DE2703646C2 - Mit Luftturbinenantrieb versehenes zahnärztliches Handstück - Google Patents

Description

a) in an sich bekannter Weise ist ein ringförmiges Lagerabstützorgan (8) vorgesehen, das sich in Axialrichtung gegen die ihm zugekehrte Stirnfläche des oder der Lagerelemente (7) abstützt;

b) das Lagersbstützorgan (8) ist in einer die Luftzu- und -ableitung für die Schaufeleinheit (2) freilassenden Stellung gegen Drehung gesichert;

c) das oder die Lagerelement»:- (7) ist bzw. sind durch eine in Axialrichtung auf das Lagerabstützorgan (8) einwirkende Anpreßkraft gegen Verlagerung in Achsrichtung oder einer die Achse schneidenden Richtung gesichert.

2. Handstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf das eine Ende des Gehäuses (1) ein Deckel (12) aufschraubbar ist und durch Festziehen des Deckels das ringförmige Lagerabstützorgan (8) gegen die Stirnfläche oder Stirnflächen des oder der Lagerelemente (7) in Axialrichtung anpreßbar ist.

3. Handstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Axialrichtung auf beiden Seiten der Schaufeleinheit (2) jeweils ein Paar von Lagerelementen (7) derart angeordnet ist, daß das Lagerabstützorgan (8) die Lagerelemente überbrückt.

4. Handstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (7) zwischen der Schaufeleinheit (2) und einer Seite des Gehäuses (1) angeordnet ist sowie das ringförmige Lagerabstützorgan (8) zwischen dem Lagerelement und einer Gehäuseendplatte (122) sitzt.

5. Handstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Lagerabstützorgan (8) als von dem Gehäuse (1) gesondertes Bauteil ausgebildet und mit Lufteinlaß- und -austrittsöffnungen (83,84) versehen ist, die mit der Luftzu- und -ableiteinrichtung zusammenwirken.

6. Handstück nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerabstützorgan (8) eine Klinke (81) bildet, die sich zwecks drehfester Verbindung des Lagerabstützorgans mit dem Gehäuse (1) in eine in der Gehäuseinnenwand ausgebildete Klinkennut

(82) einlegt

7. Handstück nach Anspruch.5, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Lagerabstützorgan (8) mit einem in Axialrichtung verlaufenden Schlitz (821) versehen ist, in den sich zwecks drehfester Verbindung von Lagerabstützorgan (8) und Gehäuse

(1) ein vom Gehäuse vorstehender Stift oder Keil (811) einlegt.

8. Handstück nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerabstützorgan (8) ein mit der Innenwand des Gehäuses (1) einteilig verbundener, vorspringender Wandabschnitt ist.

9. Handstück nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerabstützorgan (8) von einer ringförmigen zylindrische« Wand gebildet ist, die von der einen Seite des Lagerelements (7) vorspringt und mit dem Gehäuse (1) über

«.in ■ «.JiJiviivigaii vxi \.ιπ^ΐΐ v\,tuuiiutii ιοί« viao uuilii das Gehäuse hindurchreicht

10. Handstück nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerabstützorgan (8) von einem von der Innenwand einer Hülse (17) vorstehenden Wandabschnitt gebildet ist, die Hülse als vom Gehäuse (1) gesondertes Bauteil ausgebildet ist, in dem das oder die Lagerelemente (7), die Wellenanordnung (3) und die Schaufeleinheit

(2) untergebrach? sind, und daß die Hülse (17) mittels des Deckels (12) in dem Gehäuse festlegbar ist

