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WO2001024723A1 - Durch eine schraubverbindung zu verbindende teile, insbesondere eines medizinischen instrumentes - Google Patents

Durch eine schraubverbindung zu verbindende teile, insbesondere eines medizinischen instrumentes Download PDF

Info

Publication number
WO2001024723A1
WO2001024723A1 PCT/EP2000/009565 EP0009565W WO0124723A1 WO 2001024723 A1 WO2001024723 A1 WO 2001024723A1 EP 0009565 W EP0009565 W EP 0009565W WO 0124723 A1 WO0124723 A1 WO 0124723A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
parts
screw connection
threaded
threaded pin
connection according
Prior art date
Application number
PCT/EP2000/009565
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerd Löhn
Original Assignee
Kaltenbach & Voigt Gmbh & Co.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kaltenbach & Voigt Gmbh & Co. filed Critical Kaltenbach & Voigt Gmbh & Co.
Priority to EP00969351A priority Critical patent/EP1216009A1/de
Priority to JP2001527723A priority patent/JP2003510161A/ja
Publication of WO2001024723A1 publication Critical patent/WO2001024723A1/de

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/08—Machine parts specially adapted for dentistry
    • A61C1/14—Tool-holders, i.e. operating tool holders, e.g. burr holders
    • A61C1/142—Operating tool blocking means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/16—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/08—Machine parts specially adapted for dentistry
    • A61C1/14—Tool-holders, i.e. operating tool holders, e.g. burr holders
    • A61C1/148—Non-rotating tool holders, e.g. vibrating, oscillating, nutating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B7/00—Connections of rods or tubes, e.g. of non-circular section, mutually, including resilient connections
    • F16B7/18—Connections of rods or tubes, e.g. of non-circular section, mutually, including resilient connections using screw-thread elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L15/00—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/0046—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets with a releasable handle; with handle and operating part separable
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00477—Coupling
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    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/32—Surgical cutting instruments
    • A61B17/320068—Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic
    • A61B2017/320071—Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic with articulating means for working tip

Definitions

  • the invention relates to parts to be connected by a screw connection, in particular a medical treatment or processing instrument according to the preamble of claim 1 or 3 or 14.
  • a screw connection The purpose of a screw connection is to connect two parts to one another, the parts being able to be screwed to one another in threaded engagement by means of an internal thread and an external thread encompassing it.
  • the thread engagement forms a positive connection between the parts, in particular when the pitch of the thread is correspondingly small, which is stable against axial loading forces.
  • the screw connection is not only stable in the axial direction, but the parts are also firmly connected to one another in the circumferential direction, so that the screw connection can serve this purpose not only to transmit axial forces but also rotational forces or torques from part to part. In mechanics, this property is used to firmly connect two parts.
  • Such a screw connection is stable and can transmit relatively large forces. This is u. a. due to the fact that the thread engagement on the thread flanks enables relatively large contact surfaces and thus a relatively large surface pressure. All that is required is a correspondingly deep thread engagement and a screw connection between the parts against a rotational movement stop, which can also be achieved by locking by means of a lock nut.
  • a previously described screw connection is also used in medical technology.
  • medical instruments e.g. B. in treatment or processing instruments such as handpieces and / or in treatment or processing tools and devices, parts of which are screwed together.
  • a handpiece can be, for example, a screw connection between the handpiece and a so-called connection part and / or a screw connection for the detachable fastening of a treatment or processing tool with a handpiece, or it can be a screw connection between the connection part and trade a so-called flexible supply hose.
  • a screw connection of the types mentioned, namely such between a connecting part and a flexible supply hose and a screw connection between a processing tool and a handpiece is, for. B. described in DE 44 39 410 AI.
  • the screw connection parts are formed by a cylindrical shaft with an end threaded bore and a threaded pin with an external thread, the shaft having a radially outwardly open slot which extends over part of the length of the threaded bore.
  • the threaded pin is flattened to a transverse dimension corresponding to the width of the slot by two opposing tapered portions. It is therefore possible to insert the threaded pin in the area of the slot across the slot into the threaded hole.
  • the invention has for its object to design the parts of a screw connection of the present type so that the two parts can be brought into threaded engagement with each other with little handling.
  • the threaded bore has a transversely offset hole enlargement which is dimensioned so large in its cross-sectional size that the threaded pin, which is round or nearly round in cross section, can be inserted axially with its full thread therein in a correspondingly transversely offset position.
  • the hole extension extends in the circumferential direction by approximately 180 ° to such an extent that the transitions between the hole extension and the remaining thread of the threaded bore of the threaded pin can be moved between its transversely displaced insertion position and a position encompassing the remaining thread grooves of the threaded bore in the transitions existing transversely to the offset.
  • the threaded pin can be inserted laterally offset over a large part of the length of the threaded bore into the remaining thread of the threaded bore without a screwing movement having to be carried out in the region of this length.
  • a screwing movement need only be carried out when the threaded pin is screwed into the remaining longitudinal section of the threaded bore. Since this screwing-in movement can be dimensioned shorter than the length of the threaded bore as a whole, the design according to the invention creates a quick-action connection in which the parts can be screwed and loosened again with considerably less handling effort and time.
  • the same advantages can also be achieved with the embodiment according to claim 3, in which instead of a hole extension of the threaded bore a cross-sectional taper is provided on the threaded pin, which extends at its free end tapering over part of its length and is dimensioned so large radially and circumferentially that the threaded pin can be inserted over the part of its length into the core hole of the threaded bore and then can be moved transversely with its remaining threaded grooves into the threaded grooves of the threaded bore.
  • the threaded pin can be inserted into the threaded bore over a large part of its length, a screwing movement only having to be carried out in the region of the remaining length of the threaded pin.
  • the offset can be dimensioned smaller or larger than the radial thread depth.
  • the threaded pin engages over part of its length over its entire circumference and in other segments with the thread of the threaded bore, so that a sufficiently long thread engagement is achieved with a reduced screw length.
  • the parts can be plugged together in any rotational position. This is ensured by the fact that the threaded pin is round or almost round or has a full thread and the hole extension is dimensioned so large that the threaded pin with its round or almost round shape or with its full thread can be inserted therein with play. This makes plugging together much easier and the operator can focus his attention on other things.
  • a shortened screw length is also achieved in that the threaded pin can be inserted over a part of its thread length into a plug hole arranged upstream of the threaded bore.
  • the threaded pin or a further cylindrical portion of the part having the threaded pin is stabilized by the preferably provided closing receptacle or a screw stop in the plug hole so that a shorter engagement length of the threaded pin is sufficient to achieve a sufficiently stable screw connection.
  • a quick-connect connection and a reduced screwing and time expenditure are also achieved in this embodiment.
  • a stop for the screw connection on which the two parts can be screwed together by screwing can be provided in the base area of the threaded bore or in the foot area of the threaded pin his. In the latter case, an at least partial closure of the threaded bore, preferably present over the entire circumference, is achieved.
  • stop surfaces are conical inner and outer surfaces.
  • radial stop surfaces can also be provided within the scope of the invention. Both options apply both when the stop is arranged in the base area of the threaded hole or in the foot area of the threaded pin in the screwed state.
  • Figure 1 shows a screw connection according to the invention in axial section, which is realized on a medical instrument, which is shown in the side view.
  • Figure 2 shows the screw connection in a so-called exploded view of its parts.
  • Fig. 3 shows the cross section III-III in Fig. 2;
  • Fig. 6 shows the cross section VI-VI in Fig. 5;
  • the instrument generally designated 1 in FIG. 1 can be used for the treatment or processing of the human or animal body or artificial parts thereof or of models. It is therefore suitable for a medical practice or a medical laboratory and especially for tooth and jaw processing.
  • the main elements of the instrument 1 are an elongated or rod-shaped handpiece 2, in the front end region of which a handpiece shaft 3 is mounted and possibly protrudes therefrom, in the free end region of which a holding device 4 is arranged, in which a tool 5 with a tool shaft 5a and one attached thereto attached tool body 5b is releasably held, a vibration drive 6 for the handpiece shaft 3, which is arranged in the handpiece 2, and preferably also an electronic control device for increasing or reducing the drive power, the control device in the instrument 1 or handpiece 2 or also remotely therefrom, For example, can be arranged on a control unit, not shown, or a foot switch.
