Zahnärztlicher Bohrmaschinenantrieb mit einem elektrischen Handschalter zum Steuern der elektrisch oder mit Druckluft betriebenen Bohrmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf einen zahnärztlichen Bohrmaschinen antrieb mit einem von einem Kupplungsteil abziehbaren Bohrhandstück sowie mit einem elektrischen Handschalter zum Steuern (Einschalten, Drehzahlregeln, Drehrichtungsumschalten) der elektrisch oder mit Druckluft betriebenen Bohrmaschine und betrifft die Befestigung und Ausbildung des elektrischen Handschalters.
Unter Kupplungsteil wird dabei entweder das handstückseitige Ende der Antriebsverbindung zwischen dem ausserhalb des Handstücks angeordneten Antriebsmotor und dem abziehbaren Handstück, also beispielsweise die Gelenkverbindung eines Doriotgestänges bzw. das Verbindungsstück zu einer biegsamen Welle, oder das handstückseitige Ende eines Druckmittelschlauches für einen in dem abziehbaren Handstück angeordneten Druckluftmotor verstanden.
Das elektrische Eine und Ausschalten sowie Regeln einer zahnärztlichen Bohrmaschine wird üblicherweise mit dem Fuss an einem auf dem Boden stehenden elektrischen Schalt- und Regelorgan vorgenommen. Die Nachteile einer solchen Vorrichtung sind mancherlei Art und verursachen viel Arger für den Praktiker. Oft steht der Fussschalter nicht dort, wo er benötigt wird. Die Stellung des Arztes gegenüber dem Patienten wechselt nämlich häufig, und es kommt immer wieder vor, dass der Fussschalter bei einem Stellungswechsel des Arztes nicht mitverschoben wird.
Ausserdem wird die ohnehin gezwungene Körperhaltung des Zahnarztes noch dadurch erschwert, dass sein Körpergewicht während der Bedienung des Fussschalters auf einen einzigen Fuss verlagert wird. Der andere Fuss muss entlastet sein, um den Fussschalter bedienen und dabei schnell reagieren zu können.
Eine solche verkrampfte Körperhaltung ist sehr anstrengend und nicht selten sind Gesundheitsschädigungen die Folge.
Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, den Fussschalter abzuschaffen und durch einen elektrischen Schalter zu ersetzen, der von der gleichen Hand, die das Bohrhandstück hält, bedient werden kann, ohne dass das feinfühlige Festhalten und Führen des Bohrhandstücks durch die Betätigung des Schalters beeinträchtigt wird.
Infolge der bekannten Mängel des Fuss schalters sind schon verschiedene am Hand- oder Winkelstück angebrachte elektrische Schalter bekanntgeworden.
In der Regel wird dabei über den Handschalter, welcher in einem Schwachstromkreis liegt, ein Relais geschaltet, welches seinerseits den Starkstromkreis des Antriebsmotors der zahnärztlichen Bohrmaschine steuert. Dabei sind die elektrischen Schalter teilweise starr, teilweise mit axialer und umfänglicher Verschiebbarkeit auf dem geraden oder abgewinkelten Bohrhandstück angeordnet bzw. aufgesetzt.
Die fest auf dem Bohrhandstück angeordneten elektrischen Schalter haben den Nachteil, dass eine ganze Anzahl Schalter notwendig ist, weil jeder Praktiker mehrere Bohrhandstücke benötigt, nämlich sowohl gerade als auch abgewinkelte. Immer müssen auch Ersatzhandstücke vorhanden sein, wenn z. B. das eine oder andere Bohrhandstück zur Zeit sterilisiert, überholt oder geölt wird. Überhaupt stösst die Sterilisation fest auf dem Hand- oder Winkelstück befestigter elektrischer Schalter auf Schwierigkeiten, da ihr Material, z. B. Isolierteile, Zuführungsleitungen usw., keine hohen Temperaturen verträgt. Ausserdem muss der jeweils verwendete, mit dem Handstück fest verbundene elektrische Schalter erst an seine Verbindungsleitungen angeschlossen werden.
Ist der Schalter lösbar am Bohrhandstück angeordnet, so muss der Handschalter beim Gebrauch oder Wech sel des Handstücks jeweils erst auf dieses aufgesetzt werden.