Die Erfindung betrifft ein mit Luftturbinenantrieb versehenes zahnärztliches Handstück gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solches Handstück ist bekannt\US-PS 33 84 344). Dabei, stellt die Abstützung der Lagerelemente über ringförmige elastische Körper sicher, daß sich die Lager unter Ausbildung von ringförmigen Luftlagerkissen genau konzentrisch zur Umfangsfläche der Turbinenwelle einstellen können, ohne daß eine solche Einstellung durch eine besonders eng tolerierte Präzisionsbearbeitung der Innenfläche des Gehäuses und der Lagerelemente erzwungen zu werden braucht. Dieser fertigungstechnische Vorteil muß jedoch zuweilen mit einer verkürzten Lebensdauer der Lageranordnung erkauft werden. Bei der zahnärztlichen Arbeit werden nämlich auf die Turbinenwelle über das We-kzeug oft Radialkräfte ausgeübt. Solche Radialkräfte suchen den Werkzeugschaft und mit ihm auch die Turbinenwelle und deren Lager gegenüber dem Gehäuse zu kippen. Dadurch können auf die elastischen Körper Druckkräfte ausgeübt werden, die die elastische Verformbarkeit dieser Körper übersteigen. Durch wiederholte Kippbeanspruchungen kann die Lagerung verhältnismäßig rasch zerstört werden. Zu entsprechenden Ausfällen kann es auch durch eine gewisse Versprödung des Werkstoffes der elastischen Körper während ausgedehnter Betriebsdauern kommen. Schaden an den elastischen Körpern bewirken bei dem bekannten Handstück Vibrationen der Turbine. Die Turbinendrehzahl fällt ab. Das Handstück wird schließlich unbrauchbar.

to Daneben ist ein zahnärztliches Handstück mit Luftturbinetiantrieb und luftgelagertem Rotor bekannl (DE-AS 10 99 693), bei dem ein ringförmiges Lagerabstützorgan zwischen zwei Lagerelementen sitzt, die

durch Anlage an der Gehäuseinnenwand mit Bezug auf die Turbinenwelle ausgerichtet werden. Um für die notwendige Konzentrizität der Lagerelemente zur Turbinenwelle zu sorgen, ist dabei eine aufwendige Präzisionsbearbeitung der zylindrischen Innenfläche des Gehäuses und der Außenflächen der Lagerelemente erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Handstück zu schaffen, das einerseits die fertigungsmäßigen Vorteile bekannter Handstücke aufweist, bei denen die Lagerelemente im Gehäuse über ringförmige elastische Körper abgestützt sind, das aber andererseits eine Lebensdauer hat, die vergleichbar mit oder höher als diejenige ist, die bei präzisionsgefertigten Turbinenhandstücken mit im Gehäuse über Passungen geführten Lagerelementen erzielbar ist

Diese Aufgabe wird mit der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalskombination auf überraschend einfache und gleichwohl wirkungsvolle Weise gelöst

Bei dem Handstück nach der Erfindung können sich die Lagerelemente in der bekannten Weise aufgrund der Nachgiebigkeit der elastischen Körper während der Montage unabhängig von relativ großen Fertigungstoleranzen genau konzentrisch zu der Turbinenwelle einstellen. Durch die Verspannung über das Lagerabstützorgan werden die elastischen Körper dann aber entlastet Aufgrund der Verspannung können sich auch starke, während der zahnärztlichen Arbeit auftretende Radialkräfte nicht oder nur verhältnismäßig wenig an den elastischen Körpern bemerkbar machen. Die Funktionsfähigkeit des Handstücks bleibt selbst dann erhalten, wenn nach langer Lager- und Arbeitsdauer eine gewisse Versprödung des Werkstoffes der elastischen Körper auftritt.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine Gesamtansicht eines zahnärztlichen Handstücks,

Fig.2 einen Schnitt durch einen wesentlichen Teil (Bereich A de: Fig. 1) des Handstück; entsprechend einer ersten Ausführungsform,

Fig.3 einen Längsschnitt durch den mittleren Teil der Anordnung nach F i g. 2,

Fig.4 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines ringförmigen Lagerabstützorgans und des Gehäuses für die Aus/ührungsform gernäß den F i g. 1 bis 3,

Fig.5 einen Schnitt ähnlich Fig.2 für eine zweite Ausführungsform,

F i g. 6 einen Schnitt ähnlich F i g. 2 für eine dritte Ausführungsform,

F i g. 7 eine perspektivische Explosionsdarstellurg des Lagerabstützorgans und des Gehäuses im Falle der dritten Ausführungsform, und

Fig.8, 9 und 10 Schnittdarstellungen ähnlich Fig.2 für drei weitere abgewandelte Ausfühfungsföf men.

