CH617341A5

CH617341A5 -

Info

Publication number: CH617341A5
Application number: CH1217276A
Authority: CH
Inventors: Ernst-Otto Fleer
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1975-11-03
Filing date: 1976-09-27
Publication date: 1980-05-30
Also published as: DE2549177B2; JPS5258293A; AT348657B; DE2549177C3; DE2549177A1; US4080737A; IT1075886B; FR2338032A1; GB1558397A; FR2338032B1; ATA744976A; JPS531600B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsvorrichtung zum lösbaren Verbinden eines ärztlichen, insbesondere zahnärztlichen Handstückes mit einem Versorgungsschlauch, der Zuführungsleitungen für mehrere Betriebsmittel, wie elektrischer Strom, Luft, Wasser, Licht, enthält, mit einer fest oder lösbar mit dem Handstück und einer fest oder lösbar mit dem Versorgungsschlauch verbundenen Kupplungshälfte und in den Kupplungshälften angeordneten Kupplungsgliedern und dazu passenden Gegengliedern zur Übertragung der Betriebsmittel von den schlauchseitigen auf handstückseitige Zuführungsleitungen. Die Betriebsmittel können, wie vorstehend angegeben, allgemeiner Art oder auch spezifischer Art sein, wie beispielsweise Treibluft, Kühlluft, Sprayluft, Spraywasser oder Strom mit unterschiedlicher Nennspannung.

Es wird davon ausgegangen, dass bei bekannten Handstük-ken, insbesondere bei Handstücken unterschiedlichen Typs (z. B. Turbinenbohrhandstück und Spritzhandstück), die Kupplungsvorrichtungen in bezug auf die Anordnung und Abmessungen der Kupplungsglieder und Gegenglieder unterschiedlich sind. Dies ist an sich verständlich, weil den Handstücken nicht immer die gleichen Betriebsmittel zugeführt werden. Turbinenhandstücken beispielsweise werden in der Regel die Betriebsmittel Treibluft (für den Antrieb), Luft und Wasser zur Erzeugung eines Spraynebels (sog. Sprayluft und Spraywasser) und gegebenenfalls Licht (mit einem Lichtleiter) an das Handstück herangeführt. Elektromotorhandstücken wird ausser elektrischem Strom häufig auch noch Kühlluft (für den Motor) und Spraywasser zugeführt.

Die praktisch bei jedem Handstücktyp anders gestaltete Kupplungsvorrichtung bedeutet einen hohen Aufwand in bezug auf Konstruktion, Fertigung und Lagerhaltung. Ferner können die Handstücke an einem Gerät nicht ohne weiteres, d. h. ohne Wechsel des Versorgungsschlauches, gegeneinander ausgetauscht werden. Da meist die handstückseitigen Schlauchkupplungshälften unterschiedlich ausgebildet sind, ist oft auch noch ein Austauschen der Halterungsvorrichtungen für die Handstücke am Gerät erforderlich.

Sofern ein Handstück gegen den zugehörigen Versorgungsschlauch verdrehbar ausgebildet ist, das Handstück also mit einer Drehkupplung ausgestattet ist, ist diese für jeden Handstücktyp ebenfalls unterschiedlich gestaltet. Häufig sind solche Drehkupplungen zusätzlich zur eigentlichen Schlauchkupplung vorhanden. Bei Handstücken mit einem Elektromotorantrieb ist diese Drehkupplung zwischen dem Antriebsmotor und dem eigentlichen Griffstück angeordnet, was den Nachteil hat, dass bei der Vielzahl der zu verwendenden Griffstücke ein Teil der Drehkupplung — nämlich das griffseitige — mehrfach ausgeführt sein muss.

Aufgabe der Erfindung ist es, für Kupplungsvorrichtungen der eingangs genannten Art eine Vereinfachung anzustreben, mit der die Kosten für Konstruktion, Fertigung und Lagerhaltung gesenkt werden können. Es ist ferner anzustreben, den Austausch von Handstücken hinsichtlich ihrer Lage an einem Gerät dergestalt zu ermöglichen, dass beispielsweise ein selten gebrauchtes Handstück im Bedarfsfalle an den Versorgungsschlauch eines relativ häufig gebrauchten und demnach an einer besonders griffgünstigen Position am Gerät angeordneten Handstückes angeschlossen werden kann.

