DE1147003B

DE1147003B - Zahnaerztliches Bohrhandstueck mit einer in druckluftgeschmierten Gleitlagern gelagerten Antriebswelle

Info

Publication number: DE1147003B
Application number: DES75401A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Carl Heynemann
Original assignee: Siemens Reiniger Werke AG
Current assignee: Siemens Reiniger Werke AG
Priority date: 1961-08-22
Filing date: 1961-08-22
Publication date: 1963-04-11

Description

Zahnärztliches Bohrhandstück mit einer in druckluftgeschmierten Gleitlagern gelagerten Antriebswelle Die Erfindung bezieht sich auf ein zahnärztliches Handstück für Bohrer und andere rotierende Werkzeuge, bei dem die Antriebswelle in druckluftgeschmierten Gleitlagern gelagert ist und auch Druckluft als Antriebsmittel für die Welle dient. Ist dabei die Schmiermittelzufuhr unabhängig vom Antriebssystem, so kann die Antriebswelle auch im Stillstand schwimmend in den Lagerschalen gehalten werden. Werden jedoch die Lagerluft und die Treibluft der gleichen Druckluftquelle entnommen und gemeinsam dem Handstück zugeführt, so liegt die Antriebswelle im Ruhezustand den Lagerschalen an. Damit treten Probleme auf, die im Interesse einer einwandfreien Funktion und möglichst langen Lebensdauer des Handstücks gelöst werden müssen.
Es kann natürlich auch sonst bei in druckluftgeschmierten Gleitlagern laufender Turbine vorkommen, daß unter dem Einwirken äußerer Kräfte die Turbinenwelle die Lagerflächen anläuft und sich an den Lagerflächen reibt. Es ist daher vorgeschlagen worden, die mögliche Berührungsfläche mit guten Gleiflaufeigenschaften auszustatten, die Werkstoffe für die Turbinenwelle und die Anlaufflächen aufeinander abzustimmen, beispielsweise die Lagerflächen aus Kunststoff, die Turbine aus nichtrostendem Stahl oder Messig zu fertigen.
Diese Maßnahmen genügen aber nicht, um das oben geschilderte Problem restlos zu lösen. Es wird daher bei einem zahnärztlichen Handstück für Bohrer oder andere rotierende Werkzeuge, bei dem die Antriebswelle in druckluftgeschmierten Gleitlagern gelagert ist und Druckluft auch als Antriebsmittel für die Welle dient, erfindungsgemäß bei Lieferung von Tragluft und Treibluft aus einer gemeinsamen Druckluftquelle für die Schaffung und Aufrechterhaltung eines Staudrucks in den Lagern während der ganzen Umlaufzeit gesorgt, indem in der Zuleitung und in der Rückleitung für die Druckluft Steuermittel, insbesondere derart ausgebildete und oder gesteuerte Magnetventile vorhanden sind, daß vor Beginn des Umlaufs eine koaxiale Einstellung der Antriebswelle zu den Lagerschalen erfolgt und bis zur Beendigung des Umlaufs zumindest im Leerlauf und normalen Arbeitsbetrieb eine freie Luftlagerung der Welle gesichert ist. Durch diese Maßnahmen gemäß der Erfindung wird erreicht, daß auch bei gemeinsamer Zulieferung von Tragluft und Treibluft aus der gleichen Druckluftquelle schädliche Reibkontakte zwischen den Turbinenteilen und den Lagerflächen vermieden werden.
Ein zahnärztliches Handstück gemäß der Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt. Es zeigt Fig. 1 ein zahnärztliches Winkelhandstück in Seitenansicht.
Fig. 2 einen axialen Längsschnitt durch den Winkel kopf, Fig. 3 eine Seitenansicht einer der Lagerkappen, teilweise ausgebrochen, Fig. 4 eine Draufsicht auf die Kappe gemäß Fig. 3, Fig. 5 eine Schaltungsanordnung.
