DE2822708A1 - Kopf fuer zahnaerztliche winkelstuecke - Google Patents

Description

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24. Mai 1978 2/Ha

DEiTTALWERK BÜEMOOS GESEIiSGHAFT M.B.H.,

Bürmoos, Österreich

Kopf für zahnärztliche Winkelstücke

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Die Erfindung betrifft einen Winkelstückkopf für die Aufnahme auswechselbarer Werkzeugschäfte, die an ihrem Ende eine Ringnut und eine Mitnehmerfläche aufweisen, wobei die achsiale Arretierung des Werkzeugschaftes durch federbelastete Wälzkörper erfolgt, deren Schließkraft durch Achsialdruck auf den Werkzeugschaft zu überwinden ist.

Es ist bekannt, die für zahnärztliche Winkelstücke verwendeten Bohr- und Schleifwerkzeuge an deren abgeflachten und mit einer Ringnut versehenen Schaftende dadurch in Arbeitsstellung zu halten, daß durch radiale Öffnungen der Bohrerwelle Kugeln radial gegen die.Ringnut gepreßt werden und somit die Achslags des Werkzeugschaftes sichern während eine Keilnase im Inneren der Bohrerwelle die Drehbewegung des Antriebes auf den Werkzeugschaft überträgt. Der für den Kraftschluß zwischen Spannkugeln und Werkzeugschaft erforderliche Radialdruck wird dabei durch verschiebbare Hülsen bewirkt, die auf der Bohrwelle gelagert und achsial federbelastet sind und mit einem Hohlkegel die Kugeln sowohl in Stellung halten als auch am Herausfallen hindern. Um nun den Werkzeugschaft einführen und spannen als auch wieder entfernen zu können, muß eine zusätzliche Vorrichtung angebracht sein, die mit der Hohlkegelhülse zusammenwirkt, um diese gegen ihre Federlast zwecks Freigabe der Spannkugeln beim Werkzeugwechsel verschieben zu können. Die Betätigungsvorrichtung ist dabei in Arbeitsstellung vom umlaufenden Spannmechanismus abgerückt, um keine Reibwirkungen mit den rotierenden Teilen hervorzurufen und fra% bedingt daher eine separate Federrückstellung. Diese bekannte Spannvorrichtung hat den Nachteil komplizierter und damit kostspieliger Bauweise und Empfindlichkeit der zahlreichen Bauteile gegen Blockierung bei Verschmutzung und Verschleiß der zwangsläufig sehr klein dimensionierten Bauteile. Ein weiterer Nachteil dieses Spannmechanismus ist auch

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darin zu sehen, daß die Betätigungsglieder in Arbeitsstellung aus dem Kopfgehäuse vorspringen müssen und somit die Bauhöhe derartiger Winkelstückköpfe vergrößern. Man hat daher versucht, Bohrerschäfte nur am zylindrischen Teil ihres Schaftes im Winkelstückkopf zu spannen, wozu Federspannhülsen verwendet werden, die in die Bohrerwelle eingebaut oder ein Teil derselben sind und gegen deren Vorspannung der Werkzeugschaft eingeschoben und dann auch gehalten wird. Diese an sich sehr einfache Spannmethode hat den Nachteil, daß die Spannkräfte durch ctejTiöglichen Einschubkräfte beschränkt sind und daher bei höheren Drehmomenten, wie etwa bei Anwendung von Schleifscheiben, der Werkzeugschaft in seiner Halterung durchrutscht und nicht mehr mitgenommen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Nachteile der bekannteren Spannvorrichtungen von Winkelstücken zu beseitigen und eine Spannvorrichtung zu schaffen, die bei einfachem, konstruktiven Aufbau die sichere Spannung der Werkzeugschäfte sowie deren raschen Wechsel ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in Durchbrüchen der Bohrwelle profilierte Wälzkörper federbelastet radial beweglich und in sich drehbar gelagert sind, die in die Nut des Bohrerschaftes einfallen können und durch ihre konkav eingeschnürte Mantelfläche mit den Kanten der Rillen des Werkzeugschaftes über einen Teil deren Umfanges zur Anlage kommen. In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Wälzkörper innerhalb einer Ringfeder anzuordnen, die konzentrisch mit Abstand zur Bohrwelle die Wälzkörper umschließt, radial unter Spannung setzt und mit inneren Ausnehmungen versehen ist, die auf die Kontur der Wälzkörper angreifen und damit die räumliche Lage der Feder festlegen. Weiters wird vorgeschlagen, die Wälzkörper ständig unter Federlast zu halten und deren Einrastung in die Ringnut des Werkzeugschaftes durch