Die gestellte Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass in der versorgungsseitigen Kupplungshälfte die Kupplungsglieder von allen Betriebsmitteln und in der anderen Kupplungshälfte nur die jeweils für das betreffende Handstück erforderlichen Gegenglieder vorhanden sind, wobei diese in einer räumlichen Lage zueinander angeordnet sind, die der der Kupplungsglieder in der versorgungsseitigen Kupplungshälfte entspricht. Die Kupplungsglieder und Gegenglieder für gleiche Betriebsmittel haben bei allen Handstücken gleiche Anschlussmasse und sind — bezogen auf einen Bezugspunkt des

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Schemas — stets an der gleichen Stelle angeordnet. Die Kupplungsglieder für Sprayluft und Spraywasser beispielsweise sind also bei einem Turbinenstück bezüglich ihrer Anschlussmasse gleich ausgebildet und jeweils an der gleichen Stelle der Kupplungshälfte angeordnet, wie beispielsweise bei einem Spritzhandstück. Analog ist beispielsweise das Kupplungsglied und Gegenglied für einen Lichtleiteranschluss bei einem Turbinen-handstück an der gleichen Stelle angeordnet wie bei einem Beleuchtungshandstück.

Die vorgeschlagene Anordnung der Kupplungsglieder bzw. Gegenglieder nach einem alle bei solchen Handstücken vorkommenden Betriebsmittel berücksichtigenden Schema führt zu einer im Aufbau einheitlichen Kupplungsarmatur und erlaubt es, Handstücke unterschiedlichen Typs an ein und denselben Versorgungsschlauch anzuschliessen. Im Versorgungsschlauch selbst können alle vorkommenden Betriebsmittel oder auch nur die für das betreffende Handstück benötigten Betriebsmittel bis zur schlauchseitigen Kupplungshälfte herangeführt sein. Im letzteren Falle sind für die nicht benötigten und an die Kupplungshälfte nicht herangeführten Betriebsmittel an der nach dem Schema festgelegten Stelle entsprechend ausgebildete Blindbuchsen bzw. Blindstecker vorzusehen.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung sowie den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.

Es zeigen:

Fig. 1 verschiedene zahnärztliche Handstücke und einen zu diesen passenden Versorgungsschlauch in schaubildlicher Darstellung,

Fig. 2 ein Schema für die Anordnung der Kupplungsglieder an der handstückseitigen Kupplungshälfte,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer schlauchseitigen Kupplungshälfte in schaubildlicher Darstellung,

Fig. 4 die in Fig. 3 gezeigte Kupplungshälfte in einer Explosionsdarstellung,

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer komplett montierten Kupplungsvorrichtung im Längsschnitt.

Die Fig. 1 zeigt in schaubildlicher Darstellung sechs zahnärztliche Handstücke unterschiedlichen Typs; das Handstück 1 ist ein Turbinenhandstück, das Handstück 2 ein Handstück mit einem Elektrokleinstmotorantrieb, das Handstück 3 ein Ultraschallzahnsteinentfernungshandstück, das Handstück 4 ein HF-Chirurgiehandstück, das Handstück 5 ein Beleuchtungshandstück und das Handstück 6 ein Spritzhandstück. Jedes Handstück 1 bis 6 enthält an seinem rückwärtigen Ende ein fest oder lösbar mit dem Handstück verbundenes Kupplungsteil 7 bis 12, welches die eine Hälfte einer Kupplungsvorrichtung darstellt, deren andere Hälfte 13 an einem Versorgungsschlauch 14 fest oder abnehmbar befestigt ist. Mittels einer Überwurfmutter 15 kann der Versorgungsschlauch 14 jeweils an eines der Handstücke 1 bis 6 angeschlossen werden.

Die Kupplungshälften 7 bis 12 enthalten Kupplungsglieder 16 bis 28, die mit in den Handstücken angeordneten, in der Figur nichtdargestellten Leitungen verbunden sind, welche die Betriebsmittel letztlich an den jeweiligen Verwendungsort hinführen. Die Kupplungsglieder eines Handstückes kommen bei einem Anschliessen an den Versorgungsschlauch 14 mit entsprechend ausgebildeten und dazu passenden Gegengliedern 30 bis 35 in Eingriff. Die Gegenglieder 30 bis 35 sind mit in der Zeichnung nichtdargestellten Zuführungsleitungen verbunden, über die verschiedene Betriebsmittel dem an den Versorgungsschlauch angeschlossenen Handstück zugeführt werden können. Die Gegenglieder 30 und 34 sind Kontaktbuchsen, die mit elektrischen Zuführungsleitungen verbunden sind, mit denen Strom unterschiedlicher Spannung (oder Frequenz) an die Kupplungshälfte herangeführt wird. Die Kontaktbuchsen kommen - je nach angeschlossenem Handstück — mit den Steckstiften 21, 23, 24 oder 28 der korrespondierenden Kupplungshälfte des angeschlossenen Handstückes in Eingriff. Werden für die Handstücke 1 bis 6 mehr als zwei verschiedene Spannungen benötigt, ist es denkbar, entweder eine dritte Steckbuchse im Versorgungsschlauch 14 vorzusehen, oder bereits geräteseitig Massnahmen dergestalt zu treffen, dass die drei verschiedenen Spannungen über eine gemeinsame Zuführungsleitung dem Handstück zugeführt werden können. Das Gegenglied 31 ist mit einer Zuführungsleitung verbunden,

