DE29813086U1 - Drive system for dental handpieces - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für zahnärztliche Handstücke nach dem Oberbegriff von Schutzanspruch 1.The invention relates to a drive system for dental handpieces according to the preamble of claim 1.
Zahnärztliche Handstücke umfassen allgemein einen Instrumentenabschnitt zur Aufnahme eines zahnärztlichen Werkzeuges, zum Beispiel eines Turbinenbohrers, einen Antriebsmotor zum Antreiben des rotierenden zahnärztlichen Werkzeuges und einen Schlauchabschnitt mit einem Medien-Zufuhrschlauch zum Zuführen von bestimmten Versorgungsmedien für den Betrieb des zahnärztlichen Werkzeuges, wie beispielsweise Strom, Sprayoder Kühlluft, Spraywasser, etc..
15Dental handpieces generally comprise an instrument section for receiving a dental tool, for example a turbine drill, a drive motor for driving the rotating dental tool and a hose section with a media supply hose for supplying certain supply media for the operation of the dental tool, such as electricity, spray or cooling air, spray water, etc.
15
Fig. 5 zeigt beispielhaft die drei Einzelkomponenten Instrumentenabschnitt 1 mit dem am Kopfteil 6 drehbar gelagerten zahnärztlichen Werkzeug 5, Antriebsmotor 3 und Schlauchabschnitt 2 mit dem Medien-Zufuhrschlauch 4, die durch Aufstecken direkt hintereinander gekoppelt werden. Ein derartiger Aufbau ist beispielsweise aus der DE-C2 28 34 099 bekannt. Eine alternative Aufbauart ist in Fig. 6 dargestellt. Bei dem Antriebsmotor 3 handelt es sich hier um eine sogenannte Motorpatrone, die in einem von dem Instrumentenabschnitt 1 und dem Schlauchabschnitt 2 gebildeten Hohlraum gehalten wird.Fig. 5 shows, by way of example, the three individual components: instrument section 1 with the dental tool 5 rotatably mounted on the head part 6, drive motor 3 and hose section 2 with the media supply hose 4, which are coupled directly one behind the other by plugging them together. Such a structure is known, for example, from DE-C2 28 34 099. An alternative type of structure is shown in Fig. 6. The drive motor 3 is a so-called motor cartridge, which is held in a cavity formed by the instrument section 1 and the hose section 2.
Als Antriebsmotor wird beispielsweise ein Elektromotor, insbesondere ein Gleichstrommotor verwendet, wie er aus der DE-Al 196 04 628 der Anmelderin bekannt ist. Der Antriebsmotor umfaßt im wesentlichen einen über eine Motorwelle drehbar gelagerten Rotormagneten und einen Stator mit einer freitragenden Stator-Luftspaltwicklung, die Freiräume für Medienleitungen aufweist, welche dem ankuppelbaren zahnärztlichen Instrument bestimmte Versorgungsmedien zuführen. Die Motorwelle ist durch ein vorderes und ein hinteres Motorlager in einem Motorgehäuse gelagert. Als Motorlager werden üblicherweise Wälzlageranordnungen eingesetzt, die aus einem inneren Laufring, einem äußeren Laufring und mehreren zwischen den beiden Laufringen angeordneten Rollelementen zusammengesetzt sind, wobei sowohl die Laufringe als auch die Rollelemente in an sich bekannter Weise aus Stahl gebildet sind. Alternativ zu dem beschriebenen Gleichstrommotor kann ebenso ein Wechselstrommotor eingesetzt werden.An electric motor, in particular a direct current motor, is used as the drive motor, for example, as is known from DE-Al 196 04 628 of the applicant. The drive motor essentially comprises a rotor magnet rotatably mounted on a motor shaft and a stator with a self-supporting stator air gap winding, which has free spaces for media lines that supply certain supply media to the dental instrument that can be coupled. The motor shaft is mounted in a motor housing by a front and a rear motor bearing. Rolling bearing arrangements are usually used as motor bearings, which are composed of an inner race, an outer race and several rolling elements arranged between the two races, with both the races and the rolling elements being made of steel in a manner known per se. As an alternative to the direct current motor described, an alternating current motor can also be used.