Bei der Ausführungsform gemäß den F i g. 1 bis 4 wird eine unerwünschte Verlagerung eines Lagerelements 7 durch eine Anlagedruckkraft verhindert, die dadurch erzeugt wird, daß ein ringförmiges Lagerabstützorgan 8 in Axialrichtung gegen die Stirnfläche des Lagerelements 7 angepreßt wird. 9£i der Anwendung des Lagerabstützorgans 8 ist dafür gesorgt, daß sich das Organ 8 nicht in Umfangsrichtung mit Bezug auf die Innenwand des Gehäuses ) drehen und dadurch die Luftzufuhr zu und die Luftableitung von einer Schaufeleinheit 2 versperren kann.

Die sechs im folgenden erläuterten Ausführungsformen des Handstücks unterscheiden sich hinsichtlich der Form des ringartigen Lagerabstützorgans und der Form der Mittel, die eine Drehung des Lagerabstützorgans verhindern.

Vor einer näheren Erläuterung des Lagerabstützorgans sei zunächst kurz der Aufbau einer luftgetriebenen

in Turbine und eines Luftlagers beschrieben, die bei sämtlichen Ausführungsformen vorhanden sind. Da Turbinen und Lager dieser Art bekannt sind, erübrigt sich eine detaillierte Funktionsbeschreibung derselben. Die Schaufeleinheit 2 sitzt innerhalb des Gehäuses 1 und ist mit einer Wellenanordnung 3 zusammengefaßt, die ihrerseits von einer Schaufelwelle 30 und einer Wellenhülse 31 gebildet wird, welche die Welle 30 umschließt Dts Lagerelement 7 weist einen Innenring 70 und einen Außenring 71 auf. Zwischen dem Lagerelement 7 und der Wellenanordnung 3 befindet sich ein Radialluftspalt 4, während zwischen dem Lagerelement 7 und einem am Ende der Wellenhülse 31 ausgebildeten Flansch 310 ein Luftspalt 5 in Axialrichtung vorgesehen ist Die beiden Lagerringe 70 und 71 sind mit Lufteinlaßöffnungen 13 und 14 versehen, um die Luftspalte 4 und 5 mit Luft zu versorgen. Ein O-Ring 6 {& h. ein ringförmiger elastischer Körper) wird durch Radialdruckkräfte zwischen dem Außenring 71 und der Innenfläche des Gehäuses 1 gehalten. Die Fixierung des

jo Lagerelements 7 mit Bezug auf das Gehäuse 1 erfolgt durch den elastischen O-Ring 6. Mit 9 ist ein zu der Schaufeleinheit 2 führender Lufteinlaßkanal bezeichnet. Bei 10 ist ein Luftaustrittskanal dargestellt Die Luftzufuhr zu dem Lagerelement 7erfolgt über einen Lufteinlaßkanal 11. Ein Deckel 12 deckt das Ende des Gehäuses 1 ab; er ist auf einen Gewindeabschnitt 121 aufgeschraubt Von dem Lagerelement 7 wird Luft über Luftaustrittskanäle 15 und 16 abgeleitet Bei T ist die Spitze eines Werkzeuges dargestellt

Das in den Fig.2 bis 4 veranschaulichte Handstück weist zwei Lagerelemente 7 auf, die zu beiden Seiten der Schaufeleinheit 2 angeordnet sind. Eine rotierende Welle Sist an zwei Stellen beidseitig der Schaufeleinheit in den beiden Lagerelementen 7 gelagert. Das Lagerabstützorgan 8 ist bei dieser Ausführungsform ein ringförmiges Bauteil aus einem anderen Metall als das Gehäuse 1. Das Lagerabstützorgan 8 ist mit einer Klinke 81 versehen, die durch entsprechendes Schlitzen und Verformen des Organs 8 erhalten wird und deren Aufgabe es ist, eine Drehung des Organs 8 zu verhindern. Das Lagerabstützorgan 8 weist ferner eine Luftei.ilatoifnung 83 und eine Luftaustrittsöffnung 84 auf, die mit dem Lufteinlaßkanai 9 bzw. dem Luftaustrittskanal 10 ausgerichtet sind (Fig.i). Die Klinke 81 legt sich in eine Klinkennut 82 in der Innenwand des Gehäuses 1 ein. Das Lagerabstützorgan sitzt bei dieser Ausführnngsform innerhalb des Gehäuses 1 unmittelbar über der Schaufeleinheit 2. Es wird an beiden Enden gegen die Stirnseite des Lägereiements 7 in Axialrichtung angepreßt. Diese Anpreßkrafi wird dadurch erhalten, daß sich die Innenfläche 120 des Deckels 12 gegen die rechte Stirnfläche des Lagerelements 7 anlegt und diesis nach links drückt, wodurch eine Anpreßkraft auf die linke Seite des Lagerelements 7 ausgeübt wird, wenn der Deckel 12 mit dem Gehäuse 1 verschraubt wird. Diese Kontakt-Anpreßkraft reicht aus, um eine unerwünschte Verlagerung der Lagerelemente 7 zu verhindern.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 5 ist ein einzelnes Lagerelement 7 der vorstehend erläuterten Art vorgesehen; das Lagerabstützorgan 8 hat die gleiche Form wie im Falle der zuvor beschriebenen Ausführungsform. Der einzige Unterschied besteht darin, daß an der Innenseite des Deckels 12 eine gesonderte Endplatte 122 vorhanden ist, um eine Anpreßkraft auf die Stirnseite des Lagerabstützorgans 8 auszuüben.