Das zahnärztliche Bohrhandstück 1 besteht aus dem Griffteil 2, dem abgewinkelten Stiel 3 mit dem Winkeltopf 4 und dem Bohrer 5, dem Druckwasser-und Druckluftleitungen umhüllenden Schlauchstück 6.
Gemäß Fig. 2 endet der Stiel 3 des Handstücks 1 in einem Hohlzylinder 7, in dem eine Turbine 8 untergebracht ist. Sie besteht aus der Welle 9, die mit einer gestrichelt angedeuteten Bohrung 10 für das einzusetzende Werkzeug versehen ist, und den über den Umfang des Mittelstücks der Welle regelmäßig verteilten Turbinenschaufeln 11. Über die beiden an ihrem Ende verjüngten Wellenstümpfe ist in den Hohlzylinder 7 hinein je eine den Formen der Turbine 8 angepaßte Lagerkappe 12 geschoben, insbesondere durch Haftverbindung befestigt. Die beiden Lagerkappen bestehen aus je einem Stück und stimmen weitgehend überein. Der zwischen den Lagerkappen und der Turbine bzw. der Turbinenwelle vorhandene spaltförmige Raum 13 ist betriebsmäßig mit Druckluft gefüllt.
In den zylindrischen Umfang jeder der beiden Lagerkappen 12 ist eine Ringnut 14 eingeschnitten, in deren Bodenfläche, über den ganzen Umfang gleichmäßig verteilt, in einer Radialebene beispielsweise acht radial gestellte Bohrungen 15 als Verbindung zwischen der Ringnut 14 und dem Spaltraum 13 angebracht sind. Vorteilhafterweise kann über die Bodenfläche der Ringnut eine Folie 16 gelegt sein, die im Bereich der Bohrungen 15 düsenartige Löcher 17 besitzt, so daß die Bohrungen 15 als Stauraum für die Druckluft wirken. Weiter sind von der dem Schaufelraum 18 zugekehrten Seitenwand der Ringnut 14 aus düsenartige Bohrungen zum Schaufelraum hin in die Lagerkappe derart eingeschnitten, daß die durch die Düsen 19 in den Schaufelraum einströmende Druckluft schräg tangential in die Schaufeln einfällt.
Die Druckluft wird den beiden Ringnuten 14 durch einen im Handstück 1 vorhandenen Kanal 20 zugeführt, der sich im Stiel 3 kurz vor dem Winkelkopf 4 in zwei zu den Ringnuten führende Kanäle 21, 22 aufteilt. Der wesentliche Teil der entspannten Arbeitsluft wird durch den Kanal 23 abgeführt.
Die Versorgung der Turbine mit Druckluft erfolgt gemäß Fig. 5 von einem nicht dargestellten Kompressor aus durch die Leitung 24 über ein Feinstfilter 25, ein Reduzierventil 26, ein durch einen Elektromagneten 27 gesteuertes Absperrventil 28 und eine sich anschließende flexible, im Schlauch 6 (Fig. 1) untergebrachte Leitung, die in den Kanal 20 übergeht. In der vom Kanal 23 ausgehenden und durch den Schlauch 6 fortgesetzten Rückleitung 29 liegt ebenfalls ein durch einen Elektromagneten 30 gesteuertes Absperrventil 31. In Reihe mit der Magnetspule 27 liegt der Schaltfinger 32 eines Arbeitskontaktrelais 33 und in Reihe mit der Magnetspule 30 der Schaltfinger 34 eines Ruhekontaktrelais 35; beide Relais sind so bemessen, daß sie mit Verzögerung abfallen. Die Spulen der beiden Relais 33 und 35 sind an den Ein- bzw. Ausschaltkontakt eines Schalters 36 angeschlossen, mit dem der Zahnarzt sein Bohrhandstück in Betrieb setzt oder stillegt. Im allgemeinen wird hierfür ein Fußschalter verwendet. Entsprechend vervollständigte Stromkreise sind bei 37, 38 an eine geeignete Spannungsquelle angeschlossen.
Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 5 arbeitet folgendermaßen: Wird der Hauptschalter des Dentalgerätes eingeschaltet, besteht der Zustand, wie er in der Fig. 5 dargestellt ist. Bei ausgeschaltetem Fußschalter 36 erhält die Spule des Relais 35 Strom, öffnet den Schaltkontakt 34 im Stromkreis der Magnetspule 30 des Ventils 31, so daß die Druckluftrückleitung 29 geschlossen ist. Wird nun der Fußschalter 36 eingeschaltet, schließt sich der Stromkreis der Spule des Relais 33 und damit der Stromkreis der Magnetspule 27 des Ventils 28, so daß Druckluft in die Traglager 13 und den Schaufelraum 18 einströmt.
Gleichzeitig wird die Spule des Relais 35 stromlos.
Da es aber mit Verzögerung abfällt, bleibt zunächst das Magnetventil 31 in der Rückleitung 29 noch geschlossen, so daß ein Staudruck in den Traglagern 13 sich ausbildet, infolge der noch geschlossenen Rückleitung die Turbine sich jedoch noch nicht dreht, sondern zunächst die Turbinenwelle 9 in den Schwirninzustand kommt. Erst nach einer gewissen Zeit öffnet sich das Magnetventil 31 und damit die Rückleitung 29, so daß die Turbine zu laufen beginnt.
Wird nun nach beendeter Arbeit der Fußschalter 36 wieder ausgeschaltet, so schließt sich sofort das Magnetventil 31 in der Rückleitung. Da das Relais 33 jedoch mit Verzögerung abfällt, bleibt zunächst noch die Zuleitung 24 offen, so daß Druckluft zum Handstück geliefert wird, jedoch die Turbine bis zum schließlichen Stillstand gebremst wird. Erst nach einer gwissen Zeit schließt sich das Ventil 28, Druckluft wird nicht mehr nachgeliefert, der Staudruck entweicht langsam axial zur Turbinenwelle.
Für die kurzzeitige Aufrechterhaltung des Schmiermitteldruckes nach dem Ausschalten ist auch die Verwendung eines Umsteuerschiebers denkbar, der nach dem Ausschalten kurzzeitig die Rückleitung mit der Zuleitung vor dem Absperrventil verbindet, oder eines druckgesteuerten Absperrventils, das die Rückleitung schließt.
PATENTANSPROCHE: 1. Zahnärztliches Handstück für Bohrer oder andere rotierende Werkzeuge, bei dem die Antriebswelle in druckluftgeschmierten Gleitlagern gelagert ist und Druckluft auch als Antriebsmittel für die Welle dient, dadurch gekennzeichnet, daß bei Lieferung von Tragluft und Treibluft aus einer gemeinsamen Druckluftquelle für die Schaffung und Aufrechterhaltung eines Staudrucks in den Lagern während der ganzen Umlaufzeit gesorgt ist, indem in der Zuleitung (24) und in der Rückleitung (29) für die Druckluft Steuermittel, insbe sondere derart ausgebildete und/oder gesteuerte Magnetventile (28, 31) vorhanden sind, daß vor Beginn des Umlaufs eine koaxiale Einstellung der Antriebswelle zu den Lagerschalen erfolgt und bis zur Beendigung des Umlaufs zumindest im Leerlauf und normalen Arbeitsbetrieb eine freie Luftlagerung der Welle gesichert ist.

Claims

2. Zahnärztliches Handstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung und in der Rückleitung je ein Magnetventil (28, 31) angeordnet ist, deren Magnetspule (27, 30) mit dem Schaltfinger (32, 34) je eines durch den Ein- und Ausschalter (36) für das Handstück, insbesondere einen Fußschalter gesteuerten Relais in Reihe liegt.

3. Zahnärztliches Handstück nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch zwei verzögert abfallende Relais, von denen das in der Zuleitung liegende Relais als Arbeitskontaktrelais, das in der Rückleitung liegende Relais als Ruhekontaktrelais ausgebildet ist.