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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrisch geheizte Wachsspachtelvorrichtung zur Verwendung beim Formen und Vorbereiten von Wachsmodellen für das Modellausschmelzverfahren auf dem Gebiet der Zahnprothesen und dem Gebiet der Metallarbeit basierend auf dem Modellausschmelzverfahren, und insbesondere eine Wachsspachtelvorrichtung, bei der die Temperatur des Spachtelabschnittes für die Wachsformarbeit unmittelbar während des Gebrauchs eingestellt werden kann.
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Stand der Technik
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Eine dentale Wachsspachtelvorrichtung ist eine Wachsformvorrichtung zum Bilden oder Vorbereiten von Wachsmodellen für Dentalplatten, Kronen, etc. in einem Verfahren, bei dem diese Dentalteile aus Dentallegierungsmaterialien durch ein Modellausschmelzverfahren, wie z. B. dem Wachsausschmelzguss bzw. Präzisionsguss, gleichzeitig geformt werden. Die Wachsspachtelvorrichtung wird ebenfalls häufig dazu verwendet, um Wachsmodelle für Metallarbeitsprodukte zu formen, die durch ein zentrifugales Gussformverfahren hergestellt sind. Herkömmliche Wachsspachtelvorrichtungen werden in zwei Arten unterteilt, nämlich eine, die während des Gebrauchs durch einen Brenner erwärmt wird und eine weitere, in welcher die Vorrichtung mit einem Heizelement vorgesehen ist, um so selbst Wärme zu erzeugen.
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Ein Verfahren zum Formen eines Wachsmodells durch Verwendung einer Wachsspachtelvorrichtung beinhaltet einen Verfahrensschritt, bei dem der geheizte Spachtelabschnitt der Spachtelvorrichtung in Wachs (Material) gelegt wird, um das Wachs zu schmelzen, und wobei eine gewisse Menge des Wachses abgetrennt wird, und das Wachs auf einer vorbestimmten Basis angehäuft wird. Des Weiteren beinhaltet das Verfahren einen weiteren Verfahrensschritt, bei dem das Wachs auf der Basis angehäuft wird und weichgemacht und in eine erwünschte Form durch teilweises Abziehen und Verschieben des Wachses oder durch Zufügen einer weiteren Wachsmenge gebracht wird. Überdies beinhaltet das Verfahren noch einen weiteren Verfahrensschritt, bei dem die Oberfläche des geformten Wachses geglättet oder mit feinen Mustern versehen wird. Der Spachtelabschnitt muss dabei bei jedem der Verfahrensschritte auf eine optimale Temperatur erwärmt werden. Es ist deshalb notwendig, die Wachstemperatur im Bereich der Temperatur, bei der das Wachs weich wird, und der Schmelztemperatur rasch zu ändern und fein einzustellen.
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Obwohl herkömmliche elektrisch geheizte Wachsspachtelvorrichtungen öffentlich bekannt sind, ist ihre Temperatursteuerung nicht notwendigerweise zufriedenstellend. Zusätzlich ist es erforderlich, den Spachtelabschnitt einer solchen Wachsspachtelvorrichtung mit einem anderen Spachtelabschnitt zu ersetzen, der die Form aufweist, welche für jeden der oben erwähnten Verfahrensschritte geeignet ist. Das Ersetzen der Spachtelabschnitte erschwert die erneute Temperatursteuerung.