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achsialen Druck ouf den Schuft zu bewirken ebenso wie die Ausrastung bei Entnahme des Werkzeuges. Schließlich wird vorgeschlagen, der Ringfeder kreissymmetrische Grundform zu geben und die Radialspannung durch Verformung aus dieser Grundform zu bewirken. Die erfindungsgemäße Ausbildung der Spannvorrichtung sieht vor, die Mitnähme des Werkzeugschaftes durch einen mit dessen Längsfläche in Eingriff zu bringenden Keilvorsprun;} der Bohrwellenbohrung in an sich bekannter Weise zu bewirken, wobei der Keilvorsprung ein Teil der Welle als auch in diese eingesetzt sein kannr

Nochstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung in einer beispielsweisen Ausführungsform beschrieben

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Winkelstückkopf,

Fig. 2 ist ein Querschnitt der Bohrwelle in der Ebene I - I der Wälzkörper,

Fig. 3 ist derselbe Schnitt in Teilansicht mit radial äußerster Stellung eines Walzkörpers,

Fig. 4 ist ein Teilschnitt wie Fig. 3, mit einer Variante Ringfeder,

Fig. 5 stellt einen Werkzeugschaft daijmit im Schnitt eingezeichneten, im Eingriff stehenden Wälzkörpern.

Gemäß Fig. 1 ist in einem Kopfgehäuse 1 eine Hohlwelle 2 in 2 Kugellagern 3,4 gelagert und über eine Planscheibe 5 mittels aufgeschraubter Verschlußkappe 6 in Stellung gehalten. Das Kopfgehäuse 1 ist am werkzeugseitigen Ende mit einer Bohrung 7 versehen, welche den Durchtritt des vorderen Endes 8 der Bohrwelle und somit auch die Einführung der Werkzeugschäfte 9 gestattet. Eine Dichtscheibe 10 dient dem Schutz des Kugellagers 3 und eine Distanzhülse 11 der Abstandshalterung zwischen den Kugellagern, wobei diese Hülse durch den Eingriff einer Nase 12 in eine Nut des Kopfgehäuses zu diesem in Umfangrichtung in Stellung gehalten

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wird. Im hinteren Ende 14 befinden sich diametral gegenüberliegend zwei Durchbrüche 15, in welchen walzenförmige Klemmkörper 16 beweglich gelagert und von einem federnden Ring 17
koaxial zur Bohrwelle übergriffen und unter Druck gesetzt sind.
Die Klemmkörper können so weit in die Bohrung 18 der Welle eintreten, daß sie in der Ringnut 19 des Werkzeugschaftes 9 zur Anlage kommen, sind aber durch Verengungen 20 der Ausnehmungen 15 am gänzlichen Durchtritt in die Wellenbohrung gehindert.

Die Bohrwelle 2 trägt ein Kegelrad 21 welches mit einem aus dem
Halsstück in das Kopfgehäuse ragenden Kegelrad 22 in Eingriff steht und von diesem aus dem Griffteil des Winkelstückes über die Welle den Antrieb erhält.