Alle diese Massnahmen sind recht umständlich und bedeuten im ersteren Falle grosse Kosten und Materialaufwand und im zweiten Falle Zeitverlust, weshalb sich die bekannten elektrischen Handschalter von Bohrhandstücken bisher nicht durchsetzen konnten. Ferner ist zu bedenken, dass bei den verschiedenen Arbeiten im Munde des Patienten wechselweise ein gerades oder ein abgewinkeltes Bohrhandstück benötigt wird. Sehr oft erfordert die Präparation eines einzigen Zahnes abwechslungsweise beide Arbeitswerkzeuge. Dies erfordert eine schnelle und sichere Auswechselbarkeit des z. B. an dem Gleitverbindungsstück eines Doriotgestänges oder an einer biegsamen Welle oder an einem Druckluftschlauch angesetzten Bohrhandstücks.
Wenn der Praktiker aber nun erst die Steckverbindungen zum elektrischen Stromkreis des Schalters lösen und den Schalter dann vom Handstück abnehmen muss und erst dann das Handstück auf übliche Weise entfernen kann, um es gegen das Winkelstück auszutauschen, danach wiederum den Schalter auf das Winkelstück aufsetzen, dann das Winkelstück in die Gleitverbindung des Doriotgestänges einführen und schliesslich noch die elektrische Verbindung zum Schalter herstellen muss, dann ist eine schnelle Auswechselbarkeit keinesfalls gegeben. Übrigens ist noch zu beachten, dass die elektrischen Handschalter meist doch so gross sind, dass sie bei ihrer Anbringung am Bohrhandstück beim Arbeiten in der Mundhöhle hinderlich sind.
Deshalb ist es neben der Abschaffung des Fussschalters eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, auch die Nachteile der oben erwähnten elektrischen Handschalter zu beseitigen und eine konstruktiv äusserst einfache und in der Form weder die gewohnte Fingerhaltung noch die Übersicht und sichere Haltung des Bohrhandstücks beim Bohrvorgang störende, von Hand zu bedienende elektrische Vorrichtung zum Steuern einer zahnärztlichen Bohrmaschine zu schaffen.
Gemäss der Erfindung besteht die Lösung dieser Aufgaben darin, dass der elektrische Handschalter an dem Kupplungsteil befestigt ist und sein Betäti gungsglied, welches als Drucktaste ausgebildet ist, von einem Arm getragen wird, der sich von dem Kupplungsteil aus freitragend im wesentlichen parallel zur Längsachse des Bohrhandstücks erstreckt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes sind nachfolgend an den in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen erläutert:
Fig. 1 zeigt den Schalter aus elektrischen Strom isolierendem Material, z. B. Kunststoff, im Längsschnitt mit einem auf den Kupplungsteil einer Gelenkgleitverbindung aufgeschobenen Winkelstück in der Ansicht.
Fig.2 zeigt den Schalter in Metallausführung im Längsschnitt und am Kupplungsteil einer biegsamen Welle befestigt.
Fig. 3 zeigt den Schalter am Gelenkstück einer Gelenkgleitverbindung befestigt in der Draufsicht mit einem auf den Kupplungsteil der Gelenkgleitverbindung aufgeschobenen Handstück.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt nach der Schnittlinie IV-IV.
Der neue Schalter besteht im wesentlichen aus dem Schaltkörper 1, welcher aus isolierendem Material, z. B. Kunststoff, hergestellt ist. Er kann aber auch in Metall ausgeführt werden. An seinem hinteren Ende ist er rechtwinklig abgebogen, um erfindungsgemäss am Gelenkarm 13 der Gelenkgleitverbindung mit zwei Halteschrauben 6 (Fig. 3) befestigt zu werden. Bei einer ebenfalls erfindungsgemässen Befestigung des Schalters am Kupplungsteil einer biegsamen Welle oder eines Druckmittelschlauches einer luftturbinengetriebenen Bohrmaschine wird das Ende des Schalterkörpers 1 mit zwei Halteschrauben auf der Kupplungshülse 15 der biegsamen Welle (Fig. 2) oder des Druckmittelschlauches befestigt.
Eine solche Befestigungsart bringt den wesentlichen Vorteil der Erfindung zur Geltung, nämlich: völlige Unabhängigkeit von den verschiedenen Formen und Bausystemen der Hand- und Winkelstücke, da der genormte Kupplungsteil 14 immer frei zugänglich ist. Die Hand- oder Winkelstücke können in bekannter Weise schnell und sicher ausgewechselt werden und trotzdem befindet sich der Schalter jeweils an der richtigen Gebrauchsstelle.