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Eine Art von Spachtelvorrichtung mit einer elektrischen Widerstandslücke ist bekannt, die aus einem Metall hergestellt und elektrisch leitend ist, und die derart gebildet ist, dass sie den Spachtelabschnitt in zwei Spitzenhälften in der Breitenrichtung unterteilt, wobei die Lücke zwischen den Spitzen der zwei Hälften mittels eines Heizwiderstands kurzgeschlossen ist, und elektrische Energie den zwei Hälften zugeführt wird, um den Widerstand zu erwärmen (siehe z. B. die japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung
JP 07 015 006 U ). Obwohl diese Art von Spachtelvorrichtungen einen Vorteil besitzt, indem sie sehr schnell thermisch reagiert, da der Heizabschnitt durch die Lücke an der Spitze des Spachtelabschnittes kurzgeschlossen ist, ist die Erfassung der Temperatur der Spitze auf genaue Weise erschwert. Mit anderen Worten muss die Zeit für den Strom oder die Energiezufuhr manuell eingestellt werden, um so ungefähr die Temperatur des Spachtelabschnittes auf eine Temperatur zu steuern, die erforderlich ist, wenn der Spachtelabschnitt für die Wachsformarbeit verwendet wird. Eine modifizierte elektrisch geheizte Spachtelvorrichtung, die von dem Anmelder der vorliegenden Erfindung erfunden wurde, ist in der japanischen Patentveröffentlichung
JP 10 108 872 A offenbart. Diese Spachtelvorrichtung ist mit einem Heizabschnitt versehen, der ein Keramikrohr mit einem kleine elektrischen Heizelement und einem kleinen Temperatursensor, der darin eingeführt ist, aufweist, und bei dem der Heizabschnitt an der Spitze des Griffabschnittes der Spachtelvorrichtung angebracht ist. Einige Spachtelabschnitte, die aus einer Metallspachtel gebildet sind und die Form einer Platte, eines Messers, eines Speers, Nadel und dergleichen aufweisen, können austauschbar an dem Heizabschnitt an der Spitze des Griffabschnittes angebracht sein. Des Weiteren kann der Spachtelabschnitt auf eine erwünschte Temperatur durch thermische Leitung von dem elektrischen Heizelement, das auf zwei oder mehrere Pegel einer voreingestellten Temperatur gesteuert sein kann, geheizt sein. Dieser thermisch gesteuerte Spachtelabschnitt ist bevorzugt verwendet worden, um das Wachsmaterial zu erwärmen und zu schmelzen.
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Diese Spachtelvorrichtung ist mit einer Temperatursteuerung versehen, welche die elektrische Energiezufuhr zu dem elektrischen Heizelement steuert, während die eigentliche Temperatur des Spachtelabschnittes unter Verwendung des Temperatursensors gemessen wird, so dass die Temperatur an dem Spachtelabschnitt zumindest auf zwei oder mehreren Pegeln eingestellt werden kann. Die Spachtelvorrichtung ist ebenfalls mit unabhängigen Temperaturauswahlmitteln zum Einstellen der Temperaturen versehen, wie z. B. einem Fußschalter oder Handschalter.
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Diese herkömmliche Vorrichtung weist einen Vorteil auf, indem die Wachsformarbeit durch Einstellen der Temperaturen auf mehrere Pegel unter Verwendung der Temperaturauswahlmittel vereinfacht ist. Da das Temperaturauswahlmittel zwei oder mehrere Temperaturpegel einstellen kann, hat die Vorrichtung dadurch einen Vorteil, dass sie die Temperatur des Spachtelabschnittes auf einen Wert einstellt, der für jeden Schritt der oben beschriebenen Spachtelvorgänge am besten geeignet ist. Während der Wachsarbeit, wird z. B. zuerst die Temperatur des Spachtelabschnittes auf einen Wert eingestellt, der höher als die Schmelztemperatur des Wachses ist, und diese Temperatur wird verwendet, um eine kleine Wachsmenge von einem Wachsblock nacheinander mit dem Spachtelabschnitt zu entnehmen und sie auf einen Wachsmodellgegenstand zu plazieren. Anschließend wird die Temperatur des Spachtelabschnittes auf einen anderen Wert eingestellt, der niedriger als die Wachsschmelztemperatur ist, aber höher als die Temperatur ist, bei der das Wachs erweicht, und diese Temperatur wird beim genauen Profilieren der Oberflächen des Wachsmodells verwendet.
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Im Falle der herkömmlichen Spachtelvorrichtung ist jedoch ein Fußschalter oder ein Handschalter verwendet worden, um die Temperatur des Spachtelabschnittes einzustellen. Obwohl der Fußschalter oder der Handschalter zur Änderung jeder der voreingestellten Temperatur des Spachtelabschnittes während der Wachsformarbeit betrieben werden kann, kann die Temperatur so nicht instantan geändert werden, wie erwartet, oder die Wachsformarbeit kann so nicht notwendigerweise effizient ausgeführt werden. Deshalb ist die Handhabung bzw. Funktionsfähigkeit der Vorrichtung nicht zufriedenstellend. Da andere Vorrichtungen als die Spachtelvorrichtung ebenfalls häufig verwendet worden sind, bei denen Fußschalter in der Arbeitsumgebung von Dentaltechnikern verwendet wurden, so bergen diese Vorrichtungen zusätzlich in sich die Gefahr, nicht sachgemäß betrieben zu werden.