  • the instrument 1 is connected to the control unit by a flexible supply line 9, which is indicated, with a flexible supply hose, one or more media lines 7 for supplying the instrument 1 with energy and treatment and / or processing media running in or on the supply line 9.
  • the instrument 1 consists of the handpiece 2 forming a front instrument part and a connector 11 forming a rear instrument part, which is connected at its rear end to the flexible supply line 9 and by a quick-release coupling 12, in particular a plug-in or screw coupling, is detachably connected to the handpiece 2.
  • the quick-release coupling 12 is preferably one which, in the coupled state, ensures that the handpiece 2 is rotated about its longitudinal central axis 2a and thereby the passage of the media or media present.
  • a plug-in coupling is provided with a cylindrical or step-cylindrical coupling pin 12a and a coupling recess 12b which rotatably receives it, in the present exemplary embodiment the coupling pin 12a from the connecting piece 11 to the front protrudes and the coupling recess 12b opens out to the rear of the handpiece 2.
  • a known, releasable securing device in particular formed by an overpressable locking device.
  • the securing device 14 which is effective with an elastically prestressed securing element, can be manually overpressed and released in a manner that is easy to handle.
  • the media line 7 can pass through the quick-release coupling 12 in a sealed axial or Z-shaped manner, as is shown in simplified form in FIG. 1.
  • the handpiece shaft 3 is mounted in the handpiece 2 so that it can be pivoted elastically on all sides.
  • elastically flexible or compressible bearing parts 15, 16, e.g. Bearing rings serve, two or more of which are arranged at an axial distance from one another and are indicated. Due to the resilient storage, the handpiece shaft 3 is returned to a central vibration position by the elasticity of the bearing parts 15, 16 in the idle state.
  • the vibration generator or vibration drive 6 generates high-frequency short-stroke vibrations in the sense of a vibration with a frequency preferably in the sound or ultrasound range, the vibrations or amplitudes e.g.
  • the handpiece shaft 3 may be linearly directed transversely and / or along the handpiece shaft 3 or may be circumferential in an elliptical or circular manner, in each case in one plane or their direction may alternate in circumferential direction.
  • Rotating vibrations have proven to be advantageous. Due to the radial and axial elastically resilient mounting of the handpiece shaft 3, spatial vibrations occur in functional operation, so that the tool 5 has an abrasive effect in all directions.
  • the vibration drive has a frequency of approximately 4 kHz to 8 kHz, preferably approximately 6 kHz, with an amplitude of the preferably spatial vibrations of approximately 0.05 mm to 0.2 mm, in particular approximately, occurring in the area of the tool 5 0.1 mm.
  • the control device can be designed in such a way that it enables the oscillation power to be set in the aforementioned range or also to be set beyond this range, so that considerably larger amplitudes can also be set if necessary.
  • the instrument 1 according to the invention is therefore particularly well suited for different tools 5, which can be assigned as a tool range and differ from each other due to different shape and / or size and / or purpose.
  • the holding device 4 is the instrument-side part of a screw connection 17 with an outer cylindrical connecting part 17a, which has a end region
  • the outer connecting part 17a is formed by the handpiece shaft 3 and the inner connecting part 17b is formed by the threaded pin 19, which is the rear free end of the tool 5.
  • the outer shoulder surface 23 is the rear boundary of a thickening which has the rotary grip element 21 and from which the tool shank 5a extends forwards in a straight, angular or S-shaped manner.
  • the cone angle W of the shoulder surfaces 23, 24 is approximately 30 to 60 ° or 45 to 60 °.
  • the length of the threaded bore is denoted by Ll.
  • a plug hole 25 with the length L2 is arranged axially parallel in the input region of the threaded bore 18, the inside diameter D1 of which corresponds to the outside diameter D of the threaded pin 19, taking into account a
  • the outer diameter of the connecting part 17a is dimensioned so large that the hole extension 20 from adjacent lateral wall section of the sleeve-shaped body part of the connecting part 17a is laterally covered and the shoulder surface 24 is also at least partially present in the region of the front hole enlargement 20.
  • the hole extension 20 opens out on the end face within the shoulder surface 24, and the annular shoulder surface 23 is dimensioned so large that the hole extension 20 is covered and closed by the shoulder surface 23 in the screwed stop position. Therefore, no impurities and / or pathogens can get into the hole extension 20. This improves hygiene and simplifies cleaning, disinfection and / or sterilization.
  • the length L2 of the plug hole 25 is dimensioned smaller than the length L3 with which the threaded pin 19 or the tool 5 protrudes maximally into the threaded bore 18 when it is at the stop 22. It follows from this that the threaded pin 19 projects with only part of its length L4 into the longitudinal section L5 of the threaded bore 18, which lies behind the plug hole 25 and is present with its internal thread 26 on the entire circumferential area.
  • the size of the chamfer or the inner annular shoulder surface 24 on the outer connecting part 17a is dimensioned so large that, despite the offset v, it is also present in the maximally offset region of the peripheral edge of the plug hole 25, but the inner annular shoulder surface designated 24a there is one due to the Offset v has a smaller width.
  • the width of the inner annular shoulder surface 24 can also be dimensioned so short that there is no inner annular shoulder surface in the area 24a, because the annular shoulder surface ends present on both sides run out in the area 24a.
  • the configuration according to the invention described so far forms a quick-action connection 27 which enables fast and easy-to-use screwing of the connecting parts 17a, 17b.
  • the inner connecting part 17b To screw the connecting parts 17a, 17b, the inner connecting part 17b with the
  • Threaded pin 19 inserted into the generally designated 28 opening of the plug hole 25.
  • the threaded pin 19 is pushed in as far as the crescent-shaped annular shoulder surface 29 present between the plug hole 25 and the inner section 18a or L5 of the threaded bore 18, which is preferably formed by an inwardly converging hollow conical surface. If the threaded pin 19 is not automatically moved laterally in this position due to the presence of the hollow-conical annular shoulder surface 29 and / or an edge chamfer 31 at the free end of the threaded pin 19 such that its external thread 32 comes into engagement with the internal thread 26 present in the longitudinal section L2, will the Manually moved threaded pin laterally so that the external thread 32 and the internal thread 26 come into engagement.
  • the plug hole 25 is preferably not laterally offset, but is arranged coaxially to the threaded hole 18, the shorter being in the longitudinal region L2 is dimensioned as the length L3, the internal thread 26 is eliminated and is only present in the longitudinal region L5.
  • the threaded pin 19 is inserted coaxially into the plug hole 25 up to the annular shoulder surface 29, which is also preferably formed here by an inwardly converging hollow cone surface. It also requires only a short screwing, the screw 17 Getting Connected to manufacture. The loosening of the screw connection 17 is also carried out in a manner that is easy to handle and quick.
  • the threaded pin 19 can, if it fits snugly into the plug hole 25, find lateral support on the inner lateral surface of the plug hole 25 over its entire length. Such a lateral system does not have to be because the
  • Ring shoulder surfaces 23, 24 also ensure adequate lateral contact and support if there is a radial distance between the external thread 32 of the threaded pin 19 and the inner surface area of the plug hole 25.
  • the input area L2 of the threaded bore 18 is widened transversely.
  • a free end region L6 of the threaded pin 19 is tapered on one side in such a way that the threaded pin 19 can be inserted into the threaded hole 18 over part of its length is and therefore only needs to be screwed in the area of its remaining longitudinal section L7.
  • the taper 33 is dimensioned or shaped so large that when the threaded pin 19 is laterally displaced in the plug hole 25 toward the tapered side, the thread on the opposite side disengages. Therefore, the radial dimension tl of the taper 33 is equal to or slightly larger than twice the thread depth t. In this case, the taper 33 extends over an angular range w1 of at least approximately 180 ° or more, it being able to terminate with secant surfaces 33a, as shown in FIG. 6.
  • the transition from the taper 33 to the remaining longitudinal section L7 of the threaded pin 19 is preferably formed by a conical step surface 34.
  • the acute angle that the taper 33 is preferably formed by a conical step surface 34.
  • Including step surface 34 with the longitudinal central axis 7 is preferably approximately the same size or greater than the acute angle which the flanks of the internal thread form with the longitudinal central axis.