über die Kühlwasser an das angeschlossene Handstück geleitet werden kann. Die dazu passenden Kupplungsglieder an den Handstücken sind mit 16 und 27 bezeichnet. Die Buchse 32 ist mit einem Lichtleiter verbunden, über den Licht an ein Handstück geleitet werden kann. Die dazu passenden Kupplungsglieder in den handstückseitigen Kupplungshälften sind mit 17 und 25 bezeichnet. Die Buchsen 33 und 35 sind jeweils mit einer Luftleitung verbunden, über die einerseits Sprayluft und anderseits Treibluft bzw. Kühlluft an ein Handstück geleitet werden kann. Die zugehörigen Kupplungsglieder der handstückseitigen Kupplungshälften sind mit den Bezugszeichen 18, 19, 20, 22 und 26 versehen.

Die Kupplungsglieder für jeweils gleiche Betriebsmittel, also für Treibluft (bzw. Kühlluft), für Sprayluft oder Spraywasser, haben gleiche Anschlussmasse und sind nach einem in Fig. 2 aufgezeigten Schema angeordnet, so dass jedes der Handstücke 1 bis 6 an ein und denselben Versorgungsschlauch angeschlossen und das jeweils für das betreffende Handstück benötigte Betriebsmittel an diesen Schlauch abgenommen werden kann. Die Gegenglieder an der Schlauchkupplungs-hälfte 13 können, sofern das jeweilige Betriebsmittel nicht am Handstück benötigt wird, in Form von Blindsteckbuchsen vorgesehen sein. In dem aufgezeigten Schema sind sämtliche der für die Handstücke 1 bis 6 benötigten Betriebsmittel berücksichtigt. Für das vorliegende Ausführungsbeispiel sind also zwei verschiedene Strom- bzw. Spannungsabgriffe, ein Was-seranschluss, ein Anschluss zur Übertragung von Licht sowie zwei Anschlüsse zur Übertragung von Luft in der Stirnseite einer Kupplungshälfte vorzusehen. Entsprechend diesem Schema sind auch die Kupplungsglieder an den Kupplungshälften der Handstücke 1 bis 6 und dazu passend auch die Gegenglieder an der Kupplungshälfte 13 angeordnet.

Die Anordnung der einzelnen Kupplungsglieder bzw. Gegenglieder innerhalb der vier Quadranten I/IV gemäss der in Fig. 2 gezeigten Weise ist nicht zwingend erforderlich. So braucht beispielsweise das Kupplungs- bzw. Gegenglied für Spraywasser nicht unbedingt in den mit II gekennzeichneten Quadranten liegen. Wesentlich ist, dass in dem aufzustellenden Schema sämtliche Betriebsmittel berücksichtigt sind und die Kupplungsglieder bzw. Gegenglieder bei den Kupplungshälften 7 bis 12 und den zugehörigen Gegenkupplungshälften für die benötigten Betriebsmittel jeweils nach diesem Schema angeordnet sind. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn bei Verwendung eines Lichtleiters ein diesbezügliches Kupplungs- bzw. Gegenglied im Zentrum der Kupplungshälfte angeordnet ist. Jedes der an sich unterschiedlich aufgebauten Handstücke kann so an ein und denselben Versorgungsschlauch angeschlossen werden und von diesem das bzw. die benötigten Betriebsmittel (hydraulischer, pneumatischer oder elektrischer Art) abnehmen.

Die Kupplungshälften können einstückig ausgebildet sein, wie in Fig. 1 gezeigt ist, oder auch aus mehreren Einzelelementen bestehen, wie die Fig. 3 und 4 zeigen. Die Fig. 3 zeigt eine schlauchseitige Kupplungshälfte 36 mit vier im Querschnitt sektorförmigen Kupplungselementen 37 bis 40, von denen jedes ein Kupplungsgegenglied 41 bis 44 für ein bestimmtes Betriebsmittel enthält. Die Einzelelemente 37 bis 40 werden durch einen Ring 45 zusammengehalten.