Der Werkzeugschaft 9 besitzt an seinem Ende im Bereich der Ringnut mit den Kanten Ife^ine Abflachung 24, die mit einer Keilnase 25 der Bohrwelle in Eingriff gebracht werden muß, wenn der Schaft so weit in den Kopf eingeschoben wird, bis der Klemmkörper 16 in die Ringnut/des Schaftes einfallen und diesen achsial festlegen. Beim Einschieben des Schaftes muß dabei eine Schubkraft aufgewendet werden, die groß genug ist, die in die Bohrwelle vorspringenden Klemmkörper radial anzuheben gegen deren Federbelastung durch den Federring 17. Dasselbe gilt für das Ausschieben des Werkzeugschaftes, wozu ein
Dorn 26 benützt wird, der durch eine Bohrung 27 der Kappe 6 eingeführt und gegen das Schaftende des Werkzeuges gedrückt werden kann.

Kopfgehäuse 1 und Kappe 6 übergreifen die Bohrwelle 2 und deren mitlaufende Teile 16, 17 und 21 mit Abstand, sodaß keine Berührung
zwischen den Gehäuseteilen und dem Antrieb des Werkzeuges gegeben ist und die betriebsmäßige Erwärmung des Winkelkopfes allein auf die Lagerwärme beschränkt bleibt.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Klemmkörper 16 mit konkav ge-

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wölbtem Profil versehen und es ist der Krümmungsradius der Mantelfläche 28 vorzugsweise gleich oder minimal größer als jener des Werkzeugschaftes. Damit wird erreicht, daß jede Klemmrolle bei Anlage gegen die Ringnut 19 des Werkzeugschaftes dort über einen Teil des Umfanges der Nut Linienberührung hat zum Unterschied der reinen Punktauflage bei der bisher üblichen Verwendung von Kugeln als Klemmkörper. Die gezeichnete Form der Klemmkörper vermindert wesent-

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lieh die spezifische Druckbelastung der Rillenkanten/des Werkzeugschaftes und verhindert somit dessen Beschädigung bei wiederholtem Werkzeugwechsel. Erst dadurch ist es möglich, die Ein- und Ausrastung der Klemmkörper allein durch den Werkzeugschaft selbst zu bewerkstelligen.

Die Ringfeder 17 ist im Bereich der Klemmkörper 16 mit inneren Vertiefungen 29 versehen, in welche das Profil der Klemmkörper eingreift und wodurch die räumliche Lage der Ringfeder zu den Klemmkorpern und der Bohrwelle festgelegt ist. Die Ringfeder ist in Arbeitsstellung gemäß Fig. 2 in Richtung der Klemmkörper unter Spannung, wobei sie aus der kreisförmigen Grundform leicht oval verformt wird. Bei Durchtritt des vollen Schaftdurchmessers zwischen den beiden Klemmkörpern entsprechend deren Position in Fig. 3 wird diese Verformung um den Betrag 2 χ α erhöht und sind die dabei auftretenden Kräfte auf den Werkzeugschaft durch die Einschubkraft desselben zu überwinden. Es hat sich gezeigt, daß bei den praktisch möglichen Ein- und Ausschubkräften, die von Hand aufzubringen sind und bis ca. 5 kp betragen können, mit Klemmwalzen der vorgeschlagenen Formgebung durchaus die erforderlichen Haltekräfte der Klemmkörper zur betriebssicheren Arretierung des Werkzeuges erreicht werden können.

Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Ringfeder ist in Fig. 4 gezeigt, wo anstelle von Ausnehmungen zur Aufnahme der Klemmkörper Einbuchtungen 30 des Federquerschnittes vorgesehen sind, die am

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kleinsten Durchmesser der Klemmrollen angreifen und mit Nasen 31 die Klemmrollen auch über deren Umfang übergreifen, um die gegenseitige Lage allseitig zu sichern. Bei dieser Ausbildung können die Klemmrollen gegenüber der Ringfeder weniger Reibung erhalten als gegen den Werkzeugschaft und sich somit drehen, wenn der Schaft ein- und ausgeschoben wird. Dadurch wird zusätzlich eine Schonung der Werkzeugschäfte gegen Abnützung an der Ringnut 19 erreicht.