  • stop 22 it is possible to form the stop 22 by the shoulder surfaces 31, 39 which are arranged in the free edge region of the threaded pin 19 and in the base region of the threaded bore 18 and which are preferably of conical section shape, see FIG. 5.
  • the tapered longitudinal section L6 is dimensioned somewhat shorter than the length Ll of the threaded bore 18, so that one or more threads in the longitudinal section L7 for the axial bracing at the stop 22 of the conical shoulder surfaces 29, 31 and / or the shoulder surfaces 23, 24 (not shown in FIG. 5) are available.
  • a tapered cylindrical projection 35 can be arranged at the free end of the threaded pin 19, which in the screwed position surrounds a correspondingly large bore 36 in the outer connecting part 17a, as shown in FIG. 5.
  • FIGS. 7 and 3 differs from the embodiment according to FIGS. 2 and 3 in that the step formed by the shoulder surface 24 between the outlet of the shoulder surface 24 and the thread tips in two stages is trained.
  • This is achieved by means of a second, concentric hole widening 42 which extends axially inwards from the approximately central region of the conical shoulder surface 24 and is designed in the form of a hollow cylinder in the present exemplary embodiment.
  • the depth t2 of the hole widening 42 is preferably dimensioned approximately the same or slightly larger than the groove depth of the internal thread.
  • the axial length of the hole extension 42 corresponds approximately to half the diameter of the threaded bore 18. Because of the first hole extension 20, the second hole extension 42 terminates at 43 on the existing inner wall. Because of the first hole extension 20, the second hole extension 42 terminates at 43 on the existing inner wall. Because of the first hole extension 20, the second hole extension 42 terminates at 43 on the existing inner wall. Because of the first hole extension 20, the second hole extension 42 terminates at 43 on the existing inner wall.
  • the presence of the second hole widening 42 results in two smaller steps 44a, 44b when the threaded pin 19 is plugged together when it meets the edge of the opening 28, in the area of which the threaded pin 19 is displaced radially inwards. This improves the automatic insertion of the threaded pin 19 into the opening 28, even if the chamfer 31 at the front end of the threaded pin 19 is of a smaller radial dimension.
  • the handpiece shaft 3 is an essentially cylindrical sleeve 45 which is thickened and stabilized inwards in its front end region in which the threaded bore 18 is located, so that the thickness of the wall increases its front end area is larger than in its remaining rear end area.
  • the sleeve 45 preferably has oblique or secant through holes 46 in two transverse rows, the elements of a pneumatic oscillating drive being the same as that in the functional operation of the handpiece 2 Vibrations are generated.
  • Another element of the vibration drive 6 is a thin vibration sleeve 47, which is indicated in FIG.
  • locking rings 48 each indicated at an axial distance, are assigned to their two ends, which sit in ring grooves 49 of the sleeve 45 and are themselves axially positioned as a result.
  • the locking rings 48 can be rings of round cross-section made of elastic material, for example rubber or plastic, for example so-called O-rings.
  • two radially outwardly extending cylindrical pins 51 are preferably formed in one piece, diametrically opposite one another, which in connection with damping rings 52 made of elastic material, e.g. Rubber or plastic rings serve to secure the sleeve 45 in the handpiece 2 in the axial direction and in the circumferential direction.
  • damping rings 52 made of elastic material, e.g. Rubber or plastic rings serve to secure the sleeve 45 in the handpiece 2 in the axial direction and in the circumferential direction.

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Abstract

Die Erfindung betrifft durch eine Schraubverbindung (17) miteinander zu verbindende Teile (17a, 17b), von denen eines eine Gewindebohrung (18) und das andere einen Gewindezapfen (19) aufweist, wobei die Gewindebohrung (18) auf einem eingangsseitig auslaufenden Teil (L2) ihrer Länge (L1) eine quer versetzte Locherweiterung (20) aufweist, in die der Gewindezapfen (19) axial einsteckbar ist, wobei der Gewindezapfen (19) zwischen dieser quer versetzten Einsteckposition und einer bezüglich der Gewindebohrung (18) koaxialen und in die verbleibenden Gewinderillen der Gewindebohrung (18) einfassenden Position quer bewegbar ist, und wobei die Teile (17a, 17b) gegen einen zwischen ihnen wirksamen Anschlag (22) schraubbar sind. Um die Teile (17a, 17b) mit einem geringeren Handhabungsaufwand in Gewindeeingriff bringen zu können, weist der Gewindezapfen (19) ein Vollgewinde auf.

Description

Durch eine Schraubverbindung zu verbindende Teile, insbesondere eines medizinischen Instrumentes
Die Erfindung bezieht sich auf durch eine Schraubverbindung zu verbindende Teile, insbesondere eines medizinischen Behandlungs- oder Bearbeitungsinstrumentes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 oder 3 oder 14.
Es ist der Zweck einer Schraubverbindung, zwei Teile miteinander zu verbinden, wobei die Teile durch ein Innengewinde und ein darin einfassendes Außengewinde in Gewindeeingriff miteinander schraubbar sind. Dabei bildet der Gewindeeingriff insbesondere dann, wenn die Steigung des Gewindes entsprechend gering ist, eine Formschlußverbindung zwischen den Teilen, die gegen axiale Belastungskräfte stabil ist. Wenn darüber hinaus der Gewindeeingriff durch einen Drehanschlag begrenzt ist und die beiden Teile durch den Gewindeeingriff axial miteinander verspannt sind, ist die Schraubverbindung nicht nur in axialer Richtung stabil, sondern die Teile sind auch in Umfangsrichtung fest miteinander verbunden, so daß die Schraubverbindung dazu dienen kann, nicht nur axiale Kräfte sondern auch Rotationskräfte bzw. Drehmomente von Teil zu Teil zu übertragen. In der Mechanik nutzt man diese Eigenschaft dazu aus, zwei Teile fest miteinander zu verbinden. Eine solche Schraubverbindung ist stabil und vermag verhältnismäßig große Kräfte zu übertragen. Dies ist u. a. dadurch bedingt, daß der Gewindeeingriff an den Gewindeflanken verhältnismäßig große Anlageflächen und damit eine verhältnismäßig große Flächenpressung ermöglicht. Hierzu bedarf es lediglich eines entsprechend tiefen Gewindeeingriffs und einer Verschraubung zwischen den Teilen gegen einen Drehbewegungsanschlag, der auch durch eine Verkonterung mittels einer Kontermutter erreicht werden kann.
Eine vorbeschriebene Schraubverbindung wird auch in der Medizintechnik verwendet. Bei medizinischen Instrumenten, z. B. bei Behandlungs- oder Bearbeitungsinstrumenten wie Handstücken und/oder bei Behandlungs- oder Bearbeitungswerkzeugen und - geraten, werden Teile davon miteinander verschraubt. Bei einem Handstück kann es sich hierbei z B. um eine Schraubverbindung zwischen dem Handstück und einem sogenannten Anschlußteil und/oder um eine Schraubverbindung zur lösbaren Befestigung eines Behandlungs- oder Bearbeitungswerkzeuges mit einem Handstück handeln, oder es kann sich um eine Schraubverbindung zwischen dem Anschlußteil und einem sogenannten flexiblen Versorgungsschlauch handeln. Eine Schraubverbindung der eingangs angegebenen Arten, nämlich eine solche zwischen einem Anschlußteil und einem flexiblen Versorgungsschlauch und eine Schraubverbindung zwischen einem Bearbeitungswerkzeug und einem Handstück ist z. B. in DE 44 39 410 AI beschrieben. Durch eine Schraubverbindung miteinander zu verbindende Teile nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 3 sind in der JP 8-14226 A beschrieben. Nach dieser bekannten Ausgestaltung sind die Schraubverbindungsteile durch einen zylindrischen Schaft mit einer stirnseitigen Gewindebohrung und einen Gewindezapfen mit einem Außengewinde gebildet, wobei der Schaft einen radial nach außen offenen Schlitz aufweist, der sich über einen Teil der Länge der Gewindebohrung erstreckt. Der Gewindezapfen ist durch zwei einander gegenüberliegend angeordnete Verjüngungen auf eine der Breite des Schlitzes entsprechende Querabmessung abgeflacht. Es ist deshalb möglich, den Gewindezapfen im Bereich des Schlitzes quer durch diesen in die Gewindebohrung einzustecken. Durch ein weiteres Einschrauben kommen das vordere Ende des abgeflachten Gewindezapfens mit der tiefergelegenen Gewindebohrung und der vordere runde Bereich im Fußbereich des Gewindezapfens mit dem vorderen geschlitzten Abschnitt der Gewindebohrung in Gewindeeingriff. Bei dieser bekannten Ausgestaltung bedarf es an beiden Verbindungsteilen einer besonderen Formgebung (Schlitz, Verjüngung), wodurch nicht nur ein mechanischer Mehraufwand, sondern auch ein verminderter Gewindeeingriff gegeben ist. Außerdem können die beiden Teile nur in einer besonderen Stellung zueinander zusammengesteckt werden, nämlich in einer Stellung, in der der verjüngte Abschnitt des Gewindezapfens in den Schlitz paßt. Hierzu bedarf es einer besonderen Aufmerksamkeit und Handhabung der Bedienungsperson, um diese besondere Stellung der Teile relativ zueinander zu gewährleisten.