Seitlich gesehen ist der Schalterkörper 1 brückenartig geformt, wobei das Schalterkörperende (Fig. 1) den einen Pfeiler und 12 den anderen Pfeiler darstellt. Der Pfeiler 12 sitzt nicht auf dem Kupplungsteil der Gelenkgleitverbindung auf, sondern hat von demselben so viel Abstand, um ein ungehindertes Aufschieben des Hand- oder Winkelstückes zu gewährleisten. Erst beim Niederdrücken der Taste mag diese Stütze das Hand- oder Winkelstück berühren und so ihre Funktion ausüben. Diese Stütze kann jedoch bei Ausführung des Schalterkörpers in Metall (Fig. 2) ganz in Wegfall kommen.
Dagegen liegt das Schalterkörperende 1 (Fig. 4) durch die Halteschrauben 6 fest auf der Kupplungshülse 15 der Gelenkgleitverbindung oder der Hülse 15 am Ende des Bohrschlauches einer biegsamen Welle (Fig. 2) oder am Ende des Druckmittelschlauches einer luftturbinengetriebenen zahnärztlichen Bohrmaschine auf.
Die brückenartige Aussparung des Schalterkörpers 1 dient dem ungehinderten Hindurchgleiten der Rastfeder 16 beim umfänglichen Drehen des Hand- oder Winkelstücks. Bekanntlich ist der Kupplungsteil der Gelenkgleitverbindung drehbar gelagert, damit z. B. das Winkelstück in die entsprechende Arbeitslage gebracht werden kann. Beispielsweise zeigt der Bohrkopf beim Arbeiten im Oberkiefer nach oben und beim Arbeiten im Unterkiefer nach unten.
In der Mitte des Schalterkörpers 1 selbst befindet sich ein scheidenartiger Führungsstollen 11, in wel chem der federnde flache Stiel 2 der Taste 3 gleiten kann. Dabei wird der flache Stiel der Taste durch eine Schleiffeder 4 in seiner jeweiligen Stellung fixiert.
Es ist möglich, in den Flachstiel 2 der Taste 3 noch in kleinen Abständen Vertiefungen 10 einzuschleifen, um ein Einrasten der Schleiffeder 4 beim Herausziehen oder Einschieben der Taste zu erreichen. Die ganze Taste ist aus federndem und stromleitendem Material hergestellt. Am vorderen Ende der Taste befindet sich noch ein Tastknopf, z. B. aus Kunststoff, welcher dem Zwecke einer bequemen Fingerlage dient.
Durch diese Anordnung ist es nun möglich, die Fingerstellungen in axialer Richtung bequem zu variieren, da ja bekanntlich die Haltefinger je nach Arbeitsweise und erforderlicher Arbeitslage einmal weiter vorn, ein andermal weiter zurück am Handoder Winkelstück liegen.
Die Drucktaste, also die Ausbildung des Schalters als Niederdrückschalter, gewährleistet eine absolut sichere Fingerlage am Hand- oder Winkelstück, da die Taste 3 bei Gebrauch nicht nur bis zur Kontaktgebung an der Kontaktfeder 17, sondern ganz bis zur festen Berührung mit der Hülse des Handoder Winkelstücks durchgedrückt wird.
Somit hat der Praktiker sein Arbeitswerkzeug in gewohnter Weise fest in der Hand und kann auch notwendigenfalls einen Druck auf das zu bearbeitende Material ausüben. Auch ermöglicht diese Schalterausbildung ein festes Umfassen des Handstücks und damit verbundenes Einschalten der Bohrmaschine mit der ganzen Hand, um, wie z. B. im zahntechnischen Labor, technische Schleif- und Bohrarbeiten ausführen zu können, wie sie auch im Sprechzimmer gelegentlich vorkommen.
Unterhalb der Drucktaste 3 ist eine in den Schalterkörper 1 eingelassene Kontaktfeder 17, welche ein kurzes Stück nach aussen ragt, befestigt. Vor ihrem einen Ende führt ein Kabel durch den Schalterkörper nach hinten, um nach Austreten aus dem Schalterkörper 1 an der Stelle 7 mit einer Ader der Schwachstromleitung 8 verbunden zu werden.