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Die Fig. 4 zeigt in einer Explosionsdarstellung Einzelheiten der Einzelelemente. Mit 46 ist eine Scheibe bezeichnet, die in montiertem Zustand in entsprechend ausgebildeten Kerben 47 eingreift und die Einzelelemente dadurch in einer bestimmten Lage gegen axiales Verschieben fixiert. Die Scheibe 46 enthält 5 eine Bohrung 48, die zur Durchführung eines Lichtleiters verwendet werden kann. Vorteilhaft ist es, wenn die Einzelelemente im Querschnitt gleich sind (gleiche Sektorengrösse). Es können so für den jeweiligen Bedarf individuell Sektoren zu einer Kupplungshälfte zusammengebaut werden. Gegebenenfalls können auch sog. «Blindsektoren», also Einzelelemente ohne angeschlossenes Kupplungs- bzw. Gegenglied, vorgesehen werden, beispielsweise wenn nicht alle Betriebsmittel am Handstück gebraucht werden.

Die Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Kupplungsvorrichtung, die gleichzeitig als Drehkupplung ausgebildet ist. Die schlauchseitige Kupplungshälfte 50 wird im wesentlichen aus mehreren scheibenförmigen Elementen 51 bis 53 gebildet, die axial auf einen Grundkörper 54 der Kupplungshälfte 50 aufgesteckt und miteinander verklebt sind. Die Elemente haben vorteilhafterweise gleiche Scheibenstärke, so dass bei einem Wechsel der Elemente bzw. bei einer Bestückung mit Elementen für andere Betriebsmittel die Länge der Kupplungshälfte immer konstant bleibt. Die nicht näher bezeichneten O-Ringe zwischen den Einzelelementen dienen jeweils zur Abdichtung von in den einzelnen Elementen angeordneten Kanälen 55 und 56, in denen die Betriebsmittel Luft und Wasser geführt sind. Im Element 53 sind zwei (um 90° versetzt gezeichnete) Kanäle 58, 59 angeordnet, über die einerseits Kühlbzw. Treibluft und anderseits elektrische Leitungen zur Zuführung von Strom stirnseitig an die Kupplungshälfte herangeführt werden. Die Kanäle 58, 59 verlaufen in axialer Richtung durch die Kupplungshälfte; dies deshalb, weil über den Kanal 58 Luft in grösserer Menge als im Kanal 56 geleitet wird. Die Kanäle 55 und 56 in den Elementen 51 und 52 münden radial in einen Ringkanal 60 bzw. 61, von wo aus das Betriebsmittel über einen entsprechend ausgebildeten, zunächst ebenfalls radial und dann axial verlaufenden Leitungskanal 62 bzw. 63 der anderen Kupplungshälfte 64 schliesslich zum Kopfteil des Handstückes geleitet wird. Mit 65 ist eine mechanische Arretierungsvorrichtung bezeichnet, die die beiden Kupplungshälften 50 und 64 gegen ungewolltes axiales Auseinandergleiten sichert. Die Arretierungsvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem in einer Nut federnd gehalterten Ring 66, auf den ein klauenartig ausgebildetes Endstück der Kupplungshälfte 64 aufgeschoben wird. Aus dem Aufbau ist ersichtlich, dass die beiden Kupplungshälften 50 und 64 gegeneinander verdreht werden können.

Vorteilhaft ist es, wenn bei Vorhandensein von gasförmigen Betriebsmitteln das Kupplungsglied bzw. Gegenglied des Betriebsmittels mit dem grössten Durchfluss axial oder in axialer Richtung verlaufend in der Kupplungshälfte angeordnet ist. Bei Vorhandensein eines flüssigen Betriebsmittels ist es vorteilhaft, wenn das zugehörige Kupplungsglied bzw. Gegenglied radial in einen Ringkanal der einen Kupplungshälfte mündet, von dem aus das Betriebsmittel über einen sich daran anschliessenden radialen Leitungskanal der anderen Kupplungshälfte an das Handstück weitergeführt wird. Bei Vorhandensein von elektrischem Strom als Betriebsmittel ist das Kupplungsglied bzw. Gegenglied an der Stirnseite, vorzugsweise im Bereich der Peripherie der Stirnseite der Kupplungshälfte, angeordnet. Die vorbeschriebene Reihenfolge hinsichtlich der Anordnung der Kupplungsglieder bzw. Gegenglieder bei den verschiedenen Betriebsmitteln hat den Vorzug, dass bei evtl. Undichtigkeit keine Funktionsstörungen auftreten können. Insbesondere wird vermieden, dass bei Undichtigkeiten Wasser mit den elektrischen Kontakten der Drehkupplung in Verbindung kommen kann.

