DE1293945B

DE1293945B - Zahnaerztliches Handgeraet mit einer durch ein Druckmittel, wie Druckluft, angetriebenen, aus einem Gehaeuse und einem Laeufer bestehenden Turbine

Info

Publication number: DE1293945B
Application number: DED44814A
Authority: DE
Inventors: Stram George Henry
Original assignee: Dentists Supply Company of New York
Current assignee: Dentists Supply Company of New York
Priority date: 1963-07-05
Filing date: 1964-07-01
Publication date: 1969-04-30
Also published as: GB1038795A; US3270417A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein zahnärztliches Handgerät mit einer durch ein Druckmittel, wie Druckluft, angetriebenen, aus einem Gehäuse und einem Läufer bestehenden Turbine und einem Fliehkraftregler zur Begrenzung der Höchstdrehzahl der das Arbeitswerkzeug tragenden Turbinenwelle.
Es ist bereits bekannt, bei durch ein Druckmittel angetriebenen Handschleifgeräten Fliehkraftregler anzuordnen. Bei den bekannten Geräten dienen jedoch die Fliehkraftregler meist zur Regelung der Druckmittelzufuhr und sind nicht einstellbar. Es ist ferner eine mit einer Bremse versehene Handschleifmaschine bekannt. Bei dieser bekannten Maschine ist die Bremse aber weder durch einen Fliehkraftregler noch durch einen einstellbaren Fliehkraftregler gebildet. Schließlich ist es bei einem Winkelstück für zahnärztliche Zwecke mit einer im Winkelstückkopf angeordneter, durch Druckluft angetriebenen Turbine bekannt, einen hülsenartigen Fliehkraftregler mit durch die Fliehkraft bewegten Zungen anzuordnen. Der Fliehkraftregler ist hierbei jedoch als Spannzange zum Einspannen des Werkzeugschaftes ausgebildet, bei der die Spannwirkung bei sehr hohen Drehzahlen vergrößert wird. Außerdem ist der Fliehkraftregler nicht einstellbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein zahnärztliches Handgerät mit einer durch ein Druckmittel angetriebenen Turbine eine einstellbare, jedoch selbsttätige Bremsvorrichtung zu bilden, mittels der die Höchstdrehzahl der Turbinenwelle und des Arbeitswerkzeuges verschieden eingestellt werden kann, die jedoch zur Verringerung oder Ausschaltung der Bremswirkung selbsttätig lösbar ist und hierdurch ermöglicht, daß die gesamte durch die Turbine erzeugte Drehkraft nutzbringend an dem Arbeitswerkzeug zur Auswirkung kommt, wenn das Werkzeug dem bei der Behandlung eines Zahnes auftretenden Widerstand begegnet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Fliehkraftregler als einstellbare Fliehkraftbremse für die Turbinenwelle ausgebildet ist, bei der die Fliehgewichte und das feststehende Bremsglied zur Festlegung der Höchstdrehzahl der Turbinenwelle in ihrer gegenseitigen Lage von außen verstellbar sind.
Damit werden die Vorteile erzielt, daß das Handgerät mit einer gewünschten Höchstdrehzahl angetrieben werden kann, die der durch die Fliehkraftbremse eingestellten Geschwindigkeit entspricht und einerseits in weitem Bereich des von dem Zahnarzt beim Gebrauch des Handgerätes ausgeübten Druckes beibehalten werden kann. So kann diese Drehzahl z. B. auch bei hohem Schneid- oder Schleifwiderstand und bei Ausübung eines entsprechend starken Druckes beibehalten und umgekehrt das Gerät auch bei Ausübung eines verhältnismäßig geringen Drukkes mit der gleichen eingestellten Drehzahl betrieben werden, so daß der Zahnarzt annähernd weiß, was er von dem Schneid- oder Schleifvorgang, insbesondere bei heiklen, genauen und feinen Schneid- oder Schleifarbeiten erwarten kann. Andererseits kann aber das Gerät den verschiedensten Arbeitsbedingungen leicht angepaßt werden, da die Fliehkraftbremse durch einfaches Drehen der das feststehende Bremsglied bildenden Buchse mit der Hand auf die für einen bestimmten Arbeitsgang gewünschte Drehgeschwindigkeit des Werkzeuges eingestellt werden kann. Der Einstellbereich ist sehr groß und kann z. B. zwischen 2000 und 5000 Umdrehungen in der Minute betragen. Außerdem ist die Fliehkraftbremse zum Nachsehen und zum etwa notwendig werdenden Austauschen leicht zugänglich. Hierzu braucht lediglich die erwähnte Buchse abgeschraubt und gegebenenfalls durch eine neue ersetzt zu werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann wenigstens ein Teil des der Turbine zugeführten Druckmittels nach dem Antreiben der Turbine zur Kühlung der Fliehkraftbremse über diese ableitbar sein. Damit wird eine einfache Kühlung der Fliehkraftbremse sowie eine verlängerte Haltbarkeit der Bremsglieder erreicht.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein gemäß der Erfindung ausgebildetes zahnärztliches Handgerät in Seitenansicht, F i g. 2 einen Mittellängsschnitt durch das die Turbine und die Fliehkraftbremse sowie die zugehörigen Teile enthaltende hintere Ende des Gerätes; F i g. 3 einen Querschnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 5 Fig. 4 und 5 zwei verschiedene Ansichten von Einzelheiten der Fliehkraftbremse, und F i g. 6 eine Seitenansicht zu F i g. 2, von links gesehen.