Aus der JP 10-61642 A sind zwei Schraub verbindungsteile zu entnehmen, von denen das eine Teil ein Gewindeloch mit mehreren segmentförmigen Locherweiterungen ohne Gewinde aufweist und das andere Teil einen Gewindezapfen mit mehreren entsprechend segmentförmigen gewindefreien Kernabschnitten aufweist. Hierdurch ist der Gewindebolzen in einer Drehstellung, in der seine Gewindesegmente mit den segmentförmigen Locherweiterungen übereinstimmen, in das Gewindeloch axial einsteckbar. Durch relatives Drehen der Teile geraten sie in Gewindeeingriff, wobei sie an einem zwischen ihnen wirksamen Anschlag verschraubbar sind, der durch das die Gewindebohrung aufweisende Stirnende des einen Teils und eine ihm zugewandte Ringschulter im Fußbereich des Gewindezapfens gebildet ist. Auch bei dieser bekannten Ausgestaltung ist ein großer Herstellungsaufwand an beiden Teilen erforderlich.
Nachteilig ist bei den bekannten Schraubverbindungen, daß es eines beträchtlichen Handhabungsaufwandes bedarf, um die beiden Teile miteinander zu verschrauben. Dies ist zum einen dadurch bedingt, daß zunächst die beiden Teile in eine relative Drehpositionsstellung gebracht werden müssen, in der der Gewindeeingriff beginnen kann, und dann müssen die beiden Teile relativ zueinander verdreht und miteinander verschraubt werden, bis die erforderlich Gewindeeingrifflänge vorliegt. Dies ist handhabungs- und zeitaufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Teile einer Schraub Verbindung der vorliegenden Art so auszugestalten, daß die beiden Teile mit einem geringen Handhabungsaufwand in Gewindeeingriff miteinander gebracht werden können.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 oder 3 oder 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Bei der erfϊndungsgemäßen Lösung nach Anspruch 1 weist die Gewindebohrung eine quer versetzte Locherweiterung auf, die in ihrer Querschnittsgröße so groß bemessen ist, daß der im Querschnitt runde oder nahezu runde Gewindezapfen mit seinem Vollgewinde darin in einer entsprechend quer versetzten Position axial einsteckbar ist. Dabei erstreckt sich die Locherweiterung in Umfangsrichtung etwa um 180° soweit, daß in den quer zum Versatz vorhandenen Übergängen zwischen der Locherweiterung und dem Restgewinde der Gewindebohrung der Gewindezapfen zwischen seiner quer versetzten Einsteckposition und einer in die verbleibenden Gewinderillen der Gewindebohrung einfassenden Position bewegbar ist. Hierdurch kann der Gewindezapfen seitlich versetzt über ein Großteil der Länge der Gewindebohrung in das Restgewinde der Gewindebohrung eingesteckt werden, ohne daß im Bereich dieser Länge eine Schraubbewegung ausgeführt werden muß. Eine Schraubbewegung braucht lediglich beim Einschrauben des Gewindezapfens in den übrigen Längsabschnitt der Gewindebohrung ausgeführt zu werden. Da diese Einschraubbewegung kürzer bemessen werden kann als die Länge der Gewindebohrung insgesamt, wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eine Schnellschlußverbindung geschaffen, bei der die Teile mit einem wesentlich geringeren Handhabungsaufwand und Zeitaufwand verschraubt und wieder gelöst werden können.
Die gleichen Vorteile lassen sich auch mit der Ausgestaltung nach Anspruch 3 erreichen, bei der anstelle einer Locherweiterung der Gewindebohrung eine Querschnittsverjüngung am Gewindezapfen vorgesehen ist, die sich an seinem freien Ende auslaufend über einen Teil seiner Länge erstreckt und radial und in Umfangsrichtung so groß bemessen ist, daß der Gewindezapfen auf dem Teil seiner Länge in das Kernloch der Gewindebohrung einsteckbar und dann quer mit seinen verbleibenden Gewinderillen in die Gewinderillen der Gewindebohrung bewegbar ist. Auch bei dieser Ausgestaltung kann der Gewindezapfen über einen Großteil seiner Länge in die Gewindebohrung eingesteckt werden, wobei nur im Bereich der übrigen Länge des Gewindezapfens eine Schraubbewegung auszuführen ist. Bei den erfindungsgemäßen Ausgestaltungen kann der Versatz kleiner oder größer bemessen sein als die radiale Gewindetiefe.
Im eingeschraubten Zustand steht der Gewindezapfen auf einem Teil seiner Länge auf seinem gesamten Umfang und im übrigen segmentförmig mit dem Gewinde der Gewindebohrung in Eingriff, wodurch bei verringerter Schraublänge ein hinreichend langer Gewindeeingriff erreicht wird.
Bei allen erfindungsgemäßen Ausgestaltungen können die Teile in jeder beliebigen Drehstellung zueinander zusammengesteckt werden. Dies ist dadurch gewährleistet, daß zum einen der Gewindezapfen rund oder nahezu rund ist bzw. ein Vollgewinde aufweist und die Locherweiterung so groß bemessen ist, daß der Gewindezapfen mit seiner runden oder nahezu runden Form bzw. mit seinem Vollgewinde darin mit Bewegungsspiel einsteckbar ist. Hierdurch wird das Zusammenstecken wesentlich vereinfacht, und die Bedienungsperson kann ihre Aufmerksamkeit auf andere Dinge richten.
Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung nach dem unabhängigen Anspruch 14 wird ebenfalls eine verkürzte Schraublänge dadurch erreicht, daß der Gewindezapfen über einen Teil seiner Gewindelänge in ein der Gewindebohrung vorgeordnetes Steckloch einsteckbar ist. Hierbei wird der Gewindezapfen oder auch ein weiterer zylindrischer Abschnitt des den Gewindezapfen aufweisenden Teils durch die vorzugsweise vorgesehene schließende Aufnahme oder einen Schraubanschlag in dem Steckloch so stabilisiert, daß eine kürzere Eingriffslänge des Gewindezapfens ausreicht, um eine hinreichend stabile Verschraubung zu erreichen. Es werden also auch bei dieser Ausgestaltung eine Schnellschlußverbindung und ein verringerter Schraub- und Zeitaufwand erreicht. Beim Vorhandensein einer Locherweiterung ist es vorteilhaft, die durch radiale oder kegelförmige Schulterflächen gebildeten Anschlagflächen so groß auszubilden, daß zum einen die Locherweiterung stirnseitig in der zugehörigen Schulterfläche ausmündet und zum anderen die Schulterfläche am gegenüberliegenden Teil die Locherweiterung in der Anschlagstellung abdeckt und somit vor dem Eintritt von Verunreinigungen verschließt. Hierdurch werden die Hygiene verbessert und die Reinigung bzw. Desinfektion oder Sterilisation vereinfacht.
Es ist bei allen erfindungsgemäßen Ausgestaltungen im weiteren vorteilhaft, einen Anschlag für die Schraubverbindung vorzusehen, an dem die beiden Teile durch Verschrauben miteinander verschraubbar sind. Ein solcher Anschlag kann im Grundbereich der Gewindebohrung oder im Fußbereich des Gewindezapfens vorgesehen sein. Im letzteren Fall wird ein wenigstens teilweiser, vorzugsweise auf den gesamten Umfang vorhandener Verschluß der Gewindebohrung erreicht.