Die vorbeschriebenen Kupplungsvorrichtungen bieten die Möglichkeit, alle gasförmigen und flüssigen Betriebsmittel grundsätzlich anzuschliessen, ebenso wie alle vorkommenden elektrischen Versorgungsspannungen, sofern diese geräteseitig mit den unterschiedlichen Spannungen eingespeist werden bzw. sofern entsprechend viele Kupplungs- und Gegenglieder in den Kupplungshälften dafür vorgesehen sind. Es ist möglich, nur die für das jeweilige Handstück vorzusehenden Betriebsmittel der Kupplung zuzuführen. Während es im erstgenannten Fall möglich ist, alle Handstücke auf den gleichen und auch gegebenenfalls auf denselben Versorgungsschlauch anzukuppeln, ist im zweiten Fall die Ausführung einfacher und billiger. Dafür ist sie jedoch nur für eine begrenzte Anzahl von Handstücken verwendbar, d. h. es könnten beispielsweise alle Turbinenhandstücke untereinander ausgetauscht werden, ebenso alle Handstücke mit Elektrokleinstmotor usw., während die übrigen Handstücke jeweils nur auf den für sie vorgesehenen Versorgungsschlauch ankuppelbar sind.

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1. Kupplungsvorrichtung zum lösbaren Verbinden eines ärztlichen, insbesondere zahnärztlichen, Handstückes mit einem Versorgungsschlauch, der Zuführungsleitungen für mehrere Betriebsmittel, wie elektrischer Strom, Luft, Wasser,

Licht, enthält, mit einer fest oder lösbar mit dem Handstück und einer fest oder lösbar mit dem Versorgungsschlauch verbundenen Kupplungshälfte, und in den Kupplungshälften angeordneten Kupplungsgliedern und dazupassenden Gegengliedern zur Übertragung der Betriebsmittel von den schlauchsei-tigen auf handstückseitige Zuführungsleitungen, dadurch gekennzeichnet, dass in der versorgungsseitigen Kupplungshälfte (13) die Kupplungsglieder (30 bis 35) von allen Betriebsmitteln und in der anderen Kupplungshälfte (7 bis 12) nur die jeweils für das betreffende Handstück (1 bis 6) erforderlichen Gegenglieder (16 bis 28) vorhanden sind, wobei diese in einer räumlichen Lage zueinander angeordnet sind, die der der Kupplungsglieder in der versorgungsseitigen Kupplungshälfte (13) entspricht (Fig. 2).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kupplungshälfte (36) aus mehreren, vorzugsweise gleichförmig ausgebildeten Einzelelementen (37 bis 40) besteht, von denen jedes das Kupplungsglied (41 bis 44) bzw. Gegenglied für ein Betriebsmittel enthält.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelelemente (37 bis 40) einen im wesentlichen sek-torförmigen oder rechteckigen Querschnitt haben.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelelemente (51 bis 53) scheibenförmig ausgebildet und in der Kupplungshälfte (50) axial hintereinander angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein von Licht als Betriebsmittel ein aus einem Lichtleiter bestehendes Kupplungsglied (17) und Gegenglied (32) vorgesehen und diese im Zentrum der Kupplungshälften (7, 11/13) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungshälften (50, 64) gegeneinander verdrehbar ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein von gasförmigen Betriebsmitteln die Kanäle (58) im Kupplungsglied (53) und Gegenglied für das Betriebsmittel mit dem grössten Durchfluss in axialer Richtung verlaufend in den Kupplungshälften (50, 64) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein eines flüssigen Betriebsmittels ein radialer Leitungskanal (55, 56) im Kupplungsglied (51, 52), der einen Kupplungshälfte (50) vorhanden ist, der in einen Ringkanal (60, 61) mündet, von dem aus das Betriebsmittel über einen sich daran anschliessenden, zunächst radial, dann axial verlaufenden Leitungskanal (62, 63) in der anderen Kupplungshälfte (64) zum Kopfteil des Handstückes geführt wird.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein von elektrischem Strom als Betriebsmittel das Kupplungsglied bzw. Gegenglied an der Stirnseite, vorzugsweise im Bereich der Peripherie der Stirnseite der Kupplungshälfte (50), angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (65) zur Verriegelung der beiden Kupplungshälften (50, 64) vorgesehen sind und diese radial an den Kupplungshälften angreifen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsglieder für folgende Betriebsmittel in folgender Reihenfolge von der Stirnseite der einen Kupplungshälfte (50) aus in axialer Richtung angeordnet sind: Licht, elektrischer Strom bzw. Spannung und/oder gasförmiges Medium mit grösstem Verbrauch, Sprayluft und Spraywasser.