Die Ausführungsform nach den F i g. 6 und 7 unterscheidet sich von den beiden zuvor erläuterten Ausführungsformen hinsichtlich der Ausbildung der Mittel, die eine Drehung des Lagerabstützorgans verhindern. Bei dieser Ausführungsform ist am hinteren Ende des Lagerabstützorgans 8 ein in Axialrichtung verlaufender Längsschlitz 821 vorgesehen. Ein vom r> Gehäuse 1 abstehender Stift oder Keil 811 legt sich im zusammengebauten Zustand in den Längsschlitz 821 ein und sorgt für eine drehfeste Verbindung zwischen dem Organ 8 und dem Gehäuse 1. Auf der Stirnfläche des Lagerabstützorgans 8 wird über den Deckel 12 eine Kontakt-Anpreßkraft in der gleichen Weise aufgebracht, wie dies anhand der F i g. 2 bis 4 beschrieben ist.

Während bei den zuvor erläuterten Ausführungsformen das Lagerabstützorgan 8 ein von dem Gehäuse 1 gesondertes Bauteil darstellt, zeigen die Fig.8 und 9 Ausführungsformen, bei denen das Lagerabstützorgan mit dem Gehäuse 1 oder einem Lagerelement 7 verbunden ist. So ist im Falle der Fig.8 das Lagerabstützorgan 8 ein ringförmiger, nach innen vorspringender Wandabschnitt des Gehäuses 1, der sich gegen die axialen Stirnflächen des linken und des rechten Lagerelements 7 anlegt, wenn der Deckel 12 ausreichend festgezogen wird. Weil das Gehäuse 1 und das Organ 8 einteilig miteinander verbunden sind, sind zusätzliche Mittel zur gegenseitigen drehfesten Verbindung nicht notwendig.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 9 wird das Lagerabstützorgan 8 von einer ringförmigen zylindrischen Wand gebildet, die in Axialrichtung von der Stirnseite des Iinnenrings 70 des einen Lagerelements 7 vorsteht. Bei der Anordnung nach F i g. 9 handelt es sich dabei um das rechte Lagerelement. Dieses Lagerelement ist so ausgebildet, daß das linke Ende der zylindrischen Wand 8 gegen die Stirnseite des linken Lagerelements 7 angepreßt wird, wenn auf das rechte Lagerelement 7 mittels des Deckels 12 eine Kraft in axialer Richtung ausgeübt wird.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen wird das ringförmige Lagerabstützorgan 8 zusammen mit dem oder den Lagern 7 im Gehäuse montiert. Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 wird dagegen mit einem Patronensystem gearbeitet, wobei die Innenteile (Wellenanordnung 3. Schaufeleinheit 2 usw.) einschließlich der Lager 7 zuvor in einer Hülse 17 untergebracht werden, die zugleich das Lagerabstützorgan 8 bildet und die dann in das Gehäuse 1 eingesetzt wird, das mit dem Deckel 12 verschlossen wird. Die in Fig. 10dargestellte Hülse 17 kann sich an die Innenwand des Gehäuses 1 anlegen. Eine ringförmig vorspringende Wand ist als Lagerabstützorgan 8 an der Innenfläche der Hülse 17 vorgesehen. Die Länge der Hülse 17 ist in Axialrichtnng derart bemessen, daß die Lagerelemente 7 und die Schaufeleinheit 2 ausreichend abgedeckt werden. Die vorstehend genannten Bauteile werden zunächst in die Hülse 17 eingebracht, wobei die Stirnseiten der Lagerelemente 7 mit vorbestimmter Anpreßkraft an dem linken und rechten stirnseitigen Ende der vorspringenden Wand 8 anliegen können. Die Hülse wird dann in das Gehäuse 