmessers hat, wobei Leitungsschläuche aus einem Schlauchpaket (18) jeweils in die kleindurchmessrigen Bohrungsabschnitte geführt und auf die Enden der Röhrchen (9 bis 14) aufgestülpt sind.

17. Elektromotor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Leitungsschläuche auf Grund ihrer Eigenelastizität gegen eine Kante zwischen den Bohrungsabschnitten unterschiedlicher Durchmesser dichtend anlegen und dadurch ein Abziehen der Leitungsschläuche von den Leitungsröhrchen (9 bis 14) verhindern.

18. Elektromotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor als Dentalmotor für den Einbau in das Handstückteil eines Dentalbohrers als Motorpatrone ausgebildet ist.