專利名稱：牙科器械的制作方法
牙科器械技術領域各種類型的牙科器械都具有特殊形狀的軸，這種軸稱為彎角件連接件或者也稱為彎角軸(angled shaft)，這些牙科器械在可以看作 彎角軸接納裝置的彎角件中用作旋轉器械。該連接件己經(jīng)針對旋轉工 具實現(xiàn)標準化，并且以規(guī)定的尺寸和公差在全球范圍內制造。該連接 件同等地用于高轉速低扭矩和高扭矩低轉速的工具，例如鉆孔機、加 強器、切削附件、螺紋刀具、擴孔機、移植用插入器械等。
背景技術：
不僅在電動機驅動的彎角件中，而且在手動致動的手柄或轉接 器中，旋轉工具都可以固定于此類連接件上并與其一起使用。對于幾 乎全部牙科器械的使用來說.彎角軸都是關鍵的連接部位。器械(例如鉆孔機)軸上的傳力連接件的公知慣常結構形狀沒 有考慮到當前可能需要的扭矩以及在牙科器械的某些部位中需要的 扭矩。轉接器或彎角件中用于傳遞力的配對件通常不處于確保最佳力 傳遞效果的位置中；該配對件同樣也沒有考慮到當前對于更高扭矩的 需求。對于彎角件，通常是釆用簡單的金屬片材進行沖壓，以獲得彎 角軸的反轉輪廓。然后使用這些金屬片材作為扭矩傳遞件，并經(jīng)由接 觸區(qū)域將扭矩傳遞到軸上。對于手動轉接器或軸延伸器形式的彎角 件，通常是采用驅動指轉動銷，銷同樣經(jīng)由接觸區(qū)域將力傳遞到軸上。 所有這些傳力表面都成形為在兩個部件之間形成線接觸表面。已經(jīng)表明，在高扭矩的情況下，牙科器械或彎角件會損壞，或者兩者都損壞。兩個部件可能會卡住，或者組件中的一個部件可能會毀壞。這是因為這些部件目前使用的是線接觸，從而導致在較大的作用力下發(fā)生塑性變形。彎角軸和彎角件的傳動銷之間的公差總是導致兩個傳力表面之間出現(xiàn)扭曲。根據(jù)兩個部件之間公差的大小，這種扭曲或大或小，并 且會導致兩個傳力表面之間的角度偏差或大或小。這導致兩個傳力表 面僅僅在軸的外邊緣處以線接觸方式彼此接觸。彎角軸的外邊緣處的 線接觸表面根據(jù)可計算的赫茲壓力定律發(fā)生塑性變形，并且形成新成 形的接觸表面，直到力傳遞所形成的表面壓力小于塑性變形極限Rp0.2為止。在某些情況下供給移植件或采用制造商規(guī)定的最小扭矩按要求擰緊修復螺釘?shù)乃枧ぞ貢沽_到如下水平在接觸表面的 當前結構方案中，該力會導致負荷大大超出旋轉工具所使用的典型材 料的塑性變形極限。在傳力表面上，在軸的外邊緣處形成斜面或毛刺 形式的明顯的永久變形。這些變形表面的形成可能導致軸幾何形狀的直徑發(fā)生變化，從 而導致器械卡在彎角件中，或者造成彎角件反向連接到結構上的破壞 性后果。彎角軸的變形還可能導致連接件出現(xiàn)功能故障。經(jīng)濟意義較差的方法是減小制造公差。然而，根據(jù)現(xiàn)有的技術 方案，這是減輕上述后果的唯一可能方法。此外，使用延展極限增大 的強度更高的材料可以使產(chǎn)生變形后果所需要的扭矩更高?？紤]到制 造成本，這同樣是不經(jīng)濟的方法，因為牙科器械的制造通常來說變得 更昂貴了。結構上的改變不符合市場要求，至少對于軸連接件是如此， 因為彎角件尺寸的標準化已經(jīng)有幾十年的時間了。目標是要通過改變 彎角件的構造以及傳動銷的幾何形狀來實現(xiàn)改進。發(fā)明內容因此，本發(fā)明要解決的問題是提供一種能夠改善扭矩傳遞的彎 角軸接納裝置，其用于操作牙科器械或者彎角件或手動轉接器中的彎 角軸。