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Eine weitere Vorrichtung zum bearbeiten von Wachsstücken in Form eines Messers offenbart die
DE 28 56 440 A1 . Dabei weist das Wachsmesser eine in einem Luftstrom angebrachte Klinge auf, wobei die Temperatur der Klinge und/oder des Luftstroms steuerbar ist.
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Ferner wird das sogenannte Konusverfahren beim Anfertigen von Wachsmodellen für künstliche Zähne verwendet. Dies ist ein fortgeschrittenes und sehr empfindliches Verfahren, wobei man einen geschmolzenen Wachsblock erstarren lässt und wie einen Konus hochzieht, während er durch die vorbeiströmende Atmung auf sanfte Weise gekühlt wird, wenn ein Vorderzahn oder der Spitzenabschnitt eines Backenzahns geformt wird. Eine herkömmliche Spachtel vom Brennertyp ist für diesen Vorgang geeignet, da die Spachtel spontan bei einer geeigneten Kühlgeschwindigkeit während des Gebrauchs gekühlt wird. Im Falle der elektrisch geheizten Spachtel ist jedoch erforderlich, dass die Temperatur absichtlich herabgesetzt wird. Zu diesem Zweck hat der Bediener keine Wahl, außer die Stromversorgung zu dem elektrischen Heizelement der Spachtel durch manuelles Bedienen des Steuerpaneels oder des oben erwähnten Fußschalters auszuschalten, indem die Hand des Bedieners oder der Fuß während der Wachsformarbeit bewegt wird. Dieser Vorgang ist für den Bediener schwierig bzw. lästig, da der Bediener eine sehr empfindliche Wachsformarbeit mit beiden Händen durchführt.
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Beschreibung der Erfindung
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Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wachsspachtelvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine empfindliche Temperatureinstellung an einem Spachtelabschnitt durchzuführen, die für die Wachsformarbeit erforderlich ist, und die ebenfalls in der Lage ist, die Temperatur des Spachtelabschnittes rasch und genau durch einen einfachen menschlichen Vorgang zu verringern oder zu erhöhen.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Temperatureinstellung des Spachtelabschnittes und die Steuerung der Stromzufuhr, die für die Einstellung erforderlich ist und die dem elektrischen Heizelement des Spachtelabschnittes zugeführt wird, lediglich durch Bewegen einer Fingerspitze der Hand, die die Spachtel greift, zu erzielen, und dabei den oben erwähnten lästigen Hand- oder Fußvorgang zu eliminieren.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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In der vorliegenden Erfindung ist ein Temperatureinstellschalter des Temperatureinstellmittels an einem Griffabschnitt des Spachtelkörpers angeordnet, und die Temperatur des Spachtelabschnittes wird auf jeglichen voreingestellten Temperaturwert verringert oder erhöht, indem der oben erwähnte Schalter mit einer Fingerspitze betrieben wird.
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Die Spachtelvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung umfasst einen Spachtelkörper, der mit einem Heizabschnitt, der ein elektrisches Heizelement und einen Temperatursensor an dem vorderen Ende des Griffabschnittes beinhaltet, und mit einem Wachsformspachtelabschnitt versehen ist, der in dem Heizabschnitt installiert ist, und eine Temperatursteuerungseinrichtung zum Steuern der Temperatur des Spachtelabschnittes, indem elektrische Energie dem elektrischen Heizelement des Heizabschnittes zugeführt wird und indem die elektrische Energie abhängig von einem Temperatursignal des Temperatursensors des Heizabschnittes gesteuert wird. Die Temperatursteuerungseinrichtung umfasst ein Temperaturvoreinstellungsauswahlmittel, das geeignet ist, eine Mehrzahl von Temperaturpegeln unabhängig auszuwählen, und ein Temperatureinstellmittel, das in der Lage ist, die Temperatur des Spachtelabschnittes auf einen ausgewählten Temperaturpegel einzustellen. Das Temperatureinstellmittel beinhaltet den Temperatureinstellschalter. Indem der Schalter betrieben wird, wird die voreingestellte Temperatur des Spachtelabschnittes auf einen neuen, erwünschten Temperaturwert verringert oder erhöht. Die Temperatursteuerungseinrichtung stellt die Temperatur des Spachtelabschnittes auf einen neuen voreingestellten Temperaturwert rasch ein, indem der Spachtelabschnitt geheizt oder gekühlt wird.
