DE2703646C2 - Mit Luftturbinenantrieb versehenes zahnärztliches Handstück - Google Patents
Mit Luftturbinenantrieb versehenes zahnärztliches HandstückInfo
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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)
- 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:
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1977
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