Beim Vorhandensein des Anschlags im Fußbereich des Gewindezapfens oder in einem Abstand vom freien Ende des Gewindezapfens wird ein mechanischer Eingriff mit einer verhältnismäßig großen axialen Abstützlänge erreicht, wodurch die Schraubverbindung stabilisiert wird, auch gegen Kippbelastungen.
Als Anschlagflächen eigenen sich vorzüglich kegelabschnittförmige Innen- und Außenflächen. Im Rahmen der Erfindung können jedoch auch radiale Anschlagflächen vorgesehen sein. Beide Möglichkeiten gelten sowohl dann, wenn im verschraubten Zustand der Anschlag im Grundbereich der Gewindebohrung oder im Fußbereich des Gewindezapfens angeordnet ist.
Nachfolgend werden die Erfindung und weitere durch sie erzielbare Vorteile anhand von bevorzugten Ausgestaltungen und vereinfachten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen.
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schraubverbindung im axialen Schnitt, die an einem medizinischen Instrument realisiert ist, das in der Seitenansicht dargestellt ist;
Fig. 2 die Schraub Verbindung in einer sogenannten Explosionsdarstellung seiner Teile;
Fig. 3 den Querschnitt III-III in Fig. 2;
Fig. 4 die Schraubverbindung in abgewandelter Ausgestaltung in Explosionsdarstellung ihrer Teile;
Fig. 5 die Schraubverbindung in weiter abgewandelter Ausgestaltung in Explosionsdarstellung ihrer Teile;
Fig. 6 den Querschnitt VI- VI in Fig. 5;
Fig. 7 einen Handstückschaft des Instrumentes mit einem Schraubverbindungsteil in abgewandelter Ausgestaltung im axialen Schnitt.
Das in Fig. 1 allgemein mit 1 bezeichnete Instrument kann zur Behandlung oder Bearbeitung des menschlichen oder tierischen Körpers oder künstlichen Teilen davon oder von Modellen eingesetzt werden. Es eignet sich somit für eine medizinische Praxis oder ein medizinisches Labor und insbesondere für Zahn- und Kieferbearbeitungen. Die Hauptelemente des Instruments 1 sind ein längliches bzw. stabförmiges Handstück 2, in dessen vorderem Endbereich ein Handstückschaft 3 gelagert ist und gegebenenfalls davon absteht, in dessen freien Endbereich eine Haltevorrichtung 4 angeordnet ist, in der ein Werkzeug 5 mit einem Werkzeugschaft 5a und einem daran befestigten Werkzeugkörper 5b lösbar gehalten ist, ein Vibrationsantrieb 6 für den Handstückschaft 3, der im Handstück 2 angeordnet ist, und vorzugsweise auch eine elektronische Steuereinrichtung zur Vergrößerung oder Verringerung der Antriebsleistung, wobei die Steuereinrichtung im Instrument 1 bzw. Handstück 2 oder auch entfernt davon, z.B. an einem nicht dargestellten Steuergerät oder einem Fußschalter, angeordnet sein kann. Vorzugsweise ist zur Einstellung der gewünschten Antriebsleistung ein allgemein mit 8 bezeichnetes Einsteilglied vorgesehen, das bei der vorliegenden Ausgestaltung an der Mantelfläche des Handstücks 2 angeordnet ist und dort verschiebbar gelagert ist, jedoch auch vom Handstück 2 oder Instrument 1 entfernt angeordnet sein kann. Das Handstück 2 kann sich gerade erstrecken oder es kann ein sogenanntes Winkelstück mit einer abgewinkelten Griffhülse sein.
Es ist vorteilhaft, eine interne oder externe Behandlungsmediumzuführung mit einer Zuführungsleitung 7 vorzusehen, die am vorderen Ende des Handstücks 2 enden kann oder sich auch wenigstens teilweise durch das Werkzeug 5 erstrecken kann.
Das Instrument 1 ist durch eine andeutungsweise dargestellte flexible Versorgungsleitung 9 mit einem flexiblen Versorgungsschlauch mit dem Steuergerät verbunden, wobei in oder an der Versorgungsleitung 9 eine oder mehrere Medienleitungen 7 zur Versorgung des Instruments 1 mit Energie- und Behandlungsund/oder Bearbeitungsmedien verlaufen.
Bei der vorliegenden Ausgestaltung besteht das Instrument 1 aus dem ein vorderes Instrumententeil bildenden Handstück 2 und einem ein hinteres Instrumententeil bildendes Anschlußstück 11, das an seinem hinteren Ende mit der flexiblen Versorgungsleitung 9 verbunden ist und durch eine Schnellschlußkupplung 12, insbesondere eine Steck- oder Schraubkupplung, mit dem Handstück 2 lösbar verbunden ist. Bei der Schnellschlußkupplung 12 handelt es sich vorzugsweise um eine solche, die im gekuppelten Zustand ein Drehen des Handstücks 2 um seine Längsmittelachse 2a und dabei den Durchgang des oder der vorhandenen Medien gewährleistet. Bei der vorliegenden Ausgestaltung ist eine Steckkupplung mit einem zylindrischen oder stufenzylindrischen Kupplungszapfen 12a und eine ihn drehbar aufnehmende Kupplungsausnehmung 12b vorgesehen, wobei beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Kupplungszapfen 12a vom Anschlußstück 11 nach vorne absteht und die Kupplungsausnehmung 12b nach hinten aus dem Handstück 2 ausmündet. Durch eine an sich bekannte lösbare, insbesondere durch eine überdrückbare, Verrastungsvorrichtung gebildete Sicherungs Vorrichtung 14 ist im gekuppelten Zustand ein unbeabsichtigtes Lösen der Steckkupplung verhindert. Für einen Trennvorgang läßt sich die mit einem elastisch vorgespannten Sicherungselement wirksame Sicherungsvorrichtung 14 handhabungsfreundlich manuell Überdrücken und lösen.
Die Medienleitung 7 kann die Schnellschlußkupplung 12 abgedichtet axial oder Z- förmig durchsetzen, wie es in Fig. 1 vereinfacht dargestellt ist.
Der Handstückschaft 3 ist im Handstück 2 allseitig elastisch schwingbar gelagert. Hierzu können elastisch nachgiebige bzw. komprimierbare Lagerteile 15, 16, z.B. Lagerringe, dienen, von denen zwei oder mehrere in einem axialen Abstand voneinander angeordnet und andeutungsweise dargestellt sind. Aufgrund der elastisch nachgiebigen Lagerung wird der Handstückschaft 3 durch die Elastizität der Lagerteile 15, 16 im Ruhezustand in eine Vibrations-Mittelstellung zurückgestellt. Der Schwingungserzeuger bzw. Vibrationsantrieb 6 erzeugt hochfrequente kurzhubige Schwingungen im Sinne einer Vibration mit einer vorzugsweise im Schall- oder Ultraschallbereich liegenden Frequenz, wobei die Schwingungen bzw. Amplituden z.B. quer und/oder längs des Handstückschaftes 3 linear gerichtet sein können oder ellipsen- oder kreisförmig umlaufend sein können und zwar jeweils in einer Ebene oder ihre Richtung wechselnd räumlich umlaufend sein können. Umlaufende Schwingungen haben sich als vorteilhaft erwiesen. Aufgrund der radialen und axialen elastisch nachgiebigen Lagerung des Handstückschaftes 3 stellen sich im Funktionsbetrieb räumliche Schwingungen ein, so daß das Werkzeug 5 in allen Richtungen abrasiv wirksam ist.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Vibrationsantrieb eine Frequenz von etwa 4 kHz bis 8 kHz, vorzugsweise etwa 6 kHz, auf, wobei sich im Bereich des Werkzeugs 5 eine Amplitude der vorzugsweise räumlichen Schwingungen von etwa 0,05 mm bis 0,2 mm, insbesondere etwa 0,1 mm, ergibt. Dabei kann die Steuereinrichtung so ausgebildet sein, die sie eine Einstellung der Schwingungsleistung im vorgenannten Bereich oder auch eine Einstellung über diesen Bereich hinaus ermöglicht, so daß gegebenenfalls auch beträchtlich größere Amplituden einstellbar sein können.