Die Kontaktfeder 17 ragt deshalb ein Stück nach aussen, um beim Niederdrücken der Taste 3, auch dann, wenn dieselbe ganz ausgezogen ist, immer noch in Kontakt mit ihr zu kommen. Federnd muss die Kontaktfeder 17 deshalb sein, um in jeder Stellung der Taste 3 dieser ein Durchdrücken bis zur festen Berührung auf der Hülse des Hand- oder Winkelstücks zu ermöglichen.
Oberhalb des Flachstieles 2 der Drucktaste 3 ist im Schalterkörper 1 eine Schleiffeder 4 eingelassen. Vom Ende dieser Schleiffeder 4 führt das andere Kabel ebenfalls durch den Schalterkörper an der Stelle 7 nach aussen, um dort mit dem anderen Pol der Stromleitung verbunden zu werden. In dem scheidenartigen Führungsstollen 11 ist eine Öffnung nach oben geschaffen, in welche die Schleiffeder 4 mit einer Durchbiegung nach unten zu liegen kommt.
Befestigt ist die Schleiffeder 4 mit den Schrauben 5 am Schalterkörper 1. Durch die Öffnung im Führungsstollen hat die Schleiffeder 4 Gelegenheit, in jeder Stellung des Tastenstieles 2 einen federnden Druck auf denselben auszuüben, was einerseits der Fixierung der Taste und anderseits der Stromzuführung des einen Pols in dem Tastenstiel dient.
Durch diese Anordnung kann nun der Schwachstromkreis'beim Niederdrücken der Taste 3 auf die Kontaktfeder 17 geschlossen und beim Loslassen der Taste unterbrochen werden.
An der Austrittsstelle 7 der beiden Stromleitungen kann auch eine Steckverbindung zum Anschluss an die Schwachstromleitung 8 angebracht werden.
Die Schwachstromleitung 8 führt jeweils im Bogen über die Gelenke des Doriotgestänges hinweg, um anschliessend auf den Verbindungsstangen mit kleinen Halteschellen befestigt und weitergeführt zu werden.
Oder aber die Verbindungsstangen werden hohl gestaltet und das Kabel in dieselben eingeführt 9 (Fig. 3), durchgezogen und am Ende der Verbindungsstange wieder im Bogen über das nächste Gelenk hinweggeführt zur nächsten Stange. Auf diese Weise können die drei Gelenke des Doriotgestänges samt den Schnurrollen leicht überbrückt werden. Der Kabelführung innerhalb der Verbindungsstangen ist aus konstruktiven und praktischen Gründen der Vorzug zu geben.
Die erste Verbindungsstange des Doriotgestänges ist der Auslegerarm der Bohrmaschine. Die Schwachstromkabel können ebenfalls innerhalb des Auslegerarms verlaufen und führen von dort zum Schaltrelais, welches seinerseits den Starkstromkreis der Bohrmaschine steuert. Die Schwachstromspannung zum Betrieb des Schaltrelais kann aus der Einheit entnommen werden, in welcher ohnehin eine Niederspannungsquelle vorhanden ist.
Nun lässt sich an Hand der Zeichnung leicht der Stromweg des Schwachstromkreises verfolgen.
Der Strom wird mit dem einen Pol an dem Kabel 8 und an der Stelle 7 durch den Schalterkörper 1 der Schleiffeder 4 zugeführt, von dort auf den Flachstiel 2 der Taste 3 übertragen und kann dann beim Niederdrücken der Taste 3 auf die Kontaktfeder 17 wiederum durch den Schalterkörper 1 zur Austrittsstelle 7 und schliesslich zum anderen Pol des Kabels 8 zurückgeführt werden.
Es wäre auch denkbar, nur einen Pol über das Kabel 8 dem Schalter zuzuführen und den Rückweg über Masse laufen zu lassen. Doch wurde das im vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht angewendet, da die Gelenke des Doriotgestänges durch Ölung keinen einwandfreien Kontakt ergeben, und um auch jeglichen stehenden Strom im Hand- bzw. Winkelstück zu vermeiden.