Das in der Zeichnung als Beispiel dargestellte zahnärztliche Handgerät ist mit einem Gehäuse 10 versehen, das einen zylindrischen Handgriff bildet und an seinem hinteren Ende eine Zwinge 14 zur Verbindung mit dem Halsansatz 16 eines hinteren Ge-Gehäuses 18 aufweist. Das Gehäuse18 ist mit einem Sockelteil 20 versehen, in den zur Vervollständigung des vorderen Gehäuseteiles für den Läufer der Turbine eine Muffe 22 eingeschraubt ist. Der hintere Teil des Gehäuses ist durch eine mit der Muffe 22 verschraubte Buchse 24 verschlossen, die gleichachsig mit der Turbinenwelle angeordnet und mit einer Auslaß- bzw. Entlüftungsöffnung 26 für das die Turbine antreibende Druckmittel versehen ist.
In dem Gehäuse 18 ist in Wälzlagern 28 eine Welle 30 für den Läufer 32 der Turbine gelagert, die außerhalb der Wälzlager 28 angeordnet ist. Die Welle 30 ist mit einem verhältnismäßig kleinen Zahnritzel 34 versehen, das mit einem Zahnrad 36 kämmt, das auf einer in Wälzlagern40 gelagerten Antriebswelle 38 befestigt ist. Am vorderen Ende des Handgriffes 12 ist ein Bohrer oder ein Schleif- bzw. Schneidwerkzeug 42 angeordnet, das mittels einer nicht dargestellten Einspannvorrichtung lösbar an der Antriebswelle 38 befestigt ist. Die Zahnräder 34, 36 bilden ein Untersetzungsgetriebe, über das der Bohrer oder das sonstige Werkzeug infolge der großen Durchmesserunterschiede mit verhältnismäßig kleiner Drehzahl, aber mit großem Drehmoment angetrieben wird.
An einer hinteren Verlängerung der Turbinenwelle 30 ist durch beliebige Mittel, z. B. durch einen Querstift 43 (Fig. 4 und 5), ein Trägerglied 44 für die Fliehgewichte 46 einer Fliehkraftbremse befestigt. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Fliehgewichte 46 an zwei gegenüberliegenden Schenkeln des umgekehrt U-förmigen Trägergliedes 44 angeordnet oder durch diese Schenkel gebildet, die in gewissen Umfang biegsam sind, so daß sie durch die beim Rotieren der Turbinenwelle 30 auftretende Fliehkraft nach außen gebogen werden. Das Trägerglied 44 mit den Schenkeln und Fliehgewichten 46 besteht vorzugsweise aus elastischem bzw. federndem Metall, das eine genügende Biegsamkeit aufweist.
Die Außenflächen 48 der Fliehgewichte46 sind, wie am besten aus F i g. 4 ersichtlich ist, nach außen unter Bildung einer Verdickung geneigt angeordnet und bilden Schrägflächen zur Zusammenarbeit mit einer inneren Anlagefläche 50 am inneren Rand der Buchse 24. Die Buchse 24, die zugleich das feststehende Bremsglied für die Fliehkraftbremse bildet, besteht vorzugsweise aus Kunstharz, das wie z. B.
Nylon, Teflon od. dgl. leicht und billig formbar ist, und greift mit dem an ihrem hinteren Ende angebrachten Außengewinde 52 in ein Innengewinde der Muffe 22 ein, so daß die Buchse 24 gegen die Muffe verdreht werden kann. Hierdurch kann sie in axialer Richtung verschoben und die gegenseitige Lage der Anlagefläche 50 und der äußeren Schrägflächen 48 der Fliehgewichte 46 in Längsrichtung und damit auch der gegenseitige Abstand dieser Flächen genau auf ein gewünschtes Maß eingestellt werden. Auf diese Weise ist ermöglicht, die Bremswirkung der Fliehkraftbremse 24, 26 einzustellen und bestimmten Arbeitsbedingungen anzupassen.