Neben einem Elektromotor (Gleichstrom oder Wechselstrom) kann als Antriebsmotor auch ein Luftmotor verwendet werden. Ein solcher ist zum Beispiel in der DE-C2 32 15 255 derIn addition to an electric motor (direct current or alternating current), an air motor can also be used as a drive motor. One such motor is described, for example, in DE-C2 32 15 255 of the
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Anmelderin offenbart. Wie insbesondere aus den Fig. 5 und 7 dieser Druckschrift hervorgeht weist der als Lamellenmotor ausgebildete Luftmotor eine mittige Welle auf, die in einer gegenüber der Mitte versetzten kreisrunden Kammer drehbar gelagert ist und die radiale Schlitze aufweist, in denen Lamellen durch Wirkung der Kraft einer Feder radial nach außen zur Anlage an die Innenwand der Kammer gedrückt werden. Die Welle des Luftmotors ist ebenfalls mittels Wälzlageranordnungen im Gehäuse gelagert.Applicant. As can be seen in particular from Figs. 5 and 7 of this document, the air motor designed as a vane motor has a central shaft which is rotatably mounted in a circular chamber offset from the center and which has radial slots in which vanes are pressed radially outwards by the force of a spring to rest against the inner wall of the chamber. The shaft of the air motor is also mounted in the housing by means of roller bearing arrangements.
Da der Luftmotor im Gegensatz zum obigen Elektromotor prinzipiell geeignet ist, wiederholten Sterilisationen standzuhalten, kann der Luftmotor auch fester Bestandteil des Instrumentenabschnittes sein. Bei Verwendung eines Elektromotors muß dieser hingegen lösbar mit dem Instrumentenabschnitt verbunden sein, um ihn für den Sterilisationsprozeß von dem Instrumentenabschnitt zu trennen, da die elektronischen Bauteile des Elektromotors im allgemeinen den wiederholten Sterilisationen zumindest auf Dauer nicht standhalten. Since the air motor, unlike the electric motor mentioned above, is in principle capable of withstanding repeated sterilization, the air motor can also be a permanent part of the instrument section. When using an electric motor, however, it must be detachably connected to the instrument section in order to separate it from the instrument section for the sterilization process, since the electronic components of the electric motor generally do not withstand repeated sterilization, at least not in the long term.
Ferner sind bei zahnärztlichen Handstücken verschiedene Sicherheitsvorschriften zu beachten. So existiert beispielsweise eine DIN EN ISO 7494, Dezember 1997, „Zahnärztliche Behandlungsgeräte", die Anforderungen und Prüfmethoden für zahnärztliche Behandlungsgeräte unabhängig von ihrer Konstruktion festlegt. Unter anderem werden in Punkt 5.3 dieser DIN-Vorschrift elektrische Anforderungen zusammengestellt, deren Einhaltung gewährleisten soll, daß Verletzungen des Patienten und/oder des behandelnden Personals, beispielsweise durch einen elektrischen Stromschlag, vermieden werden.Furthermore, various safety regulations must be observed for dental handpieces. For example, there is a DIN EN ISO 7494, December 1997, "Dental treatment equipment", which specifies requirements and test methods for dental treatment equipment regardless of its design. Among other things, point 5.3 of this DIN standard lists electrical requirements, compliance with which should ensure that injuries to the patient and/or the treating staff, for example due to an electric shock, are avoided.
Da die spannungsfürhenden Bauteile von zahnärztlichen Handstücken bis in den Antriebsmotor reichen und die Übertragungsteile der Handstücke einschließlich zahnärztlicher Werkzeuge überwiegend aus Metall und damit elektrisch leitend sind, müssen in den zahnärztlichen Handstücken aufwendige Schutzmaßnahmen getroffen werden.Since the voltage-carrying components of dental handpieces extend to the drive motor and the transmission parts of the handpieces, including dental tools, are predominantly made of metal and are therefore electrically conductive, complex protective measures must be taken in the dental handpieces.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Antriebssystem der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei welchem auf einfache Weise weitere Vorkehrungen zur Einhaltung der elektrischen Sicherheitsanforderungen getroffen sind, um die Sicherheit des Patienten und des behandelnden Personals weiter zu erhöhen.It is therefore an object of the present invention to provide a drive system of the type mentioned at the outset, in which further precautions are taken in a simple manner to comply with the electrical safety requirements in order to further increase the safety of the patient and the treating personnel.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Die Verwendung von Stahl-Wälzlageranordnungen mit Rollelementen aus einem elektrisch nichtleitenden Material gewährleistet eine elektrische Isolierung zwischen Stator bzw. Motorgehäuse und Rotor des Antriebsmotors. Hierdurch wird verhindert, daß bei einem Defekt desThis object is achieved by the features of claim 1. The use of steel roller bearing arrangements with rolling elements made of an electrically non-conductive material ensures electrical insulation between the stator or motor housing and the rotor of the drive motor. This prevents the
Antriebsmotors Strom über die Kugellager und das Gehäuse des Antriebsmotors zum Patienten oder zum behandelnden Personal abfließen kann.drive motor current can flow to the patient or treating staff via the ball bearings and the housing of the drive motor.
Vorteilhafterweise werden Stahl-Wälzlageranordnungen mit Keramik-Rollelementen (sog. Hybrid-Wälzlager) bzw. Vollkeramik-Wälzlageranordnungen zur Lagerung der Motorwelle des Antriebssystems eingesetzt. Dies führt aufgrund der besonderen Materialeigenschaften keramischer Materialien zu weiteren Vorteilen. Besonders vorteilhaft ist hierbei die Verwendung von Siliziumnitrid (Si3N4) für die Rollelemente und evt. die Laufringe.Advantageously, steel roller bearing arrangements with ceramic rolling elements (so-called hybrid roller bearings) or all-ceramic roller bearing arrangements are used to support the motor shaft of the drive system. This leads to further advantages due to the special material properties of ceramic materials. The use of silicon nitride (Si 3 N 4 ) for the rolling elements and possibly the races is particularly advantageous.
Als vorteilhafte Materialeigenschaften keramischer Materialien sind in diesem Zusammenhang neben dem großen elektrischen Widerstand insbesondere das geringere spezifische Gewicht, die geringere Wärmeleitfähigkeit, die deutlich bessere Beständigkeit gegen Chemikalien und die bessere Temperaturbeständigkeit als Stahl zu nennen.In this context, the advantageous material properties of ceramic materials include, in addition to the high electrical resistance, the lower specific weight, the lower thermal conductivity, the significantly better resistance to chemicals and the better temperature resistance than steel.
Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.Further embodiments and developments of the present invention are the subject of further subclaims.
Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:The invention is explained in more detail below using preferred embodiments with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Antriebssystems gemäß der vorliegenden Erfindung im Schnitt entlang seiner Längsachse;Fig. 1 is a schematic representation of a drive system according to the present invention in section along its longitudinal axis;
Fig. 2 ein zahnärztliches Handstück mit einem Antriebssystem gemäß der vorliegenden Erfindung im Schnitt entlang der Längsachse;Fig. 2 shows a dental handpiece with a drive system according to the present invention in section along the longitudinal axis;
Fig. 3 einen Elektromotor als Antriebssystem gemäß der vorliegenden Erfindung inFig. 3 shows an electric motor as a drive system according to the present invention in
Längsschnittdarstellung;
Fig. 4 einen Luftmotor als Antriebssystem gemäß der vorliegenden Erfindung in Querschnittdarstellung;Longitudinal section;
Fig. 4 shows an air motor as a drive system according to the present invention in cross-sectional view;
Fig. 5 ein herkömmliches zahnärztliches Handstück in schematischer Darstellung; und
Fig. 6 ein weiteres herkömmlicheszahnärztliches Handstück in schematischer Darstellung.Fig. 5 shows a conventional dental handpiece in schematic representation; and
Fig. 6 another conventional dental handpiece in a schematic representation.
Bei zahnärztlichen Handstücken wird grundsätzlich ein Antrieb über ein Fluid, insbesondere Luft, und ein Antrieb mittels elektrischem Strom unterschieden. Die vorliegende Erfindung ist grundsätzlich für beide Antriebsmöglichkeiten anwendbar.In the case of dental handpieces, a distinction is generally made between a drive via a fluid, in particular air, and a drive via electrical current. The present invention is basically applicable to both drive options.
Fig. 1 zeigt zunächst ganz allgemein ein erfindungsgemäßes Antriebssystem 3 (Elektro- oder Luftantrieb) in schematischer Darstellung. In einem Motorgehäuse 10 ist ein auf einer mittigen Motorwelle 11 befestigter Rotor 12 angeordnet. Die Motorwelle 11 ist in dem Motorgehäuse 10 mittels eines vorderen Motorlagers 13 und eines hinteren Motorlagers 14 drehbar gelagert. An der dem vorderen Motorlager 13 zugewandten Seite weist das Motorgehäuse 10 ferner ein vorteilhafterweise genormtes Kupplungselement 15 zum Ankuppeln eines anzutreibenden zahnärztlichen Instruments 1 auf. Das Kupplungselement 15 enthält einen mit der Motorwelle 11 drehfest verbundenen Kupplungszapfen 16, der mit einem entsprechenden Mitnehmerstift des Instrumentenabschnittes 1 beim Aufstecken des Instrumentenabschnittes 1 in Eingriff kommt und die Drehbewegung der Motorwelle 11 mechanisch überträgt. Durch an sich bekannte, geeignete mechanische Verbindungselemente wird diese Drehbewegung im Instrumentenabschnitt 1 weiter auf das am Kopfteil 6 des Instrumentenabschnittes 1 gehaltene zahnärztliche Werkzeug 5 übertragen.Fig. 1 initially shows a very general schematic representation of a drive system 3 according to the invention (electric or pneumatic drive). A rotor 12 fastened to a central motor shaft 11 is arranged in a motor housing 10. The motor shaft 11 is rotatably mounted in the motor housing 10 by means of a front motor bearing 13 and a rear motor bearing 14. On the side facing the front motor bearing 13, the motor housing 10 also has an advantageously standardized coupling element 15 for coupling a dental instrument 1 to be driven. The coupling element 15 contains a coupling pin 16 which is connected to the motor shaft 11 in a rotationally fixed manner and which engages with a corresponding driver pin of the instrument section 1 when the instrument section 1 is plugged on and mechanically transmits the rotary movement of the motor shaft 11. By means of suitable mechanical connecting elements known per se, this rotary movement in the instrument section 1 is further transmitted to the dental tool 5 held on the head part 6 of the instrument section 1.
Die beiden Motorlager 13, 14 sind jeweils in Form von Wälzlageranordnungen ausgebildet. Sie bestehen im wesentlichen aus einem inneren Laufring 17, einem äußeren Laufring 18 und mehreren zwischen den beiden Laufringen 17, 18 angeordneten Rollelementen 19, die insbesondere in Form von Kugeln ausgebildet sind und eine relative Bewegung der Laufringe 17, 18 zueinander ermöglichen.The two engine bearings 13, 14 are each designed in the form of rolling bearing arrangements. They essentially consist of an inner race 17, an outer race 18 and several rolling elements 19 arranged between the two races 17, 18, which are designed in particular in the form of balls and enable a relative movement of the races 17, 18 to one another.
Erfindungsgemäß werden nun bei der Zusammensetzung der Wälzlageranordnungen 13, 14 Rollelemente 19 aus einem elektrisch nichtleitenden Material eingesetzt. Dies gewährleistet eine elektrische Isolierung zwischen Stator bzw. Motorgehäuse 10 und Rotor 12 des Antriebsmotors 3. Hierdurch kann wirksam mit einfachen Mitteln verhindert werden, daß bei einem Defekt des Antriebsmotors 3 Strom über die Kugellager 13, 14 und das Motorgehäuse 10 zum Patienten oder zum behandelnden Personal abfließen kann.According to the invention, rolling elements 19 made of an electrically non-conductive material are used in the assembly of the rolling bearing arrangements 13, 14. This ensures electrical insulation between the stator or motor housing 10 and the rotor 12 of the drive motor 3. This effectively prevents, using simple means, current from flowing to the patient or the treating personnel via the ball bearings 13, 14 and the motor housing 10 in the event of a defect in the drive motor 3.
Als besonders vorteilhaft hat sich bei der Wahl der Wälzlagerzusammensetzung die Verwendung von Rollelementen 19 aus einem keramischen Material erwiesen. Hierbei kann zwischen einem Vollkeramik-Wälzlager und einem Stahl-Wälzlager mit Keramik-Rollelementen (sogenanntes Hybrid-Wälzlager) gewählt werden. In jedem Fall sind aber zumindest die Rollelemente 19 aus einem keramischen Material geformt.When selecting the rolling bearing composition, the use of rolling elements 19 made of a ceramic material has proven to be particularly advantageous. In this case, a choice can be made between a full ceramic rolling bearing and a steel rolling bearing with ceramic rolling elements (so-called hybrid rolling bearing). In any case, however, at least the rolling elements 19 are made of a ceramic material.
Unter den bekannten und auf dem Markt erhältlichen keramischen Werkstoffen, wie insbesondere Nitride, Karbide und Boride, hat sich Siliziumnitrid (Si3N4) als die am besten geeignete Keramik für Wälzlager der oben beschriebenen Art herausgestellt. Formkörper aus Siliziumnitrid lassen sich durch Reaktionssintern, Sintern, Heißpressen und Heißisostatpressen herstellen, wobei auch kombinierte Herstellungsverfahren möglich sind.Among the known ceramic materials available on the market, such as in particular nitrides, carbides and borides, silicon nitride (Si 3 N 4 ) has proven to be the most suitable ceramic for rolling bearings of the type described above. Shaped bodies made of silicon nitride can be produced by reaction sintering, sintering, hot pressing and hot isostatic pressing, although combined production processes are also possible.
In der untenstehenden Tabelle sind verschiedene Werkstoffeigenschaften mit für Siliziumnitrid typischen Werten zusammen mit den entsprechenden typischen Werten für herkömmlichen Wälzlager-Stahl aufgelistet:The table below lists various material properties with values typical for silicon nitride together with the corresponding typical values for conventional rolling bearing steel:
WerkstoffeigenschaftenMaterial properties
Einheit Silizium- Wälzlagernitrid stahlUnit Silicon Bearing Nitride Steel
[aus: „Fight mit harten Kugeln", R. Weigand, Sonderdruck der Fachzeitschrift MASCHINE + WERKZEUG 22/1987 - Konstruktion + Entwicklung 8] [from: "Fight with hard bullets", R. Weigand, special edition of the trade journal MASCHINE + WERKZEUG 22/1987 - Design + Development 8]
Neben der bereits oben erläutereten elektrischen Isolationsfähigkeit sollen nachfolgend einige weiter Werkstoffeigenschaften herausgegriffen und die mit ihnen verbundenen Vorteile gegenüber dem herkömmlich für Wälzlageranordnungen in Antriebssystemen für zahnärztliche Handstücke verwendeten Stahl diskutiert werden.In addition to the electrical insulation properties already explained above, some other material properties will be highlighted below and the associated advantages compared to the steel conventionally used for rolling bearing arrangements in drive systems for dental handpieces will be discussed.
Aufgrund der geringeren Dichte von Keramik treten bei Drehbewegung geringere Fliehkräfte auf, was zu günstigeren Lagerbeanspruchungen führt. Außerdem ist auch ein geringerer Reibwiderstand der Rollelemente 19 und somit eine geringere Wärmeentwicklung festzustellen, was zu einer höheren Lebensdauer des Wälzlagers führt. Es hat sich hierbei weiter gezeigt, daß Keramik-Wälzlager und Hybrid-Wälzlager auch ohne Schmierung der Lagerzusammensetzung höhere Lebensdauern als Stahl-Wälzlager aufweisen. Eine höhere Lebensdauer wird ebenfalls durch die größere Formstabilität der Keramik gegenüber Stahl auch bei hohen Temperaturen unterstützt.Due to the lower density of ceramic, lower centrifugal forces occur during rotation, which leads to more favorable bearing stresses. In addition, there is also lower frictional resistance of the rolling elements 19 and thus less heat development, which leads to a longer service life of the rolling bearing. It has also been shown that ceramic rolling bearings and hybrid rolling bearings have longer service lives than steel rolling bearings, even without lubrication of the bearing composition. A longer service life is also supported by the greater dimensional stability of the ceramic compared to steel, even at high temperatures.
Die geringere Wärmeleitfähigkeit der Keramik bewirkt ferner, daß die durch die Rotordrehung vom Rotor 12 entwickelte Wärme schlechter nach außen zum Motorgehäuse 10 transportiert wird. Diese bessere thermische Isolierung ist insbesondere bei Motorhandstücken sinnvoll, die vom Anwender in der Hand gehalten werden.The lower thermal conductivity of the ceramic also means that the heat generated by the rotor 12 as a result of the rotation of the rotor is less effectively transported outwards to the motor housing 10. This better thermal insulation is particularly useful for motor handpieces that are held in the user's hand.
Das günstige Korrosionsverhalten und die gute Beständigkeit gegen die meisten chemischen Substanzen sind insbesondere bei Luftmotoren 3 von Vorteil, die fest im Instrumentenabschnitt 1 des zahnärztlichen Handstückes integriert sind und zusammen mit dem Instrumentenabschnitt wiederholt sterilisiert werden.The favorable corrosion behavior and the good resistance to most chemical substances are particularly advantageous for air motors 3 that are firmly integrated in the instrument section 1 of the dental handpiece and are repeatedly sterilized together with the instrument section.
Der Fachmann wird ohne weiteres aus den in der obigen Tabelle aufgeführten sowie weiteren bekannten Werkstoffeigenschaften von Keramiken noch weitere Vorteile erkennen, die der erfindungsgemäße Einsatz von Keramik- bzw. Hybrid-Wälzlagern in Antriebssystemen für zahnärztliche Handstücke mit sich bringt.The person skilled in the art will readily recognize from the properties of ceramic materials listed in the table above and other known properties of ceramic materials that further advantages are brought about by the use of ceramic or hybrid rolling bearings in drive systems for dental handpieces according to the invention.
In Fig. 2 ist ein zahnärztliches Handstück mit dem mit dem Instrumentenabschnitt 1 verbundenen Antriebssystem 3 dargestellt. Die Kupplung 15, 16 weist hierbei zusätzlich eine umlaufende Kupplungsisolation 27 auf, die aus einem elektrisch nichtleitenden Material, vorzugsweise einem Kunststoff-Material besteht. Hierdurch wird das im allgemeinen metallene Motorgehäuse 10 von dem Instrumentenabschnitt 1 elektrisch isoliert, so daß eine weiter Sicherheitsfunktion für den Patienten gegeben ist, da kein Strom über das Motorgehäuse 10 zum Instrumentenabschnitt 1 und evt. das Dentalwerkzeug 5 abfließen kann.Fig. 2 shows a dental handpiece with the drive system 3 connected to the instrument section 1. The coupling 15, 16 additionally has a circumferential coupling insulation 27, which consists of an electrically non-conductive material, preferably a plastic material. This electrically insulates the generally metal motor housing 10 from the instrument section 1, so that a further safety function is provided for the patient, since no current can flow via the motor housing 10 to the instrument section 1 and possibly the dental tool 5.
Nachfolgend soll anhand der Fig. 3 und 4 der Aufbau eines Elektromotors und eines Luftmotors als Antriebssystem für ein zahnärztliches Handstück genauer beschrieben werden, bei denen jeweils die vorliegende Erfindung zur Anwendung kommt.The structure of an electric motor and an air motor as a drive system for a dental handpiece, in each of which the present invention is applied, will be described in more detail below with reference to Figs. 3 and 4.
Die Antriebsteile des in Fig. 3 gezeigten Gleichstrommotors 3 sind in einem Motorgehäuse 10 angeordnet, wobei mit dem Motorgehäuse 10 ein Kupplungselement 15 verbunden ist, auf welches ein durch den Gleichstrommotor anzutreibendes zahnärztliches Instrument 1 gesteckt werden kann. Bei diesem Kupplungselement 15 handelt es sich in der Regel um eine genormte Kupplung. Die Motorwelle 11 ist durch ein vorderes Motorlager 13 und ein hinteres Motorlager 14 in einer hinteren Lagerhülse 20 drehbar gelagert, wobei für die beiden Motorlager 13, 14 Keramik-Wälzlager oder Hybrid-Wälzlager gemäß Fig. 1 verwendet werden.The drive parts of the DC motor 3 shown in Fig. 3 are arranged in a motor housing 10, with a coupling element 15 being connected to the motor housing 10, onto which a dental instrument 1 to be driven by the DC motor can be plugged. This coupling element 15 is usually a standardized coupling. The motor shaft 11 is rotatably mounted in a rear bearing sleeve 20 by a front motor bearing 13 and a rear motor bearing 14, with ceramic roller bearings or hybrid roller bearings as shown in Fig. 1 being used for the two motor bearings 13, 14.
Der auf der Motorwelle 11 befestigte Rotor 12 ist von einem Stator 21 umgeben, der aus einem weichmagnetischen Rückschlußring 21a und einer darin befindlichen freitragenden Stator-Luftspaltwicklung 21b besteht, wobei der Rückschlußring 21a vorzugsweise als geblechter Eisen-Rückschlußring hergestellt ist. Die freitragende Stator-Luftspaltwicklung 21b ist mit Kunststoff ausgegossen oder ausgespritzt und weist Freiräume für die Führung von Medienleitungen 22 zur Versorgung des ankuppelbaren zahnärztlichen Instruments 1 auf. Desweiteren ist der Gleichstrommotor 3 derart ausgestaltet, daß nach Demontage des Kupplungselementes 15 der Rotor 12 ohne weitere Demontagemaßnahmen seitlich aus dem Motorgehäuse 10 herausgezogen werden kann, so daß im Falle einer Reparatur die beiden Wälzlager 13, 14 wesentlich einfacher zugänglich sind. Eine detailliertere Beschreibung eines derartigen Elektromotors 3 ist beispielsweise der bereits oben erwähnten DE-Al 196 04 628 der Anmelderin zu entnehmen.The rotor 12 attached to the motor shaft 11 is surrounded by a stator 21, which consists of a soft magnetic return ring 21a and a self-supporting stator air gap winding 21b located therein, the return ring 21a preferably being made as a laminated iron return ring. The self-supporting stator air gap winding 21b is cast or molded with plastic and has free spaces for the routing of media lines 22 for supplying the dental instrument 1 that can be coupled. Furthermore, the DC motor 3 is designed in such a way that after dismantling the coupling element 15, the rotor 12 can be pulled out of the motor housing 10 from the side without any further dismantling measures, so that in the event of a repair, the two roller bearings 13, 14 are much easier to access. A more detailed description of such an electric motor 3 can be found, for example, in the applicant's DE-Al 196 04 628 mentioned above.
Es sei an dieser Stelle nochmals ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Erfindung gleichermaßen bei Gleichstrommotoren als auch bei Wechselstrommotoren eingesetzt werden kann und die oben beschriebenen Vorteile bringt.It should be expressly pointed out again at this point that the invention can be used equally with direct current motors as well as with alternating current motors and offers the advantages described above.
Der in Fig. 4 im Querschnitt dargestellte Luftmotor 3 ist in an sich bekannter Weise als Lamellenmotor ausgebildet. Der Luftmotor 3 weist eine mittige Motorwelle 11 auf, die in einer gegenüber der Mitte versetzten kreisrunden Kammer 23 drehbar gelagert ist. Für die Lagerung der Motorwelle 11 werden auch hier Keramik-Wälzlager oder Hybrid-Wälzlager gemäß Fig. 1 eingesetzt.The air motor 3 shown in cross section in Fig. 4 is designed as a vane motor in a manner known per se. The air motor 3 has a central motor shaft 11 which is rotatably mounted in a circular chamber 23 offset from the center. Ceramic roller bearings or hybrid roller bearings according to Fig. 1 are also used here to support the motor shaft 11.
Die Motorwelle 11 weist radiale Schlitze 24 auf, in denen Lamellen 25 jeweils durch Wirkung der Kraft einer Feder 26 radial nach außen zur Anlage an die Innenwand der Kammer 23 gedrückt werden. Etwas versetzt gegenüber dem Punkt, an dem die Motorwelle 11 die größte Annäherung an die Innenwand der Kammer 23 besitzt wird Luft zugeführt, die auf die Lamellen 25 einwirkt und diese zusammen mit der Motorwelle 11 dreht, wobei die zugeführte Luft dort die Kammer 23 verläßt, wo der größte Abstand zwischen Motorwelle 11 und Innenwand der Kammer 23 vorliegt. Je nach dem, auf welcher Seite von dem Punkt engster Annäherung die Luft zugeführt wird, erfolgt eine Rechts- oder Linksdrehung der Motorwelle 11. In an sich bekannter weise ist der Luftmotor 3 so ausgebildet, daß der Kammer 23 die Luft sowohl rechts als auch links von dem Punkt engster Annäherung zuführbar ist, wobei die Zufuhr wahlweise entweder rechts oder links erfolgt. Eine detailliertere Beschreibung eines derartigen Luftmotors 3 ist beispielsweise in der bereits oben erwähnten DE-C2 32 15 255 der Anmelderin offenbart.The motor shaft 11 has radial slots 24 in which slats 25 are each pressed radially outwards by the force of a spring 26 to rest against the inner wall of the chamber 23. Air is supplied slightly offset from the point at which the motor shaft 11 is closest to the inner wall of the chamber 23, which acts on the slats 25 and rotates them together with the motor shaft 11, with the supplied air leaving the chamber 23 where the greatest distance is between the motor shaft 11 and the inner wall of the chamber 23. Depending on which side of the point of closest approach the air is supplied to, the motor shaft 11 rotates to the right or to the left. In a manner known per se, the air motor 3 is designed so that the air can be supplied to the chamber 23 both to the right and to the left of the point of closest approach, with the supply optionally taking place either to the right or to the left. A more detailed description of such an air motor 3 is disclosed, for example, in the applicant's DE-C2 32 15 255 mentioned above.
Claims (10)
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| JP2000550412A JP2002516141A (en) | 1998-05-26 | 1999-05-26 | Dental handpiece drive |
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Family Applications (1)
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4966552A (en) * | 1989-05-08 | 1990-10-30 | Den-Tal-Ez, Inc. | Sterilizable non-lubricated rotary instrument for dental and medical use |
| DE19612571A1 (en) * | 1996-03-29 | 1997-10-02 | Fag Aircraft Gmbh | Roller bearing without cage, for fast running medical instruments |
| DE19742939A1 (en) * | 1996-10-01 | 1998-04-02 | Akira Matsui | Porous bearings for rolls in medical, food processing or space travel equipment |
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1998
- 1998-07-22 DE DE29813086U patent/DE29813086U1/en not_active Expired - Lifetime
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