通過根據(jù)本發(fā)明的牙科用彎角軸接納裝置解決上述問題，所述彎角軸接納裝置用于操作具有彎角軸的旋轉牙科器械，所述彎角軸接納裝置具有傳動銷，所述彎角軸接納裝置的傳動銷在操作中通過面接 觸與牙科器械的彎角軸連接，其中，由彎角軸接納裝置的傳動銷與彎角軸形成的面接觸在虎克定律的范圍內。根據(jù)本發(fā)明的用于旋轉牙科器械的牙科彎角件的彎角軸接納裝 置，其中彎角軸接納裝置具有傳動銷，在彎角件的操作過程中，傳動 銷與彎角軸在彎角軸接納裝置中始終通過面接觸連接。這樣，僅僅改變了彎角軸接納裝置(彎角件)的結構，從而仍 然全面地考慮了制造牙科器械或其彎角軸幾何形狀的通行標準。因此 可以在無損壞的情況下傳遞高得多的扭矩。因此，將這種通用連接系 統(tǒng)用于牙科工具的可能性大大提高，并且在使用中更加可靠。 有利的是，通過電動機驅動或手動驅動彎角件。根據(jù)本發(fā)明的一個有利實施例，彎角軸接納裝置的傳動銷和彎 角軸形成的傳遞力所需的面接觸僅僅產(chǎn)生虎克定律范圍內的接觸表 面變形。因此，接觸表面的變形是完全彈性的，材料不會產(chǎn)生塑性變 形。必需以如下方式構造面接觸，即對于所有產(chǎn)生的公差配對來 說，形成滿足如下標準的表面 接觸表面應力cr《Rp0.2赫茲壓力原理適用于確定該條件。利用該原理能夠計算各種幾 何體的接觸并且能夠估算在材料中產(chǎn)生的表面壓力。如果負荷在塑性 變形極限之下，則材料僅僅可逆地或彈性地變形，并且在負荷解除之 后恢復初始形狀。于是，不管制造公差如何，總是可以提供無損壞地始終如一地 起作用的裝置。有利的是，傳動銷的傳力表面具有恒定的半徑。在優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的傳動銷的傳力表面具有變化的半徑。 該變化的半徑可以具有特定的函數(shù)關系。己經(jīng)表明，有利的是，傳動銷的傳力表面具有不同類型的表面 和半徑的組合。根據(jù)本發(fā)明，不管部件的公差如何，彎角軸接納裝置(彎角件) 的傳動銷應該成形為使接觸部位總是由彎角軸的平坦表面與彎角軸 接納裝置的傳動銷的彎曲表面構成。有利的是，在彎角軸接納裝置中與傳動銷相反的一側設置有支撐推力軸承。
下面將參照優(yōu)選實施例并參照附圖更詳細地描述本發(fā)明，所有 附圖都是示意性的，其中圖la以側視圖示出根據(jù)現(xiàn)有技術的彎角軸； 圖lb以剖視圖示出根據(jù)現(xiàn)有技術的彎角軸；圖2a以側視圖示出根據(jù)現(xiàn)有技術的彎角件(彎角軸接納裝置) 中的傳動銷；圖2b以剖視圖示出根據(jù)現(xiàn)有技術的彎角件(彎角軸接納裝置) 中的傳動銷；圖3a和3b以剖視圖示出采用根據(jù)現(xiàn)有技術的傳動銷連接彎角 軸和彎角件；圖4a至4d以剖視圖示出根據(jù)本發(fā)明的彎角件中的傳動銷；以及圖5a和5b以剖視圖示出采用根據(jù)本發(fā)明的傳動銷連接彎角軸 和彎角件。
具體實施方式
圖la示出用于旋轉器械的彎角軸1。圖中可以看到用于傳遞力 的表面10。表面10的高度大約為1.8mm。為了達到理想的傳力效果 并且能夠用于標準裝置，彎角軸1構造成其總直徑16大約等于 2.35mm。如圖lb所示，表面10的中心與外邊緣之間的距離12的最 小值等于0.625mm。圖2a示出彎角件14中的傳動銷18，彎角軸1可以插入彎角件 14中。這里，傳動銷18構造成為彎角軸1及其表面10的配對件， 當然傳動銷18和彎角軸1的表面之間為間隙配合，從而使得在兩個 表面之間產(chǎn)生間隙。