Das die Turbine antreibende Druckmittel wird dem Läufer 32 der Turbine durch einen von zwei tangentialen Kanälen 54 (Fig. 3) zugeführt, die in einem seitlichen Ansatz 56 des Gehäusesockelteiles 20 gebohrt sind und von denen einer immer mit einer Ausnehmung 58 eines in dem Sockelteil 20 hin- und herbewegbaren Ventilschiebers 60 in Verbindung ist.
Der Ventilschieber ist an seinen beiden Enden durch Dichtungsringe 62 gegenüber der Ventilbohrung gegen den Durchlaß von Druckmittel abgedichtet. Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, ragt in die Ausnehmung 58 des Ventilschiebers ein Anschlagstift 64 hinein, der die Bewegung des Ventilschiebers auf ein solches Ausmaß begrenzt, daß die Ausnehmung 58 genau mit demjenigen der beiden Kanäle 54 verbunden ist, der der gewünschten Umlaufrichtung der Turbine entspricht. Die äußeren Enden der Kanäle 54 sind für den Betrieb des Gerätes nicht erforderlich, sondern dienen nur dazu, die inneren Teile der Kanäle bohren zu können. Sie sind daher durch in sie eingetriebene Metallstöpsel 66 od. dgl. verschlossen.
Das z. B. durch Druckluft gebildete Druckmittel für den Betrieb der Turbine gelangt zu der Ausnehmung 58 des Ventilschiebers 60 über einen zur Längsachse des Gerätes parallelen Rohrsiutzen 68, der mit einem in dem Ansatz 56 des Gehäusesockels 20 gebohrten Kanal 68' verbunden ist, und wird über die Ausnehmung58 dem gewählten Kanal 54 und dem Läufer 32 der Turbine zugeführt. Aus dieser kann das Druckmittel durch verschiedene Kanäle abgeleitet werden, um den nachstehenden Zwecken zu dienen.
Gemäß der Erfindung wird es sowohl zum Kühlen der Fliehkraftbremse 24, 46 und der Turbine mit den Antriebswellen als auch zum Schmieren dieser Teile benutzt. Wenn Druckluft als Antriebsmittel verwendet wird, so wird dieser vorzugsweise ein feiner Ö1-nebel beigegeben, der durch die Luft zu den verschiedenen Teilen getragen wird. Zwischen der Turbinenwelle30 und der Wand des Gehäuses, durch welche die Turbinenwelle hindurchgeführt ist, ist ein ringförmiger Zwischenraum 72 angeordnet, durch den die Abluft der Turbine hindurchströmt. Die Luft strömt dann über die in der Buchse 24 vorgesehene Auslaßöffnung 26 ins Freie ab. Ferner ist in der vorderen Wand des Turbinengehäuses ein Abströmkanal 74 angeordnet, der in den Hohlraum76 des Gehäuses 18 mündet, in dem die Wälzlager 28 und 40 enthalten sind, so daß die Abluft der Turbine auch für diese Lager als Kühl- und Schmiermittel dient. Aus dem Hohlraum 76 kann die Luft oder das andere Medium über zwei Querkanäle77 und mit diesen verbundene Längskanäle 70 in die Innenbohrung 81 des Ansatzes 56 einströmen, aus der sie über einen Schlauch bzw. ein Kabel 80 ins Freie abströmt (vgl. Fig. 1). Die äußeren Enden der Querkanäle 77 sind aus den für die äußeren Enden der Kanäle 54 genannten Gründen durch den Verschlußstöpseln 66 entsprechende Verschlußstöpsel 79 verschlossen.
Dem Bohrer bzw. dem sonstigen Schneid- oder Schleifwerkzeug 42 kann, falls gewünscht, Kühlwasser durch eine übliche Wasserleitung 78 zugeführt werden, die auf der Außenseite des zylindrischen Handgriffes 12 bis zu ihrer Mündung an dem Werkzeug entlang geführt ist. An ihrem anderen Ende ist die Leitung 78 mit einer zur Zuführung des Kühlwassers dienenden Schlauchleitung in dem Schlauch 80 verbunden, der an den Ansatz 56 mittels einer Verbindungszwinge 82 in bekannter Weise angeschlossen ist.
Aus der vorstehenden Beschreibung der einzelnen Merkmale des Handgerätes und der Funktion der Merkmale ergibt sich, daß der Bohrer oder das sonstige Werkzeug durch die Turbine mit verhältnismäßig niedriger Drehgeschwindigkeit, aber hohem Drehmoment, antreibbar ist, und daß die Turbine an dem hinteren Ende des Handgerätes angebracht ist.