Das erfindungsgemäße Instrument 1 eignet sich deshalb besonders gut für unterschiedliche Werkzeuge 5, die als Werkzeug-Sortiment zugeordnet sein können und sich aufgrund unterschiedlicher Form und/oder Größe und/oder Zweckbestimmung voneinander unterscheiden.
Die Haltevorrichtung 4 ist der instrumentseitige Teil einer Schraubverbindung 17 mit einem äußeren zylindrischen Verbindungsteil 17a, das in seinem Endbereich eine
Gewindebohrung 18 mit der Länge L aufweist, und einem inneren Verbindungsteil 17b, das einen Gewindezapfen 19 aufweist, der in die Gewindebohrung 18 einschraubbar ist, gebildet. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das äußere Verbindungsteil 17a durch den Handstückschaft 3 gebildet und das innere Verbindungsteil 17b ist durch den Gewindezapfen 19 gebildet, der das hintere freie Ende des Werkzeugs 5 ist. Das
Werkzeug 5 weist ein Drehangriffselement 21 auf, hier in Form eines Sechskants mit Schlüsselflächen, mit dem die Schraubverbindung 17 gegen einen Anschlag 22 verschraubt und somit verspannt werden kann. Der Anschlag 22 ist durch eine kegelabschnittförmige, nach vorne divergent ausgebildete Schulterfläche 23 am vorderen Ende des Gewindezapfens 19 und eine passend konusförmige innere
Schulterfläche 24 am Rand der Gewindebohrung 18 bzw. des Verbindungsteils 17a gebildet. Die äußere Schulterfläche 23 ist die hintere Begrenzung einer das Drehangriffselement 21 aufweisenden Verdickung, von der sich der Werkzeugschaft 5a gerade, winkelförmig oder S-förmig gebogen nach vorne erstreckt. Insoweit ist die Ausgestaltung der Schraubverbindung 17 vorbekannt und somit Stand der Technik, wie es Fig. 1 zeigt. Der Kegelwinkel W der Schulterflächen 23, 24 beträgt etwa 30 bis 60° oder 45 bis 60°.
Hiervon unterscheiden sich die erfindungsgemäßen Ausgestaltungen folgendermaßen.
Beim Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 2 und 3, bei dem gleiche oder vergleichbare Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist die Länge der Gewindebohrung mit Ll bezeichnet. Dabei ist im Eingangsbereich der Gewindebohrung 18 ein Steckloch 25 mit der Länge L2 axparallel angeordnet, dessen Innendurchmesser Dl an den Außendurchmesser D des Gewindezapfens 19 unter Berücksichtigung eines
Bewegungsspiels angepaßt ist und eine einseitige Locherweitereung 20 bildet. Das vorzugsweise durch eine Bohrung gebildete Steckloch 25 ist um das Maß v bezüglich der Längsmittelachse 2a radial versetzt, und zwar vorzugsweise um ein etwa der radialen Gewinderillentiefe t entsprechendes Maß, so daß die Innenmantelfläche 25a des Stecklochs 25 in Höhe der Gewindespitzen des Innengewindes 26 der Gewindebohrung 18 verläuft. Die Locherweiterung 20 hat eine mondsichelförmige Querschnittsform. Im Unterschied dazu sind in Fig. 3 der Gewindeaußendurchmesser der Gewindebohrung 18 mit D2 und der Gewindekerndurchmesser mit D3 bezeichnet. Der Außendurchmesser des Verbindungsteils 17a ist so groß bemessen, daß die Locherweiterung 20 vom benachbarten seitlichen Wandabschnitt des hülsenförmigen Körperteils des Verbindungsteils 17a seitlich überdeckt ist und die Schulterfläche 24 wenigstens teilweise auch im Bereich der stirnseitigen Locherweiterung 20 vorhanden ist. Hierdurch mündet die Locherweiterung 20 stirnseitig innerhalb der Schulterfläche 24 aus, und die ringförmige Schulterfläche 23 ist so groß bemessen, daß die Locherweiterung 20 in der verschraubten Anschlagstellung von der Schulterfläche 23 abgedeckt und verschlossen wird. Es können deshalb keine Verunreinigungen und/oder Krankheitserreger in die Locherweiterung 20 gelangen. Hierdurch werden die Hygiene verbessert und die Reinigung, Desinfektion und/oder Sterilisation vereinfacht.
Die Länge L2 des Stecklochs 25 ist kleiner bemessen, als die Länge L3, mit der der Gewindezapfen 19 bzw. das Werkzeug 5 maximal in die Gewindebohrung 18 hineinragt, wenn es sich am Anschlag 22 befindet. Hieraus ergibt sich, daß der Gewindezapfen 19 mit nur einem Teil seiner Länge L4 in den Längsabschnitt L5 der Gewindebohrung 18 hineinragt, der hinter dem Steckloch 25 liegt und mit seinem Innengewinde 26 auf den gesamten Umfangsbereich vorhanden ist.
Die Größe der Anfasung bzw. der inneren Ringschulterfläche 24 am äußeren Verbindungsteil 17a ist so groß bemessen, daß sie trotz des Versatzes v auch im maximal versetzten Bereich des Umfangsrandes des Stecklochs 25 vorhanden ist, wobei jedoch die dort mit 24a bezeichnete innere Ringschulterfläche eine aufgrund des Versatzes v bedingte geringere Breite aufweist. Die Breite der inneren Ringschulterfläche 24 kann jedoch auch so kurz bemessen sein, daß im Bereich 24a keine innere Ringschulterfläche vorhanden ist, weil die zu beiden Seiten vorhandenen Ringschulterflächenenden im Bereich 24a aufeinanderzu auslaufen.
Die soweit beschriebene erfindungsgemäße Ausgestaltung bildet eine Schnellschlußverbindung 27, die ein schnelles und handhabungsfreundliches Verschrauben der Verbindungsteile 17a, 17b ermöglicht. Zum Verschrauben der Verbindungsteile 17a, 17b wird das innere Verbindungsteil 17b mit dem
Gewindezapfen 19 in die allgemein mit 28 bezeichnete Öffnung des Stecklochs 25 gesteckt. Der Gewindezapfen 19 wird bis zur zwischen dem Steckloch 25 und dem inneren Abschnitt 18a bzw. L5 der Gewindebohrung 18 vorhandenen, hier mondsichelförmigen, Ringschulterfläche 29, die vorzugsweise durch eine nach innen konvergente Hohlkegelfläche gebildet ist, eingeschoben. Sofern der Gewindezapfen 19 in dieser Position nicht bereits aufgrund des Vorhandenseins der hohlkegelförmigen Ringschulterfläche 29 und/oder einer Randfase 31 am freien Ende des Gewindezapfens 19 selbsttätig seitlich so verschoben wird, daß sein Außengewinde 32 in Eingriff mit dem im Längsabschnitt L2 vorhandenen Innengewinde 26 gelangt, wird der Gewindezapfen manuell seitlich so verschoben, daß das Außengewinde 32 und das Innengewinde 26 in Eingriff gelangen. Dann bedarf es nur noch einer Schraubbewegung, bei der sich das Außengewinde 32 in das im Längsabschnitt L5 vorhandene Innengewinde 26 soweit einschraubt, bis die Ringschulterflächen 23, 24 gegeneinander stoßen und die Verbindungsteile 17a, 17b am Anschlag 22 miteinander verspannt werden können. Aufgrund der seitlichen Abstützung an den Ringschulterflächen 23, 24, woraus sich ein beträchtlich großes Widerstandsmoment ergibt, bedarf es im Längsbereich 18a bzw. L5 der Gewindebohrung 18 keines tiefen Eingriffs des Gewindes. Es reicht aus, wenn z. B. eine bis drei Gewindewendeln in Eingriff sind, was handhabungsfreundlich und schnell durchführbar ist. Wesentlich ist deshalb, daß der mit L3 bezeichnete Längsabschnitt des Werkzeugs 5 etwas größer bemessen ist, als die Länge L2 des Stecklochs 25, so daß durch weiteres Einschrauben der Gewindeeingriff erfolgen kann. Das im Längsbereich L2 nur einseitig vorhandene Innengewinde 26 trägt dabei zur Stabilisierung des Gewindeeingriffs bei. Im verschraubten Zustand ist die Öffnung 28 durch das Verbindungsteil 17b verschlossen.