Um die Wirkung der Fliehkräfte auf die Klemmrollen auszuschalten, die ja gegen deren Arretierfunktion wirksam werden, ist es vorteilhaft, quer zur Achse der Klemmkörper 16 auf der Ringfeder 17 Fliehgewichte 32 vorzusehen und so zu bemessen, daß deren Fliehkräfte zumindest gleich sind wie jene der Klemmkörper. Um den Fliehkraft-

/h ausgleich zu erleichtern ist es vorteilhaft, die Klemmkörper/^der

gezeichneten Hohlform auszuführen und so deren Gewicht zu reduzieren.

Fig. 5 zeigt den Werkzeugschaft und die in seine Ringnut 19 eingreifenden Klemmkörper 16 in gleicher Schnittebene wie Fig. 1.

Die Ausführungsform der Erfindung ist keineswegs auf die gezeichneten Beispiele beschränkt.

So ist es etwa durchaus möglich, die Spannvorrichtung auch in luftgetriebenen Winkelstücken oder in Handstücken zu verwenden, wobei in diesen Fällen Möglichkeiten bekannt sind, die Werkzeugschäfte ein- und ausschieben zu können.

Weiters kann sowohl die Anzahl als auch die Lage der Klemmkörper variiert werden und es ist auch denkbar, die Klemmkörper mit dem Federelement fest zu verbinden oder sogar als einen Teil des Federelementes auszubilden, wenn man auf die Rollbewegung dieser Klemmkörper verzichtet.

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Auch wird es den Rahmen der Erfindung nicht verlassen, wenn man die Form der Ringfeder abwandelt oder diese z.B. aus elastisch verformbarem Material herstellt etwa in Form eines Mantels aus Plastik oder Gummi oder dergleichen. Weitergehend konnte auch der Mantel über den Klemmkörpern ein starrer Ring sein mit elastischer Auskleidung und ebenso wäre es denkbar, die Klemmkörper selbst aus elastisch verformbaren Werkstoff herzustellen und durch die Eigenfederung der Klemmkörper ganz oder teilweise die erforderlichen Arretierkräfte zu gewinnen.

Soweit hohle Klemmelemente Verwendung finden, können diese auf Achsen gelagert sein, welche gegebenenfalls als Federelemente bemessen sind.

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Leerseite

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Kopf für zahnärztliche Winkelstücke mit hohlzylindrischer Bohrwelle zur Aufnahme von Winkelstückbohrern, deren achsiale Arretierung durch radial belastete Klemmkörper erfolgt, die durch Öffnungen der Bohrwelle in eine Ringnut des Werkzeugschaftes eingreifen können, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkörper (16) mit konkav gewölbter Mantelfläche (28) ausgebildet sind, die mit den Kanten der Ringnut (19) des Werkzeugschaftes (9) über einen Teil deren Umfanges zur Anlage kommt und die konstant federbelastet oder durch Eigenfederung in Schließstellung gehalten werden.

2. Kopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkörper (16) aus der Schließstellung nur durch die Mantelfläche des Werkzeugschaftes (9) radial abgehoben werden können.

3. Kopf nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkörper (16) Wälzkörper sind, deren Mantelfläche (28) kreisförmig eingeschnürt ist nach einem Radius gleich oder größer als jener des Werkzeugschaftes.

4. Kopf nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkörper (16) von einer ringförmigen Feder (17) übergriffen sind, deren Hohlform (29) der Außenform der Klemmkörper (16) angepaßt ist.

5. Kopf nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Angriff der Ringfeder auf die Klemmkörper am kleinsten Durchmesser bzw. im Bereich dieses kleinsten Durchmessers erfolgt.

6. Kopf nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkörper paarweise und diametral in der Hohlwelle gelagert sind.

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ORIGINAL INSPECTED

7. Kopf nach Anspruch 1 bis ό, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkörper (16) Hohlkörper sind.

8. Kopf nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Federelement (17) quer zur Wirkebene der Klemmkörper
Fliehgewichte (32) angreifen, deren Fliehkräfte gleich oder größer als jene der Klemmkörper (16) sind.

9. Kopf nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (17) aus plastisch elastischem Material, z.B.
Gummi oder Kunststoff besteht.

10. Kopf nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkörper (16) aus plastisch elastischem Material bestehen-

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