Hierdurch ist einerseits ermöglicht, eine größere Turbine mit größerer Kraftleistung anzuwenden und andererseits erreicht ist, daß die Fliehkraftbremse in vorteilhafter Weise angeordnet werden kann. Die Anordnung der Teile ist derart, daß bei Belastungen des Bohrers oder des sonstigen Schleif- bzw. Schneidwerkzeuges die Drehgeschwindigkeit herabgesetzt und die Auswärtsbiegung der die Fliehgewichte 46 tragenden elastischen Schenkel verringert wird, so daß die Bremswirkung ebenfalls verringert wird. Die von der Turbine erzeugte Kraft, die notwendig ist, die Bremswirkung der Fliehkraftbremse zu überwinden, wird dabei unmittelbar auf das Werkzeug übertragen, wodurch die erwähnte langsame Drehgeschwindigkeit, aber ein großes Drehmoment gewährleistet wird.
Sowohl die Geschwindigkeit, bei der die Fliehkraftbremse 24, 46 unwirksam wird, als auch die Geschwindigkeit, bei der sie wirksam wird, ist in genauen Grenzen durch Verstellung der Anlagefläche 50 gegenüber den Schrägflächen 48 der Fliehgewichte 46 leicht einstellbar.

Claims

Patentansprüche: 1. Zahnärztliches Handgerät mit einer durch ein Druckmittel, wie Druckluft, angetriebenen, aus einem Gehäuse und einem Läufer bestehenden Turbine und einem Fliehkraftregler zur Begrenzung der Höchstdrehzahl der das Arbeitswerkzeug tragenden Turbinenwelle, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Fliehkraftregler als einstellbare Fliehkraftbremse (24, 46) für die Turbinenwelle (30) ausgebildet ist, bei der die Fliehgewichte (46) und das feststehende Bremsglied (24) zur Festlegung der Höchstdrehzahl der Turbinenwelle in ihrer gegenseitigen Lage von außen verstellbar sind.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehgewichte (46) an je zwei gegenüberliegenden, biegsamen Schenkeln angeordnet sind, die mit ihren einen Enden an der Turbinenwelle (30) befestigt sind.
3. Gerät nach Anspruch2, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsamen Schenkel durch die Schenkel eines U-förmigen Trägergliedes (44) gebildet sind, das mit seinem Steg an der Turbinenwelle (30) befestigt ist.
4. Gerät nach Anspruch3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerglied (44) für die Fliehgewichte (46) im Querschnitt kreisförmig ausgebildet ist.
5. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Bremsglied (24) durch eine zur Turbinenwelle (30) gleichachsige Buchse gebildet ist, welche die Fliehgewichte (46) umgibt und mit einer inneren Anlagefläche (50) für die Fliehgewichte versehen ist.
6. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Bremsglied (24) gegenüber den Fliehgewichten (46) in axialer Richtung, z. B. durch Verschraubung, verstellbar ist.
7. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehgewichte (46) an einer hinteren Verlängerung der Turbinenwelle (30) angeordnet sind und diese Verlängerung durch eine (; Öffnung der hinteren Wand des Turbinengehäuses (18) hindurchgeführt ist, die von dem festen Bremsglied (24) überdeckt ist.
8. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehgewichte (46) durch die äußeren freien Enden der biegsamen Schenkel gebildet sind.
9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehgewichte (46) jeweils mit einer äußeren Schrägfläche (48) versehen sind und die innere Anlagefläche (50) des feststehenden Bremsgliedes (24) entsprechend schräg angeordnet ist.
10. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Bremsglied (24) aus selbstschmierendem Kunstharzstoff besteht.
11. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Bremsglied (24) frei zugänglich und zur axialen Verstellung mit einem von Hand zu betätigenden, drehknopfartigen Teil versehen ist.
12. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des der Turbine (18, 32) zugeführten Druckmittels nach dem Antreiben der Turbine zur Kühlung der Fliehkraftbremse (24, 46) über diese ableitbar ist.
13. Gerät nach Anspruch 12 in Verbindung mit einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das die Fliehgewichte (46) überdeckende feststehende Bremsglied (24) mit einer Auslaßöffnung (26) für das der Fliehkraftbremse (24, 46) zugeführte Kühlmittel versehen ist.
14. Gerät nach Anspruch 12 oder 13, bei dem das Antriebsmittel für die Turbine durch Druckluft gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft der Turbine zur Kühlung und Schmierung der in dem Grät angeordneten Lager (28 40) auch über diese ableitbar ist.