Die Steuerung der Geschwindigkeit und der Drehrichtung des Motors kann auf verschiedenartigste Weise erfolgen. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde ein Hochlastregler (Potentiometer) und ein doppelpoliger Umschalter samt dem Relais in ein Kästchen eingebaut und auf dem stummen Assi stenten oder Instrumentenschrank, welcher sich links vom Praktiker befindet, befestigt. Auf diese Weise kann der Zahnarzt bequem mit der linken Hand die Geschwindigkeit der Bohrmaschine stufenlos an einem Knopf des Kästchens regeln und auch den Rechts-Links-Lauf durch einfaches Umlegen des Umschalters steuern, falls dies einmal erforderlich ist.
Meist steht jedoch der Hochlastregler auf einer dem Praktiker eigenen Arbeitsgeschwindigkeit.
Selbstverständlich könnte auch die Steuerung des zahnärztlichen Bohrmasohinenmotors über einen Magnetverstärker erfolgen und dabei der kleine Steuerwiderstand im Steuerkreis des Magnetverstärkers in den Schalterkörper 1 eingebaut werden, um von dort neben dem Eine und Ausschaltvorgang auch bequem die Drehzahl des Motors steuern zu können.
Eine andere Lösung könnte darin gefunden werden, indem in den Schalterkörper 1 eine Druckknopfsteuerung eingebaut wird, derart, dass ein Druckknopf die Drehrichtung des Bohrers über ein Relais bestimmt und der zweite Druckknopf ein Schrittschaltrelais beeinflusst, welches wiederum seinerseits stufenweise die Umdrehungszahl der Bohrmaschine steuert. Die dazu erforderlichen Widerstände und Relais können dabei in die Einheit eingebaut werden, so dass auch äusserlich ein gutes Bild entsteht.
Die elektromagnetischen Schaltrelais liessen sich auch durch elektronische Vorstufen steuern, so dass im Steuerkreis derselben und damit in den vom Zahnarzt zu bedienenden Schaltelementen eine ganz minimale, meist unter einem Volt liegende Spannung herrschen würde, so dass sich die Isolationsbedingungen vereinfachen liessen und gleichzeitig damit eine Kontaktschutzschaltung erreicht wird.
Es ist noch zu erwähnen, dass der beschriebene Schalterkörper des Ausführungsbeispiels auch aus Metall hergestellt werden kann. In diesem Falle kann die eine Ader des Schwachstromkreises an der Stelle 7 (Fig. 2) mit der Masse des Schalterkörpers 1 verbunden werden, während lediglich die andere Ader isoliert gegen Masse durch den Schalterkörper bis zur Kontaktfeder 17 geführt und dieselbe ebenfalls gegen Masse isoliert, 18, in den Schalterkörper eingebaut wird.
Die vorliegende Erfindung dient zum Zwecke, neben der Abschaffung des Fussanlassers einen konstruktiv äusserst einfachen Handschalter zu schaffen, welcher weder am Hand- noch am Winkelstück angebracht ist, sondern am Gelenkarm der Gleitverbindung eines Doriotgestänges oder am Ende des Bohrschlauches einer biegsamen Welle oder am Ende des Druckmittelschlauches einer luftturbinengetriebe- nen zahnärztlichen Bohrmaschine. Im letzteren Falle schaltet die Drucktaste den Kompressor ein und aus. Durch diese Anordnung werden die entscheidenden Vorteile der vorliegenden Erfindung erreicht, nämlich: Völlige Unabhängigkeit von der Art und Form der Hand- und Winkelstücke, welche verwendet werden. Schnelle und sichere Auswechselbarkeit der Hand- und Winkelstücke in bekannter Weise.
Axiale Verlängerungsmöglichkeit der Fingertaste, um damit jeder Fingerstellung am Hand- oder Winkelstück gerecht zu werden. Umfängliche Drehbarkeit des Hand- und Winkelstückes in bekannter Weise durch Überbrückung des Kupplungsteiles einschliesslich der Rastfeder. Absolute Griffsicherheit bei der Fingerhaltung des Hand- oder Winkelstückes, da die Taste bei jedem Einschaltvorgang bis auf die Hülse des Hand- oder Winkelstückes niedergedrückt wird und im übrigen die gewohnte Fingerstellung beibehalten wird. Geschwindigkeitsregulierung und Rechtsund Linkslaufsteuerung können durch entsprechende Baumassnahmen auch vom Handschalter aus gesteuert werden.