Das Lösen der Schraubverbindung 17 erfolgt ebenfalls handhabungsfreundlich und schnell, nämlich dadurch, daß nur der im Längsbereich L5 vorhandene Gewindeeingriff durch Ausschrauben gelöst zu werden braucht. Dann kann der Gewindezapfen 19 im Steckloch 25 seitlich versetzt und herausgezogen werden.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4, bei dem gleiche oder vergleichbare Teile mit vergleichbaren Bezugszeichen versehen sind, unterscheidet sich vom vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, daß das Steckloch 25 vorzugsweise nicht seitlich versetzt, sondern koaxial zum Gewindeloch 18 angeordnet ist, wobei im Längsbereich L2, der kürzer bemessen ist als die Länge L3, das Innengewinde 26 entfallt und nur im Längsbereich L5 vorhanden ist. Bei dieser Ausgestaltung wird der Gewindezapfen 19 koaxial in das Steckloch 25 bis zur Ringschulterfläche 29 eingesteckt, die auch hier vorzugsweise durch eine nach innen konvergente Hohlkegelfläche gebildet wird. Dann bedarf es ebenfalls lediglich einer kurzen Schraubbewegung, um die Schraub Verbindung 17 herzustellen. Das Lösen der Schraubverbindung 17 erfolgt in umgekehrter Weise ebenfalls handhabungsfreundlich und schnell. Bei dieser Ausgestaltung kann der Gewindezapfen 19 dann, wenn er schließend in das Steckloch 25 paßt, auf seiner gesamten Länge eine seitliche Abstützung an der Innenmantelfläche des Stecklochs 25 finden. Eine solche seitliche Anlage muß jedoch nicht sein, denn die
Ringschulterflächen 23, 24 gewährleisten auch dann eine ausreichende seitliche Anlage und Abstützung, wenn zwischen dem Außengewinde 32 des Gewindezapfens 19 und der Innenmantelfäche des Stecklochs 25 ein radialer Abstand vorhanden ist. Bei den vorbeschriebenen Ausfuhrungsbeispielen ist der Eingangsbereich L2 der Gewindebohrung 18 quer erweitert. Im Gegensatz dazu ist beim Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 5 und 6, bei dem gleiche oder vergleichbare Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, ein freier Endbereich L6 des Gewindezapfens 19 einseitig so verjüngt, daß der Gewindezapfen 19 über einen Teil seiner Länge in das Gewindeloch 18 einsteckbar ist und deshalb nur im Bereich seines übrigen Längsabschnitts L7 eingeschraubt zu werden braucht. Die Verjüngung 33 ist so groß bemessen bzw. geformt, daß bei einer seitlichen Verlagerung des Gewindezapfens 19 im Steckloch 25 zur verjüngten Seite hin das Gewinde an der gegenüberliegenden Seite außer Eingriff kommt. Deshalb ist die radiale Abmessung tl der Verjüngung 33 gleich oder etwas größer als die doppelte Gewindetiefe t bemessen. Dabei erstreckt sich die Verjüngung 33 über einen Winkelbereich wl von wenigstens etwa 18o° oder mehr, wobei sie mit sekantialen Flächen 33a auslaufen kann, wie es Fig. 6 zeigt. Der Übergang der Verjüngung 33 zum übrigen Längsabschnitt L7 des Gewindezapfens 19 ist vorzugsweise durch eine kegelförmige Stufenfläche 34 gebildet. Der spitze Winkel, den die
Stufenfläche 34 mit der Längsmittelachse 7 einschließt, ist vorzugsweise etwa gleich groß oder größer, als der spitze Winkel, den die Flanken des Innengewindes mit der Längsmittelachse einschließen. Hierdurch gleitet der Gewindezapfen 19 beim Einstecken störungsfrei in seine koaxiale Gewindeeingriffsposition, und es wird das Einführen des Gewindezapfens 19 erleichtert, wobei er aufgrund der Schräg- bzw. Stufenfläche 34 selbttätig seitlich verdrängt und mit dem der Verjüngung 33 gegenüberliegenden Abschnitt seines Außengewindes 32 in Eingriff mit dem Innengewinde 26 der Gewindebohrung 18 gelangt. Wenn dies passiert ist, bedarf es lediglich einer kurzen axialen Schraubbewegung, um die Schraubverbindung 7 herbeizuführen, wobei auch hier aus Stabilitätsgründen nur etwa ein oder mehrere Gewindegänge ausreichen, um eine stabile Schraubverbindung zu gewährleisten. Deshalb läßt sich auch die Schraubverbindung 17 der Ausgestaltung nach Fig. 5 und 6 im Sinne einer Schnellschlußverbindung 27 schnell und handhabungsfreundlich verbinden und wahlweise wieder lösen.
Es ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 möglich, den Anschlag 22 durch die im freien Randbereich des Gewindezapfens 19 und im Grundbereich der Gewindebohrung 18 angeordneten Schulterflächen 31 , 39 zu bilden, die vorzugsweise kegelabschnittförmig ausgebildet sind, siehe Fig. 5.
Bei der Ausgestaltung nach Fig. 5 und 6 ist der verjüngte Längsabschnitt L6 etwas kürzer bemessen als die Länge Ll der Gewindebohrung 18, so daß ein oder mehrere Gewindegänge im Längsabschnitt L7 für die axiale Verspannung am Anschlag 22 der kegelförmigen Schulterflächen 29, 31 und/oder der Schulterflächen 23, 24 (in Fig. 5 nicht dargestellt) zur Verfügung stehen.
Im Rahmen der Erfindung ist es bei allen Ausführungsbeispielen möglich, den Anschlag 22 durch radiale Ringschulterflächen 23a, 24b am äußeren und inneren Verbindungsteil 17a, 17b zu bilden, wie es Fig. 5 zeigt.
Im übrigen kann bei allen Ausführungsbeispielen am freien Ende des Gewindezapfens 19 ein verjüngter zylindrischer Ansatz 35 angeordnet sein, der in der verschraubten Stellung in eine entsprechend groß bemessene Bohrung 36 im äußeren Verbindungsteil 17a einfaßt, wie es Fig. 5 zeigt.
Vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 7, bei dem gleiche oder vergleichbare Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und 3 dadurch, daß die durch die Schulterfläche 24 gebildete Stufe zwischen dem Auslauf der Schulterfläche 24 und den Gewindespitzen zweistufig ausgebildet ist. Dies wird durch eine zweite, konzentrische Locherweiterung 42 erreicht, die sich axial vom etwa mittleren Bereich der konischen Schulterfläche 24 nach innen erstreckt und beim vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel hohlzylinderförmig ausgebildet ist. Die Tiefe t2 der Locherweiterung 42 ist vorzugsweise etwa gleich oder geringfügig größer bemessen, als die Rillentiefe des Innengewindes. Hierdurch beginnt das Innengewinde erst am inneren Ende der zweiten Locherweiterung 42. Die axiale Länge der Locherweiterung 42 entspricht etwa dem halben Durchmesser der Gewindebohrung 18. Wegen der ersten Locherweiterung 20 läuft die zweite Locherweiterung 42 an der vorhandenen Innenwandung bei 43 aus. Aufgrund des
Vorhandenseins der zweiten Locherweiterung 42 ergeben sich beim Zusammenstecken mit dem Gewindezapfen 19 dann, wenn dieser auf den Rand der Öffnung 28 trifft, zwei kleinere Stufen 44a, 44b, in deren Bereich der Gewindezapfen 19 radial nach innen versetzt wird. Hierdurch wird die selbsttätige Einführung des Gewindezapfens 19 in die Öffnung 28 verbessert und zwar auch dann, wenn die Fase 31 am vorderen Ende des Gewindezapfens 19 von geringerer radialer Abmessung ist.
Wie Fig. 7 im weiteren zeigt, handelt es sich beim Handstückschaft 3 um eine im wesentliche zylindrische Hülse 45, die in ihrem vorderen Endbereich, in dem sich die Gewindebohrung 18 befindet, nach innen verdickt und stabilisiert ist, so daß die Dicke der Wandung an ihrem vorderen Endbereich größer ist, als in ihrem übrigen hinteren Endbereich. Im mittleren Bereich weist die Hülse 45 schräg bzw. sekantiale Durchgangslöcher 46 vorzugweise in zwei Querreihen auf, die Elemente eines pneumatischen Schwingantriebs sind mit dem im Funktionsbetrieb des Handstücks 2 die Schwingungen erzeugt werden. Ein weiteres Element des Vibrationsantriebs 6 ist eine in Fig. 7 andeutungsweise dargestellte dünne Vibrationshülse 47, deren Innendurchmesser etwas größer bemessen ist, als der Außendurchmesser der Hülse 45, und die die auf dem Umfang verteilt angeordneten Durchgangslöcher 46 außenseitig überdeckt. Zur axialen Begrenzung der Vibrationshülse 47 sind ihren beiden Stirnenden jeweils im axialen Abstand angedeutete Sicherungsringe 48 zugeordnet, die in Ringnuten 49 der Hülse 45 sitzen und dadurch selbst axial positioniert sind. Bei den Sicherungsringen 48 kann es sich um Ringe runden Querschnitts aus elastischem Material, z.B. Gummi oder Kunststoff handeln, z.B. sogenannte O-Ringe.
Im hinteren Endbereich der Hülse 45 sind einander diametral gegenüberliegend zwei sich radial nach außen erstreckende zylindrische Zapfen 51 vorzugweise einteilig angeformt, die in Verbindung mit darauf sitzenden Dämpfungsringen 52 aus elastischem Material, z.B. Gummi- oder Kunststoffringe, der Sicherung der Hülse 45 im Handstück 2 in axialer Richtung und in Umfangsrichtung dienen.

Claims

Ansprüche
1. Durch eine Schraubverbindung (17) miteinander zu verbindende Teile (17a, 17b), von denen eines eine Gewindebohrung (18) und das andere einen Gewindezapfen (19) aufweist, wobei die Gewindebohrung (18) auf einem eingangsseitig auslaufenden Teil (L2) ihrer Länge (Ll) eine quer versetzte Locherweiterung (20) aufweist, in die der Gewindezapfen (19) axial einsteckbar ist, wobei der Gewindezapfen (19) zwischen dieser quer versetzten Einsteckposition und einer bezüglich der Gewindebohrung (18) koaxialen und in die verbleibenden Gewinderillen der Gewindebohrung (18) einfassenden Position quer bewegbar ist, und wobei die Teile (17a, 17b) gegen einen zwischen ihnen wirksamen Anschlag (22) schraubbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindezapfen (19) ein Vollgewinde aufweist.
2. Durch eine Schraubverbindung miteinander zu verbindende Teile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Locherweiterung (20) durch einen Wandabschnitt (25a) des einen Teils (17a) seitlich abgedeckt ist.
3. Durch eine Schraubverbindung (17) miteinander zu verbindende Teile (17a, 17b), von denen eines eine Gewindebohrung (18) und das andere einen Gewindezapfen (19) aufweist, wobei der Gewindezapfen (19) auf einem an seinem freien Ende auslaufenden Teil (L6) seiner Länge (L4) eine seitliche Verjüngung (33) aufweist, und wobei die Teile (17a, 17b) gegen einen zwischen ihnen wirksamen Anschlag (22) schraubbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verjüngung (33) radial und in Umfangsrichtung so groß bemessen ist, daß der
Gewindezapfen (19) auf dem Teil (L6) seiner Länge (L4) in das Kernloch (D3) der Gewindebohrung (18) einsteckbar und dann mit seinen verbleibenden Gewinderillen quer in die Gewinderillen der Gewindebohrung (18) bewegbar ist.
4. Durch eine Schraubverbindung miteinander zu verbindende Teile (17a, 17b) dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindezapfen (19) in seinem bezüglich der Verjüngung (33) übrigen Bereich ein Vollgewinde aufweist.
5. Durch eine Schraubverbindung miteinander zu verbindende Teile nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (22) durch das die Gewindebohrung (18) aufweisende Stirnende des einen Teils (17a) und eine ihm zugewandte Ringschulter (23) im Fußbereich des Gewindezapfens (19) gebildet ist.
6. Durch eine Schraubverbindung miteinander zu verbindende Teile nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Anschlagstellung der Teile (17a, 17b) die Ringschulter (23) die stirnseitige Öffnung der Locherweiterung (20) abdeckt.
7. Durch eine Schraubverbindung miteinander zu verbindende Teile nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Locherweiterung (20) eine kreisförmige Querschnittsfläche aufweist.
8. Durch eine Schraubverbindung miteinander zu verbindende Teile nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der quer gerichtete Versatz (v) der Locherweiterung (20) der Tiefe (t) der Gewinderillen entspricht oder größer ist.
9. Durch eine Schraubverbindung miteinander zu verbindende Teile nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Übergang zwischen der Locherweiterung (20) und dem übrigen Abschnitt (L5) der Gewindebohrung (18) und/oder am freien Ende des Gewindezapfens (19) jeweils eine in der Einschraubrichtung kovergente Fläche (29, 31), insbesondere eine kegelförmige Fläche, vorhanden ist.
10. Durch eine Schraubverbindung miteinander zu verbindende Teile nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Abmessung (tl) der Verjüngung (33) der Tiefe (t) der Gewinderillen entspricht oder größer ist.
11. Durch eine Schraubverbindung miteinander zu verbindende Teile nach Anspruch 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Rand der Gewindebohrung (18) und/oder am Übergang zwischen der Verjüngung (33) und dem übrigen Abschnitt (L7) des Gewindezapfens (19) eine in der Einschraubrichtung konvergente Fläche (24, 34), insbesondere eine kegelförmige Fläche vorgesehen ist.
12. Durch eine Schraubverbindung miteinander zu verbindende Teile nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L4) des Gewindezapfens (19) größer bemessen ist als die Länge (L2) der Locherweiterung (20), insbesondere um die axiale Abmessung von einer oder mehreren Gewinderillen größer bemessen ist.
13. Durch eine Schraubverbindung miteinander zu verbindende Teile nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L4) des Gewindezapfens (19) größer bemessen ist als die Länge (L6) der Verjüngung (33), insbesondere um die axiale Abmessung von einer oder mehreren Gewinderillen größer bemessen ist.
14. Durch eine Schraubverbindung (17) miteinander zu verbindende Teile (17a, 17b), von denen eines eine Gewindebohrung (18) und das andere einen Gewindezapfen (19) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindebohrung (18) in ihrem Eingangsbereich (L2) durch ein Steckloch (25) erweitert ist, in das der Gewindezapfen (19) einsteckbar ist.
15. Durch eine Schraubverbindung miteinander zu verbindende Teile nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Stecklochs (25) unter Berücksichtigung eines geringen Bewegungsspiels an den Außendurchmesser des Gewindezapfens (19) oder eines zylindrischen Abschnitts am Gewindezapfen (19) angepaßt ist.
16. Durch eine Schraubverbindung miteinander zu verbindende Teile nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß am Übergang zwischen dem Steckloch (25) und dem übrigen Abschnitt (L5) der
Gewindebohrung (18) und/oder am freien Ende des Gewindezapfens (19) eine in der Einschraubrichtung konvergente Fläche (29, 31), insbesondere eine kegelförmige Fläche vorgesehen ist.
17. Durch eine Schraubverbindung miteinander zu verbindende Teile nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubverbindung (17) ein Anschlag (22) im Grundbereich der Gewindebohrung (18) oder im Fußbereich des Gewindezapfens (19) zugeordnet ist.
18. Durch eine Schraubverbmdung miteinander zu verbindende Teile nach einem der
Ansprüche 3 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Abmessung (tl) der Verjüngung (33) der Tiefe (t) der Gewinderillen entspricht oder größer ist.
19. Durch eine Schraubverbindung miteinander zu verbindende Teile nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (22) durch radiale Anschlagflächen (23a, 24b) oder in der Einschraubrichtung konvergente Kegelabschnittflächen (29, 31) an den Teilen (17a, 17b) gebildet ist.
20. Durch eine Schraubverbindung miteinander zu verbindende Teile nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (17a, 17b) Teile eines medizinischen, insbesondere dentalmedizinischen Instruments (1) sind.
21. Durch eine Schraubverbindung miteinander zu verbindende Teile nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Teil (17b) ein Werkzeug und das andere Teil ein Werkzeughalter, insbesondere ein Handstück (2), vorzugsweise ein Schwingschaft (3) eines Handstücks (2), ist.
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