間隙越大，器械就越容易插入，但是卡塞的可能 性也就越大。圖中未示出將彎角軸1保持在彎角件14中的適當位置 處的鎖定裝置。傳動銷18的邊緣具有相對于彎角軸平直的構造。圖3a以剖視圖示出采用根據(jù)現(xiàn)有技術的傳動銷18連接彎角軸1 和彎角件14，所示狀態(tài)為未加載狀態(tài)。這里，傳動銷18的邊緣是平 直的，并且其整個表面與彎角軸1和表面10接觸。這里，在圖3b 中示出加載狀態(tài)下的典型的線接觸，這可能導致彎角軸1的外邊緣損 壞。圖4a至4d以剖視圖示出根據(jù)本發(fā)明的彎角件14中的傳動銷18。 圖中示出傳動銷的幾何形狀構造的幾種可能形式，使得與器械的彎角 軸1和表面10接觸的表面總是以面接觸狀態(tài)形成。表面10的中心與 外邊緣之間的距離12大約等于0.625mm?？梢郧宄乜吹?，彎角件 14中的傳動銷18的邊緣是稍微彎曲的。通過采用彎曲的邊緣，可以 使牙科器械具有良好的耐用性和穩(wěn)定性，這是因為該彎曲使得不管角 度為多少總是形成面接觸。該構造總是會產(chǎn)生面接觸，而非線接觸。 這里，傳動銷18的邊緣的彎曲可以具有不同的曲率值，并且可以可 選地具有多個段，這些段甚至可以是平直的，例如如圖4c所示。在圖5a中以剖視圖示出采用根據(jù)本發(fā)明的傳動銷18連接彎角 軸1和彎角件14，所述狀態(tài)為未加載狀態(tài)。圖中示出根據(jù)本發(fā)明的 一個實施例，其中借助于恒定的半徑實現(xiàn)平面力傳遞。在圖5b中示 出在扭轉負荷作用下在彎角軸1的表面與傳動銷18的彎曲面之間形 成的面接觸。
權利要求
1.一種牙科用彎角軸接納裝置，其用于操作具有彎角軸(1)的旋轉牙科器械，所述彎角軸接納裝置具有傳動銷，所述彎角軸接納裝置的傳動銷在操作中通過面接觸與牙科器械的彎角軸(1)連接，其特征在于，由彎角軸接納裝置的傳動銷與彎角軸形成的面接觸在虎克定律的范圍內。
2. 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，用于操作具有彎 角軸的旋轉器械的彎角軸接納裝置可以通過電動機和/或通過手動操 作。
3. 根據(jù)前面權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述 傳動銷的傳力表面具有恒定的半徑。
4. 根據(jù)前面權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述 傳動銷的傳力表面具有變化的半徑。
5. 根據(jù)前面權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述傳動銷的傳力表面具有不同類型的表面和半徑的組合。
6. 根據(jù)前面權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，在彎 角軸接納裝置中與所述傳動銷相反的一側設置有支撐推力軸承。
全文摘要
本發(fā)明公開一種牙科用彎角軸接納裝置，其用于操作具有彎角軸的旋轉牙科器械，所述彎角軸接納裝置具有傳動銷，所述彎角軸接納裝置的傳動銷在操作中通過面接觸與牙科器械的彎角軸連接。本發(fā)明還公開一種裝置。
文檔編號A61C1/18GK101264033SQ20081008474
公開日2008年9月17日 申請日期2008年3月14日 優(yōu)先權日2007年3月14日
發(fā)明者J-D·賴默斯 申請人:賀利氏古薩有限公司