1 eingesetzt: der Deckel 12 wird aufgeschraubt. Anschließend wird ein vorzugsweise als Feststeilschraube ausgebildeter und die Wand des Gehäuses 1 durchsetzender Keil 811 an die Hülse 17 angepreßt, um auf diese Weise eine Drehbewegung des Lagerabstützorgans 8 zu verhindern. Das Lagerabstützorgan 8 weist wie im Falle der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele eine Lufteinlaßöffnung 83 und eine Luftaustrittsöffnung 84 auf. In jedem Fall wird das ringförmige Lagerabstützorgan 8, das an einer Drehung gehinder· wird, gegen die Stirnfläche oder Stirnflächen des oder der Lagerelemente 7 in Achsrichtung angepreßt. Wird die Kontakt-Anpreßkraft des oder der Lagerelemente 7 größer als die Verlagerungskraft des oder der Lagerelemente 7 gemacht, lassen sich unerwünschte Verlagerungen mit Sicherheit verhindern, die das Lagerelement oder die Lagerelemente nachteilig beeinflussen wurden und die auf eine Kraftübertragung über die rotierende Welle 5 zurückgehen. Dadurch wird die Belastbarkeit der Lager wesentlich erhöht. Das Lagerabstützorgan 8 behindert die für den Antrieb der Schaufeleinheit 12 zuströmende und abströmende Luft nicht; infolgedessen werden die Turbineneigenschaften in keiner Weise beeinträchtigt. Die Ausführungsformen nach den F i g. 2 bis 7, bei denen das Organ 8 ein vom Gehäuse 1 gesondertes Bauteil ist, führen zwar zu einer erhöhten Anzahl von Einzelteilen, haben jedoch den Vorteil, daß der Aufbau des Lagerelements 7 nicht in größerem Umfang geändert zu werden braucht, sowie daß die Ausbildung und die Montage der Einzelteile einfach sind. Im Falle der Ausführungsform nach den F i g. 8 und 9, wo das Lagerabstützorgan 8 mit bereits vorhandenen Bauteilen verbunden ist, bedarf es einer genauen Bemessung des Lagerabstützorgans 8; die Anzahl der Einzelteile wird jedoch nicht vergrößert Bei der Ausführungsform nach F i g. 10 ergeben sich montagemäßig insofern besondere Vorteile, als der Zusammenbau der vormontierten Patrone mit dem Gehäuse 1 und dem Deckel 12 vereinfacht ist.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   L. Mit Luftturbinenantrieb versehenes zahnärztliches Handstück mit einem Gehäuse, einer in dem Gehäuse untergebrachten Schaufeleinheit, einer mit der Schaufeleinheit zu einer Baugruppe vereinigten Wellenanordnung, einem oder mehreren die Wellenanordnung tragenden Lagerelementen, mindestens einem ringförmigen elastischen Körper, der durch Druckkräfte zwischen dem oder den Lagerelementen und der inneren Umfangsfläche des Gehäuses gehalten ist und aufgrund seiner Elastizität das oder die Lagerelemente mit Bezug auf das Gehäuse festlegt, einem zwischen der Welle und dem oder den Lagerelementen vorgesehenen ringförmigen Radialluftspalt, einem Luftspalt in Axialrichtung zwischen dem oder den Lagerelementen und der Seitenfläche -des wellenseitigen Teils der Schaufe-

   t\.IllllCil, SvfiWiv. im«. ViHVi *^uiv«.u~ Uhu 'ukrivnviui ivii" tung zum Drehen der Schaufeleinheit und zur Ausbildung von Luftlagern mittels der Luftspalte in Radial- und Axialrichtung, gekennzeichnet durch die Kombination foigender Merkmale: