DE69205367T2 - Werkzeugspannvorrichtung, mit dieser Vorrichtung ausgerüsteter Kopf für zahnärtzliches Handstück und mit diesem Kopf ausgerüstetes Handstück. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Blockiervorrichtung eines Werkzeugschafts, beispielsweise in einem Rotor.
• Sie betrifft ferner einen Kopf eines Handstücks, welcher mit einer solchen Vorrichtung versehen ist, sowie ein Handstück, das mit einem solchen Kopf ausgestattet ist.
• Insbesondere aus dem Patent CH 664 516 ist eine Vorrichtung bekannt, die das Blockieren eines Werkzeugschafts in einem Rotor eines Handstücks ermöglicht, wobei diese Vorrichtung zwei Spannringe umfaßt, die im Inneren einer am Rotor fixierten Hohlwelle gelagert sind. Diese Welle hat insbesondere die Funktion, auf den Werkzeugschaft die Antriebsbewegung zu übertragen, die durch eine am Rotor angeordnete Luftturbine zugeführt wird.
• Die beiden Spannringe sind auch innerhalb einer rohrartigen Kulisse gelagert, welche ausgebildet ist, um sich in translatorische Richtung innerhalb der Welle verlagern zu können und welche in Axialrichtung durch eine schraubenförmige Spannfeder vorgespannt ist.
• Diese beiden Ringe sind aufgrund von seitlichen Facetten oder Flachstellen, welche mit auf der Kulisse angeordneten Vorsprüngen zusammenwirken, mit der Hohlwelle drehbeweglich gekoppelt, wobei ihnen darüberhinaus eine Schwenkbewegung innerhalb derselben ermöglicht ist, um wenigstens zwei charakteristische Positionen einzunehmen.
• In einer ersten, sogenannten Freigabeposition sind die beiden Ringe, und insbesondere die in diesen beiden vorgesehenen Bohrungen, koaxial zur Längsachse der Hohlwelle angeordnet, welche mit der Rotationsachse des Rotors zusammenfällt. Die beiden Ringe können daher in dieser ersten Position über ihre Bohrungen den Werkzeugschaft aufnehmen. Diese Position wird erhalten, indem man in Axialrichtung auf die Kulisse gemäß einer ersten Betätigungsrichtung drückt.
• In einer zweiten, sogenannten Blockierposition, welche dadurch erhalten wird, daß der Druck auf die Kulisse nachläßt, positionieren sich die beiden Spannringe in einer Schräglage derart, daß ihre Längsachse nicht mehr mit derjenigen der Welle zusammenfält. Das Festhalten in dieser Position wird im wesentlichen durch die Einwirkung der Spannfeder auf die Kulisse sichergestellt, wobei diese Einwirkung in einer zweiten, der ersten entgegengesetzten Richtung orientiert ist.
• Man erhält auf diese Weise eine Blockierung des Werkzeugschafts durch Verspreizen.
• Diese Positionierung der Spannringe in Schräglage wird durch eine endseitig auf den beiden Ringen sowie auf der Kulisse vorgesehene Anordnung teilweise abgeschrägter radialer Oberflächen vorgesehen. Zusätzlich weist die Hohlwelle zwei bedeutende radiale Öffnungen auf, die Umfangsbereiche der beiden Spannringe aufnehmen und deren Wandungen Abstützungen bilden, welche zur Kinematik der Vorrichtung zusammenwirken.
• Diese Vorrichtung hat zunächst den Vorteil, selbstverspannend zu sein. Zusätzlich ermöglicht sie die Anordnung von Spannringen aus einem harten Material und unterliegt praktisch keinem Verschleiß. Diese Vorrichtung ist sehr leistungsfähig und ist sehr erfolgreich gewesen.
• Es ist jedoch verständlich, daß aufgrund der abgeschrägten Oberflächen, welche an den beiden Ringen und auf der Kulisse vorzusehen sind, sie eine sehr exakte Fertigung und Justierung erfordert.
• Zusätzlich verringern die in der Hohlwelle angeordneten radialen Öffnungen deren Torsionssteifigkeit und Druckbeanspruchbarkeit erheblich. Um starr gehalten zu werden, kann diese Welle nur auf den Rotor geschweißt werden, was schwierige Probleme zur Folge hat, insbesondere beim Zusammenbau aufgrund der geringen Abmessungen der Vorrichtung. Die Schweißverbindung weist ferner den Nachteil auf, daß sie eine geringe Scherfestigkeit aufweist, was die Zuverlässigkeit der Vorrichtung, welche normalerweise dazu bestimmt ist, relativ hohe Drehmomente zu übertragen, herabsetzt.
• Da ferner das Festhalten der Spannringe in der Position, in welcher der Werkzeugschaft festgehalten wird, im wesentlichen durch die schraubenförmige Feder, welche auf die Kulisse einwirkt, sichergestellt wird, muß diese starke Federcharakteristika aufweisen.
• Dies ist ursächlich dafür, daß die im allgemeinen über einen Druckknopf erfolgende Betätigung der Kulisse sich als schwierig erweisen kann, da diese Betätigung die Überwindung der entgegengerichteten Kraft der Feder erfordert, die zu derjenigen einer zweiten Druckfeder hinzukommt, welche mit dem Druckknopf selbst verbunden ist.
• Dieser Nachteil ist nicht vernachlässigbar, wenn man weiß, daß ein Benutzer das Werkzeug seines Handstücks während einer einzigen Operation häufig wechseln muß. Man beobachtet eine Ermüdung der Daumenmuskulatur, welche nachteilig für die Präzision und Arbeitsgenauigkeit dieses Benutzers ist. Erst recht ist die aufzubringende große Anstrengung unwillkommen, wenn eine Zahnartzhelferin die Handhabung zu übernehmen hat.
• Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Blockiervorrichtung einfacher Bauart zu schaffen, welche leicht auf einem Rotor angeordnet werden kann und diesen nicht mechanisch beansprucht, ferner ein Mindestmaß an Anpassung zwecks Herabsetzung der Herstellkosten erfordert, und schließlich eine starke Spannfeder überflüssig macht, um eine größere Bedienungsfreundlichkeit zu bieten.
• Hierzu hat die Erfindung eine Blockiervorrichtung eines Werkzeugschafts der Bauart zum Gegenstand, die umfaßt:
• - einen Korpus mit einer Längsbohrung,
• - eine Hülse, dazu bestimmt, den Schaft des Werkzeugs aufzunehmen und relativ zu dem Korpus gemäß einer ersten, als Arbeitsachse bezeichneten Achse zu positionieren,
• - ein Spannorgan, das im Inneren des Korpus verlagerbar ist, welches Spannorgan eine Ausnehmung aufweist, angepaßt zur Aufnahme und Blockierung des Schafts des Werkzeugs,
• - Führungsmittel, die das Kippen des Spannorgans um mindestens eine zweite, als Kippachse bezeichnete Achse, die senkrecht zur ersten Achse verläuft, zwischen zwei Positionen ermöglicht, von denen eine erste als Freigabeposition bezeichnet ist, in der das Organ den Schaft aufnehmen und freigeben kann, und einer zweiten, als Spannposition bezeichneten, in der das Organ den Schaft durch Verspreizen festhält,
• - Mittel für den Antrieb, zugeordnet dem Spannorgan, für die Übertragung einer Bewegung, wie einer Drehbewegung, von dem Korpus auf das Organ,
• - erste und zweite Anschlag- und Gegenanschlagmittel, zugeordnet dem Organ, um dessen Kippen in die beiden Positionen, nämlich die Freigabe- bzw. die Spannposition des Schaftes, zu steuern,
• - Mittel für die Steuerung der Verlagerung des Spannorgans in seine Freigabeposition zum Ermöglichen der Freisetzung und des Einführens des Schaftes des Werkzeugs ins Innere der Hülse, und
• - Rückstellmittel, die auf das Spannorgan einwirken, um es in seine Spannposition zurückzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten Anschlag- bzw. Gegenanschlagmittel vollständig im Inneren der Bohrung des Korpus untergebracht sind.
• Es kann darauf hingewiesen werden, daß die zweiten Anschlagmittel bzw. Gegenanschlagmittel, die das Kippen des Spannorgans in seine Spannposition des Schaftes des Werkzeugs steuern, die Drehantriebsmittel des Organs bilden.
• Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist gewährleistet, daß die zweiten Anschlagmittel bzw. Gegenanschlagmittel positive Blockiermittel des Spannorgans in seiner Spannposition des Schaftes bilden, welche positiven Blockiermittel ausgebildet sind, um starr einen Ring, zugeordnet dem Spannorgan, klemmend in der Spannposition zu halten.
• Ferner weisen die zweiten Anschlagmittel bzw. Gegenanschlagmittel zwei Rampen auf, die eine Nockenbahn bilden.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beispielhaften Zeichnungen in der nachstehenden ausführlichen Beschreibung verdeutlicht, wobei:
• - Fig. 1 einen Längsschnitt eines Kopfes eines Handstücks und einer Blockiervorrichtung in Spannposition gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
• - Fig. 2A einen Schnitt entlang der Linie IIA-IIA der Fig. 1 zeigt;
• - Fig. 2B eine Seitenansicht einer Manschette der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 zeigt;
• - Fig. 2C eine versetzte Seitenansicht eines Spannorgans zeigt, das mit der Manschette gemäß Fig. 2B zusammenwirken soll;
• - Fig. 3 einen teilweisen Schnitt des Kopfes aus Fig. 1 mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in ihrer Freigabeposition zeigt;
• - Fign. 4, 7, 9 und 12 Ansichten im wesentlichen der Blockiervorrichtung in ihrer Spannposition gemäß einem zweiten, einem dritten, einem vierten und einem fünften Ausführungsbeispiel zeigen;
• - Fign. 6, 8, 11 und 14 entsprechend den Ansichten aus den Fign. 4, 7, 9 und 12 die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Freigabeposition zeigen; und
• - Fign. 5, 10 und 13 Querschnittsdarstellungen jeweils entlang der Linien V-V, X-X, XIII-XIII jeweils der Fign. 4, 9 und 12 zeigen.
• Unter Bezugnahme auf die Fign. 1, 2A, 2A, 2C und 3 wird im folgenden ein Kopf eines zahnärztlichen Handstücks gezeigt, das gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Blockiervorrichtung versehen ist.
• Wie insbesondere anhand von Fig. 1 zu sehen, weist der Kopf 1 ein Gehäuse oder Gestell 2 auf, in welchem ein Rotor 4 frei drehbar montiert ist, welcher in diesem Ausführungsbeispiel eine Luftturbine T aufweist, welche durch einen Antriebsluftstrom betätigt wird, der durch einen Zuführkanal C1 vordringt. Auf diese Weise kann der Rotor 4 mit sehr hohen Geschwindigkeiten drehen, in der Größenordnung von 250 000 bis 400 000 U/min (Rpm), um eine geometrische Drehachse Ar, welche eine erste charakteristische Achse des Kopfes 1 bildet. Der Kopf 1 ist so ausgebildet, daß er auf einem nicht dargstellten Greiforgan eines zahnärztlichen Handstücks montiert werden kann.
• Der Rotor 4 ist mittels zweier Lager R1 und R2 im Inneren eines Klemmhalters CA montiert, welcher aus einem oberen Käfig 6 und einem unteren Käfig 8 gebildet ist, wobei diese Käfige 6 und 8 gegenseitig ineinander eingetrieben sind. Der Klemmhalter CA ist aufgrund einer zwischengelegten Elastomerscheibe 10 und dreier wulstförmiger Dichtungen oder "O-Ringe" mit Bezugszeichen 12, 14 und 16 schwimmend innerhalb des Gehäuses 2 des Kopfes 1 montiert. Der Klemmhalter CA ist gegenüber dem Gehäuse 2 mittels eines Haltebolzens 18 gegen Verdrehung gesichert.
• Der Kopf 1 weist an einem ersten Axialende eine Nase N auf, in der ein Zerstäubungssystem SP für ein Gas/Flüssigkeitsgemisch angeordnet ist, welches durch Kanäle C2 und C3 befördert wird. Diese zerstäubte Mischung, die als "Spray"-Mischung bezeichnet wird, ist auf einen Arbeitsort gerichtet, um eine von einem Werkzeug 20, von dem hier einzig der Schaft M dargestellt ist, behandelte Stelle zu kühlen. Da das Zerstäubungssystem SP nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, wird es nicht weiter ausführlich beschrieben.
• An einem zweiten Axialende des Kopfes 1 ist ein Druckknopf 22 angeordnet, der innerhalb einer in dem Gehäuse 2 verschraubten Kappe 24 verschiebbar auf dem Kopf angeordnet ist. Die Kappe 24 ruht auf der wulstförmigen Dichtung oder "O-Ring" 12 über einem zwischengelegten kreisförmigen Ring 26, um den Klemmhalter CA, der auf der Elastomerscheibe 10 aufliegt, axial festzuhalten.
• Der Druckknopf 22 wird von einer schraubenförmigen Druckfeder 28, die auf dem oberen Käfig 6 des schwimmenden Klemmhalters CA abgestützt ist, axial vorgespannt und kann sich entsprechend der Achse Ar translatorisch verlagern und somit eine Vorrichtung 30 zum Blockieren des Schaftes M des Werkzeugs 20 steuern.
• Wie in Fig. 3 zu sehen, beinhaltet die Blockiervorrichtung 30 eine Hohlwelle 32, in deren Innenkorpus eine offene Längsbohrung 34 angeordnet ist. Im Inneren der Hohlwelle oder des Korpus 32 und an einem (dem Druckknopf 22 nächstliegenden) Ende E1 der Vorrrichtung ist eine rohrförmige Manschette 36 angeordnet, die vorzugsweise kraftschlüssig durch Eintreiben bzw. -pressen in die Bohrung 34 montiert ist.
• Die Blockiervorrichtung 30 weist darüberhinaus eine rohrförmige Kulisse 38 auf, welche in der Manschette 36 angeordnet ist und die sich frei translatorisch innerhalb derselben entlang der Rotationsachse Ar bewegen kann. Die Kulisse 38 weist in der Nähe des Endes E1 eine Kugel 40 auf, die drehbeweglich gegenüber dem Druckknopf 22 angeordnet ist, welcher zu diesem Zweck eine Abstützplatte 42 zur axialen Kontaktierung der Kugel 40 aufweist. Es wird im folgenden klar werden, daß diese Anordnung es ermöglicht, die Übertragung einer gegebenenfalls von dem Rotor ausgehenden Rotationsbewegung auf den Druckknopf 2 zu verhindern. Die Kulisse 38 ist darüberhinaus mit einer Abdichtung 44 versehen, die mit der ohne Bezugszeichen versehenen Innenwand der Manschette 36 in Reibkontakt ist. Diese Dichtung 44 bildet vorteilhafterweise ein Bremsmittel für die Kulisse 38 und hindert diese, heftig gegen den Druckknopf 22 zu stoßen, wenn der Kopf manipuliert wird.
• An einem zweiten Ende E2 der Vorrichtung 30 ist ein Zentrierring 46 angeordnet, der gleichfalls in die Bohrung 34 eingetrieben oder verschweißt ist. Das zweite Ende E2 steht schulterartig ausgehend von der Nase N (Fig. 1) vor, so daß der Zentrierring 46 von außen zugänglich ist, um den Schaft M eines Werkzeugs in das Innere der Blockiervorrichtung 30 einführen zu können. Die Rohrwelle bzw. der Korpus 32 erstrecken sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Vorrichtung 30, und die Enden E1 und E2 bilden auch die charakteristischen Enden dieser Welle bzw. des Korpuses. Genauer bildet das Ende E2 ein freies ausmündendes Ende desselben.
• Der Zentrierring 46 weist eine offene zylindrische Bohrung 48 auf, die ausgebildet ist, um den Schaft M mittels eines satten Sitzes aufzunehmen.
• Die rohrförmige Kulisse 38 weist ferner ein zylindrisches Blindlager 50 auf, das in Richtung auf das zweite Ende E2 geöffnet ist, und wie oben beschrieben den Eingangsbereich der Blockiervorrichtung 30 bildet. Das Blindlager 50 ist ebenfalls ausgebildet, um den Schaft M aufzunehmen.
• Die Bohrung 48 des Zentrierrings 46 und das Blindlager 50 der Kulisse 36 sind koaxial zur Rotationsachse Ar des Rotors 4 angeordnet.
• Es ist daher einsichtig, daß die Bohrung 48 und das Lager 50 eine Hülse bilden, die dazu bestimmt ist, den Schaft M des Werkzeugs relativ zum Korpus oder zur Rohrwelle 32 und gemäß der Rotationsachse Ar, die auch Arbeitsachse genannt werden wird, aufzunehmen und zu positionieren.
• Wie insbesondere in Fign. 2C und 3 zu sehen, weist die Blokkiervorrichtung 30 zusätzlich ein Spannorgans 52 auf, das sich innerhalb des Korpus 32 bewegen kann. Dieses Spannorgan 52 umfaßt ein offenes zylindrisches Lager 54, das zur Aufnahme und zum Blockieren des Schaftes M ausgebildet ist. Genauer gesagt besteht das Spannorgan 52 aus einem inneren Ring 56, der aus einem harten Material hergestellt ist, wie z.B. Wolfram-Karbid, und in welchem unmittelbar das Lager 54 ausgebildet ist. Der Innenring 56 ist in einer Hülle 58, welche direkt in dem Korpus 32 angeordnet ist, eingetrieben oder verschweißt und kann sich in der Bohrung 34 bewegen. Zu diesem Zweck weist die Hülle 58 in Höhe des Rings 56 eine teilweise sphärische Außenform auf, die ein Kugelgelenk 60 bildet. Es wird im folgenden verständlich werden, daß dieses Kugelgelenk 60 Führungsmittel bildet, die eine Schwenkung des Spannorgans 52 um mindestens eine Schwenkachse Ap (Fig. 2A) rechtwinklig zur Arbeitsachse oder Rotationsachse Ar ermöglicht.
• Das Spannorgan 52 weist zusätzlich formschlüssig mit dem Kugelgelenk 60 eine Schürze auf, die sich in Axialrichtung vom Ring 56 bis zur Manschette 36 erstreckt. Die Schürze 62 weist eine im wesentlichen kegelstumpfförmige Außenkontur und ein teilweise zylindrisches Innenlager 63 (Fig. 2C) auf, wobei letzteres in Richtung auf die Manschette 36 geöffnet ist, während er teilweise die Kulisse 38 aufnimmt.
• Wie in Fig. 1 gesehen werden kann, kann die Schürze 62 sich gegen die Manschette 36 abstützen, während sie axial durch Rückstellmittel, welche in diesem Beispiel durch eine schraubenförmige Druckfeder 64, die in der Bohrung 34 des Korpus 32 zwischen den Spannorganen 52 und dem Zentrierring 40 angeordnet ist, vorgespannt ist. Genauer gesagt weist die Feder 64 einen Innendurchmesser ohne Bezugszeichen auf, der es ermöglicht, den Schaft M des Werkzeugs hindurchtreten zu lassen, während sie axial endseitig auf dem Zentrierring 46 und auf dem Spannorgan 52, welches sie vorspannt, abgestützt ist.
• Es kann festgestellt werden, daß die endseitige Oberfläche 66 des freien Endes der Kulisse 38, wo sich das Lager 50 öffnet, axial auf dem Spannorgan 52 eine Abstützung finden kann, insbesondere auf einer seitlichen Flanke 68 des Ringes 56. Die ringförmige Oberfläche 66 und die Flanke 68 haben vorzugsweise eine ebene Form.
• Die endseitige Oberfläche 66 der Kulisse 38 und die seitliche Flanke 68 des Ringes 56 bilden jeweils erste Anschlag- (66) und Gegenanschlag- (68) Mittel, die mit dem Spannorgan 52 zusammenwirken, um dessen Verschwenkung in Richtung auf eine erste, sogenannte Freigabe-, Position wie in Fig. 3 dargestellt zu steuern. Es kann festgestellt werden, daß in dieser Position das Lager 54 des Spannorgans 52 koaxial zur Arbeitsachse bzw. Rotationsachse Ar orientiert ist, so daß der Schaft M des Werkzeugs leicht in die Blockiervorrichtung 30 eingeführt werden kann.
• In dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Manschette 36 eine Aussparung 70 auf, die durch eine Bearbeitung diametral (zur Achse) gebildet ist. Diese Aussparung 70 läßt auf der Manschette 36 zwei Dickenränder oder Schnitte 72 (Fig. 28) erscheinen, die zwei Rampen bilden, von denen jede die Funktion einer Nocke besitzt. In der Tat weist auch die Schürze 62 eine Aussparung 74 auf, die ebenfalls durch Bearbeitung diametral (zur Achse) gebildet ist und auch auf der Schürze 62 zwei Dickenränder oder Schnitte 76 erscheinen läßt. Es ist festzuhalten, daß die Dickenränder 72 und 76 von profilierten Oberflächen gebildet sind, die sich jeweils im wesentlichen entlang der Länge der Manschette 36 und entlang der Länge der Schürze 62 erstrecken. Die beiden Dickenränder 76 der Schürze 62 sind gegenüber den beiden entsprechenden Dickenrändern 72 der Manschette 36 angeordnet. Auf diese Weise können diese vier Ränder jeweils paarweise in im wesentlichen radial zur Welle 32 verlaufender Richtung einander abstützen. Genauer gesagt kann das freie Ende der Schürze 62 auf Höhe der freien Enden der Ränder oder Schnitte 76, welche Ecken 65 bilden, direkt auf den beiden Rampen 72 gleiten. Es ist daher zu verstehen, daß die Dickenrädner 76 der Schürze 62, auf Höhe der freien Enden dieser Schürze, ebenso wie die beiden Rampen, die eine Nockenbahn 72 bilden, jeweils zweite Anschlagmittel 76 und Gegenanschlagmittel 72 bilden, welche mit dem Spannorgan 52 zusammenwirken, um dessen Verschwenkung in eine zweite, sogenannte Spann-Position wie in Fig. 1 zu sehen zu steuern.
• Genauer gesagt sind die Rampen 72 vorzugsweise Geraden, die in bezug auf die Arbeitsachse Ar unter einem Winkel B zwischen 5 und 50º geneigt sind. Vorzugsweise hat der Winkel B einen Wert nahe 20º.
• Die Schürze 62 bildet einen Hebelarm, mit welchem die beiden Rampen 72 zusammenwirken, um das Verschwenken des Spannorgans 52 zu ermöglichen.
• Es ist festzustellen, daß in dieser Vorrichtung die zweiten Anschlag- und Gegenanschlagmittel, jeweils 76 und 72, zwischen der Kulisse 38 und der Rohrwelle oder dem Korpus 32 gelagert sind. Die zweiten Anschlagmittel, welche durch die Rampen 72, die in der Hülse 36 geschaffen sind, gebildet sind, sind im Inneren des Korpus 32 eingetrieben.
• Auf sehr vorteilhafte Weise sind die ersten 66, 68 und die zweiten 72,76 Anschlag- und Gegenanschlagmittel, welche die Verschwenkung des Spannorgans 52 in seine beiden, Freigabe- und Spann-, Positionen, steuern, vollständig in dem Korpus oder der Hohlwelle 32 gelagert. Genauer gesagt sind diese Mittel im wesentlichen in der Bohrung 34 gelagert, so daß in der Hohlwelle 32 keine weiteren Öffnungen erforderlich sind, die die mechanische Widerstandskraft derselben schwächen könnten.
• Es versteht sich daher, daß die Hohlwelle 32 aufgrund dessen sehr vorteilhaft, d.h. kraftschlüssig in das Innere des Rotors 4 eingetrieben werden kann, und insbesondere in das Innere der Turbine T. Ferner hat man in dieser Anordnung ein einziges Spannorgan vorgesehen, daß einen einzigen Spannring trägt, was die Justierung der Vorrichtung erheblich vereinfacht.
• Da die Hohlwelle oder der Korpus 32 fest mit der Turbine T drehfest gekoppelt ist, reicht er die Rotationsbewegung des Rotors 4 über die Blockiervorrichtung 30 an das Werkzeug 20 weiter.
• Auf diese Weise ist die Bewegung in der Vorrichtung 30 gemäß einer Kette kinematischer Verknüpfungen von der Turbine T zur Hohlwelle 32 übertragen, welche selbst wiederum die eingetriebene Manschette 36 antreibt, die sich in im wesentlichen radialem Kontakt über ihre Dickenränder 72 mit den korrespondierenden Dickenrändern 76 der Schürze 62 befindet. Auf diese Weise übertragen die zuvor beschriebenen zweiten Anschlag- und Gegenanschlagmittel 76, 72 die Rotationsbewegung des Rotors 4 über das Spannorgan 52 an das Werkzeug 20. Diese zweiten Anschlagmittel 76 und Gegenanschlagmittel 72 bilden daher zusätzlich Übertragungsmittel für die Rotationsbewegung vom Korpus 32 zum Spannorgan 52, und sie bilden somit die Rotationsantriebsmittel dieses Organs.
• Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Blockiervorrichtung, die den Kopf des Handstücks ausrüstet, ist die folgende.
• Um die Einführung des Schachtes M des Werkzeugs in das Innere der Blockiervorrichtung 30 und damit in den Kopf 1 zu erlauben, wie in Fig. 3 dargestellt, drückt man, beispielsweise mit einem nicht dargestellten Daumen, den Druckknopf 22, der sich in Richtung auf die Kulisse 38 unter Zusammendrücken der Spannfeder 28 bewegt.
• Die Stützplatte 42 gelangt in Kontakt mit der Kugel 40 der Kulisse 38, welche sich, in Fig. 3, translatorisch nach unten in Richtung auf das Ende E2, d.h. zum Inneren der Vorrichtung hin, bewegt. Die Kulisse 38 stützt sich also endseitig auf dem Spannorgan 52 und insbesondere auf dem Ring 56 über die zuvor beschriebenen ersten Anschlag-und Gegenanschlagmittel 66 und 68 ab.
• Die Feder 64 wird zusammengedrückt, und das Spannorgan 52 bewegt sich in der Hohlwelle 32 durch eine zur Rotationsachse Ar senkrechte Schwenkbewegung zugleich mit einer translatorischen Bewegung entlang der Rotationsachse Ar. Die Drehung des Spannorgans erfolgt um die Schwenkachse Ap, wobei auch eine translatorische Bewegung entlang der Achse Ar erfolgt.
• Nach und nach gelangt das freie Ende der Kulisse 38 über seine ebene endseitige Oberfläche 66 (erstes Anschlagmittel) in Kontakt mit der gesamten entsprechenden ebenen Oberfläche 68 (erstes Gegenanschlagmittel) des Spannorgans 52 und insbesondere des Rings 56.
• Die Bohrung 54 des Spannorgans 52 positioniert sich, nachdem sie aufgrund des zugleich schwenkenden und translatorischen Bewegungsablaufs versetzt wurde, koaxial zur Arbeits- oder Rotationsachse Ar. Es kann beobachtet werden, daß diese Bewegung durch die Freigabe der Schürze 62 ermöglicht wird, welche der Rampe 72 folgt, die sich zum Spannorgan 52 hin öffnet.
• In der ersten Position, oder Freigabeposition, die zum Schluß der Bewegung und entsprechend der Darstellung in Fig. 3 erhalten wird, kann der Schaft M frei in den Zentrierring 46, anschließend in den Spannring 56 und schließlich in das Lager 50 eingeführt werden. Wenn der Schaft M des Werkzeugs bereits eingeführt worden ist, wird er dann freigegeben und kann aus dem Kopf 1 herausgenommen werden.
• Es ist auch einleutend, daß die Kulisse 38 Mittel zum Steuern der Fortbewegung des Spannorgans 52 in Richtung auf seine Freigabeposition bildet.
• Wenn der Schaft M in die Blockiervorrichtung 30 und in den Kopf 1 eingeführt ist, nimmt man den ursprünglich auf den Druckknopf 22 ausgeübten Durck zurück und läßt die beiden Spannfedern 64 und 28 sich entspannen.
• In diesem Augenblick gleiten die Schürze 62, und insbesondere ihre Dickenränder 76 auf Höhe ihres freien Endes, entlang der beiden Rampen 72. Die Schürze 62 drängt weiter in die Aussparung 70 der Manschette 36 ein, und diese Schürze schwenkt wie ein Hebelarm das Spannorgan 52 und den Ring 56 normal zur Achse Ar.
• Das Spannorgan und der besagte Ring stellen sich nach und nach in der Bohrung der Hohlwelle 32 quer, bis sie durch Verspreizen oder Verkeilen den Schaft M blockieren.
• In der in Fig. 1 dargestellten Extremposition kann beobachtet werden, daß die Schürze 62 zwischen den Rampen 72 der Manschette 36 und der Bohrung 34 der Hohlwelle 32 eingeklemmt ist.
• Da eine Schwenkbewegung des Spannorgans 52 in entgegengesetzter Richtung, d.h. in seine Freigabeposition wie in Fig. 3 dargestellt, durch die Rampen 72 und die Dickenränder 76 der Schürze 62 verhindert wird, ist einsehbar, daß diese zweiten Anschlag- und Gegenanschlagmittel 76, 72 positive Blockiermittel des Spannorgans in seiner Spannposition des Schaftes M darstellen, wobei diese Mittel geeignet sind, das Spannorgan 52 durch Einklemmen und auf steife Art und Weise zu halten, insbesondere mittels der Manschette 36 und der Schürze 62. Die Feder ist demnach nicht das einzige Blockiermittel des Spannorgans 52, und sie muß demnach nicht überdimensioniert werden.
• Es kann daher festgestellt werden, daß diese Vorrichtung selbstfeststellend ist, da sobald die Rotation des Rotors 4 einsetzt, die Schürze 62 unter dem Eindruck der Zentrifugalkräfte dazu tendiert, das Spannorgan 52 noch weiter in Richtung auf seine Spannposition zu verschwenken, um das Werkzeug besser zu halten. Dies ermöglicht die asymmetrische Struktur der Schürze 62.
• Man kann erkennen, daß diese Vorrichtung leicht auseinandergebaut und gereinigt werden kann, indem der Druckknopf 22 entfernt und anschließend die Kulisse 38 in Axialrichtung herausgezogen wird.
• Unter Bezugnahme nunmehr auf die Fign. 4 bis 6 wird im folgenden eine Blockiervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, in welchem die gemeinsamen Elemente mit dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel mit gleichen Bezugszeichen versehen worden sind.
• In diesem Ausführungsbeispiel sind die zweiten Gegenanschlagsmittel durch Achsen 80 gebildet, welche kraftschlüssig radial in die Außenwand der Hohlwelle oder des Korpus 32 eingeführt sind. Die Dickenränder 76 der Schürze 62 des Spannorgans 52 liegen gegen den Außenumfang der Achsen 80 abstützt an. Diese Dickenränder bilden die Rampen, die eine Nockenbahn bilden, deren Funktion weiter oben beschrieben wurde, indem sie auf den Achsen 80 gleiten. Die die Nockenbbahn bildenden Rampen sind also hier Bestandteil des Spannorgans 52. Die Blockiervorrichtung gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist in ihren beiden äußeren Freigabeposition und Spannungsposition jeweils in den Fign. 4 und 6 dargestellt. Die Funktionsweise dieser Vorrichtung ist analog derjenigen der vorhergehenden Zeichnungen und wird demnach nicht im einzelnen beschrieben.
• Die Fign. 7 und 8 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in welchem die Kulisse 90 eine Vollstruktur aufweist, deren endseitige Oberfläche 96 in Anlage über ihren gesamten Querschnitt gegen eine entsprechende Volloberfläche 98 auf der Hülle 92 gelangen kann. Die Kulisse 90 ist daher ein leicht zu fertigendes Werkstück und wesentlich widerstandsfähiger gegen Druckbeanspruchung. Die Kulisse kann zusätzlich einen stärkeren Druck übertragen. Es kann beobachtet werden, daß zu diesem Zweck die Hülle 92 ein Blindlager 94 aufweist, das dazu bestimmt ist, das freie Ende des nicht dargestellten Werkzeugschaftes aufzunehmen. Die Oberflächen 96 und 98 bilden die ersten Anschlag- bzw. Gegenanschlagmittel, die die Schwenkbewegung des Spannorgans 52 steuern und deren Funktionsweise zuvor beschrieben worden ist. Die übrigen Bestandteile der Vorrichtung gemäß diesem dritten Ausführungsbeispiel sind identisch denjenigen des Ausführungsbeispiels der Fign. 1 bis 3.
• Die Fign. 9 bis 11 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Blockiervorrichtung. In diesem Ausführungsbeispiel hat die Kulisse 100 ebenfalls eine Vollstruktur, und sie weist eine diametrale zylindrische Achse 102 auf, welche in zwei länglichen teilweise abgerundeten Nuten 104 angreift, welche in die Außenwand der Schürze 106 (Fig. 10) eingelassen sind. Das Spannorgan 52 ist somit an der Kulisse 100 angekoppelt.
• Ein dritter Ring 108 ist gleitend in der Bohrung 34 der Hohlwelle 32 zwischen dem Spannorgan 52 und der Spannfeder 64 angeordnet. Zwei seitliche Flanken 116 und 118, welche jeweils zu dem Spannorgan 52 und dem dritten Ring 108 gehören, bilden die jeweiligen ersten Anschlag- und Gegenanschlagmittel, welche die Schwenkbewegung des Spannorgans in seine Freigabeposition steuern.
• Die Fign. 12 bis 14 zeigen ein fünftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in welchem die Feder 202, welche das Rückstellen der Bewegung des Spannorgans 52 ermöglicht, nunmehr zwischen der Kulisse 200 und der tubusförmigen Manschette 204, welche bis zur Mitte der Hohlwelle 32 eingetrieben ist, angeordnet ist. Ferner sind die ersten Anschlagmittel und Gegenanschlagmittel wie in Fign. 12 und 14 zu sehen jeweils durch eine Flanke am unteren Ende 206 des Spannorgans 52 und eine Flanke am oberen Ende 208 des Zentrierrings 46 gebildet. Das Spannorgan 52 kommt somit unmittelbar gegen den Zentrierring 46 in Anlage. Mit dieser Anordnung kann man relativ kurze Werkzeugschafte blockieren.

Claims (20)

1. Blockiervorrichtung eines Werkzeugsschaftes der Bauart, die umfaßt:

- einen Korpus (32) mit einer Längsbohrung (34),

- eine Hülse (48, 50), dazu bestimmt, den Schaft (M) des Werkzeugs aufzunehmen und relativ zu dem Korpus (32) gemäß einer ersten, als Arbeitsachse bezeichneten Achse (Ar) zu positionieren,

- ein Spannorgan (52), das im Inneren des Korpus (32) verlagerbar ist, welches Spannorgan (52) eine Ausnehmung (54) aufweist, angepaßt zur Aufnahme und Blockierung des Schafts (M) des Werkzeugs,

- Führungsmittel (60), die das Kippen des Spannorgans (52) um mindestens eine zweite, als Kippachse bezeichnete Achse (Ap), die senkrecht zur ersten (Ar) verläuft, zwischen zwei Positionen ermöglicht, von denen eine erste als Freigabeposition bezeichnet ist, in der das Organ (52) den Schaft (M) aufnehmen und freigeben kann, und einer zweiten, als Spannposition bezeichneten, in der das Organ (52) den Schaft (M) durch Verspreizen festhält,

- Mittel (72, 76) für den Antrieb, zugeordnet dem Spannorgan (52), für die Übertragung einer Bewegung, wie einer Drehbewegung, von dem Korpus (32) auf das Organ (52),

- erste (66, 58) und zweite (76, 72) Anschlag- und Gegenanschlagmittel, zugeordnet dem Organ (52), um dessen Kippen in die beiden Positionen, nämlich die Freigabe- bzw. die Spannposition des Schaftes (M),zu steuern,

- Mittel (38) für die Steuerung der Verlagerung des Spannorgans (52) in seine Freigabeposition zum Ermöglichen der Freisetzung und des Einführens des Schaftes (M) des Werkzeugs ins Innere der Hülse (48, 50), und

- Rückstellmittel, die auf das Spannorgan (52) einwirken, um es in seine Spannposition zurückzuführen,

dadurch gekennzeichnet, daß die ersten (66, 58) und die zweiten (76,72) Anschlag- bzw. Gegenanschlagmittel vollständig im Inneren der Bohrung (34) des Korpus (32) untergebracht sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Anschlagmittel (76) bzw. Gegenanschlagmittel (72), die das Kippen des Spannorgans (52) in seine Spannposition des Schaftes (M) des Werkzeuges steuern, die Drehantriebsmittel des Organs (52) bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Anschlagmittel (76) bzw. Gegenanschlagmittel (72) positive Blockiermittel des Spannorganes in seiner Spannposition des Schaftes (M) bilden, welche positiven Blockiermittel ausgebildet sind, um starr einen Ring (56), zugeordnet dem Spannorgan (52), klemmend in der Spannposition zu halten.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Anschlagmittel (76) bzw. Gegenanschlagmittel (72) zwei Rampen (72, 76) aufweisen, die eine Nockenbahn bilden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rampen (72, 76) mit einem Hebelarm (62) zusammenwirken, der mit dem Spannorgan (52) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebelarm (62) von einer Schürze mit einer äußeren, teilweise kegelstumpfförmigen Form gebildet wird, die sich in Axialrichtung bezüglich des Spannorgans (52) erstreckt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Anschlagmittel (76) von den Rändern der Dicke der Schürze (62) gebildet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Gegenanschlagmittel (72) in das Innere des Korpus (32) eingetrieben sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Gegenanschlagmittel (72) eine in die Bohrung des Korpus (32) eingetriebene Manschette (36) umfassen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 4 und Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rampen (72, 76), die die Nockenbahn bilden, von den dicken Rändern der Manschette (36) gebildet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel für die Verlagerung des Spannorgans (52) eine rohrförmige Kulisse (38) umfassen, eingefügt in die Manschette (36) und im Inneren desselben translatorisch verlagerbar.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Anschlagmittel (66) und die Gegenanschlagmittel (68), welche die Verlagerung des Spannorgans (52) in seine Freigabeposition steuern, von den ebenen Oberflächen gebildet sind, die jeweils am Ende der Kulisse (38) bzw. auf einer der Flanken des Spannorgans (52) ausgebildet sind.

13. Blockiervorrichtung eines Werkzeugschaftes der Bauart, die umfaßt:

- einen Korpus (32), relativ zu dem der Schaft (M) eines Werkzeuges positionierbar ist, welcher Korpus (32) eine Längsbohrung (34) aufweist,

- ein Spannorgan (52), das ausgebildet ist, um den Schaft des Werkzeuges durch Verkippen zu spannen, in Wirkverbindung mit einer Steuerkulisse (38) und Rückstellmitteln(64), dadurch gekennzeichnet, daß sie eine in den Korpus eingetriebene, rohrförmige Manschette (36) umfaßt, und deren Dickenränder (72) zwei Rampen bilden, die eine Nockenbahn bilden, auf der entsprechende Dickenränder (76) einer Schürze (62) zur Anlage gelangen, die äußerlich teilweise kegelstumpfförmig ist und verbunden ist mit dem Spannorgan (52), vollständig im Inneren der Bohrung (34) des Korpus (32) untergebracht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich von der Schürze (62) eine Hülle (58) erstreckt, in der ein Spannring (56) vorgesehen sind, welche Hülle (58) in Höhe des Ringes (56) ein Kugelgelenk (60) bildet, das in der Bohrung (34) kippbeweglich ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulisse (38) im Inneren der Manschette (36) untergebracht ist und darin translatorisch beweglich ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eines der freien Enden der Kulisse (38), die in Axialkontakt mit einer Seitenflanke (68) des Spannringes (56) bringbar ist, progressiv in Richtung der Freigabe oder der Einführung des Schaftes (M) in Kontakt auf der Gesamtheit der im Anschlag befindlichen Oberfläche (66) auf der Flanke (68) des Ringes (56) bringbar ist.

17. Kopf eines Handstücks, versehen mit einer Blockiervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, und der Bauart mit einem im Inneren eines Gehäuses (2) untergebrachten Rotor (4), wobei der Korpus (32) der Blockiervorrichtung von einer an dem Rotor (4) angebrachten rohrförmigen Welle gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ oder der Blockierring vollständig im Inneren der Welle untergebracht ist.

18. Kopf nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß er nur einen einzigen Blockierring (56) umfaßt.

19. Kopf nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Welle (32) in den Rotor (4) eingetrieben ist.

20. Zahnärztliches Handstück, versehen mit einem Kopf gemäß einem der Ansprüche 17 bis 19.