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In der vorliegenden Erfindung ist der Temperatureinstellschalter an dem Griffabschnitt des Spachtelkörpers so angebracht, um mit einer Fingerspitze betrieben werden zu können. Mit dieser Konfiguration kann die Temperatur des Spachtelabschnittes geändert und eingestellt werden, indem der Schalter auf einfache Weise und sehr rasch während der Wachsformarbeit bedient wird.
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Das Temperaturvoreinstellungsauswahlmittel soll einen von zwei, drei oder mehr Temperaturpegeln auswählen. Der Auswahlschalter des Temperaturvoreinstellungsauswahlmittels ist vorzugsweise in der Temperatursteuerungseinrichtung installiert. Mit dieser Konfiguration wird der Auswahlschalter verwendet, um die voreingestellten Temperaturpegel auszuwählen, so dass die Temperatur des Spachtelabschnittes von einem Temperaturpegel auf einen weiteren Temperaturpegel sofort umgeschaltet werden kann. Des Weiteren wird die Einstellung der voreingestellten Temperatur des Spachtelabschnittes auf einen Temperaturpegel, der durch den an dem Griffabschnitt angebrachten Temperatureinstellschalter ausgewählt ist, verändert, um die Temperatur des Spachtelabschnittes einzustellen. Folglich kann der Bediener die Temperatur des Spachtelabschnittes in einem erforderlichen Bereich einstellen, indem er lediglich den Schalter auswählt. Die Effizienz der Arbeit kann so verbessert sein.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1A ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau eines Wachsspachtelkörpers entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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1B ist eine Ansicht, die den Aufbau des Körpers des Griffabschnittes der Wachsspachtel entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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1C ist eine Ansicht, die die Hülle der Wachsspachtel entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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1D ist eine Ansicht, die den Heizabschnitt der Wachsspachtel entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die den Heizabschnitt des Wachsspachtelkörpers entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2B ist eine perspektivische Ansicht, die einen keramischen Isolator zur Verwendung in der Wachsspachtel entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2C ist eine teilweise Querschnittsansicht des keramischen Isolators, gezeigt in 2B;
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3 ist ein Blockdiagramm der Temperatursteuerungseinrichtung der Wachsspachtelvorrichtung entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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4 ist eine äußere Ansicht, die die Wachsspachtelvorrichtung entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Ausführungsform der Erfindung
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Die Wachsspachtelvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung umfasst im Wesentlichen einen Wachsspachtelkörper und eine Temperatursteuerungseinrichtung. Der Wachsspachtelkörper umfasst einen Griffabschnitt, einen Heizabschnitt, der ein elektrisches Heizelement und einen Temperatursensor an dem vorderen Ende des Griffabschnittes unterbringt, und einen Wachsformspachtelabschnitt, der entfernbar an dem Heizabschnitt angebracht ist.
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Zunächst umfasst der Heizabschnitt des Wachsspachtelkörpers eine Metallhülse, die an dem Griffabschnitt angebracht ist, so dass das vordere Ende der Metallhülse von dem Griffabschnitt hervorsteht, sowie einen keramischen Isolator, der in das vordere Ende der Hülse eingepasst ist. Der keramische Isolator kann ein Zylinder mit einer Mehrzahl von kleinen Durchgangslöchern sein, um ein elektrisches Heizelement und einen Temperatursensor zu stützen. Es ist erwünscht, dass das elektrische Heizelement, das vorzugsweise ein elektrischer Heizdraht ist, durch einen oder mehr der kleinen Löchern hindurchgeführt wird und dass der Temperatursensor, der vorzugsweise die Form eines Drahtes aufweist, durch die anderen der kleinen Löcher hindurchgeführt wird. Die Leitungsdrähte des elektrischen Heizdrahtes und die Leitungsdrähte des Temperatursensors werden durch die Metallhülse zum hinteren Ende des Wachsspachtelkörpers geführt und mit einer Temperatursteuerungseinrichtung, wie später beschrieben, verbunden.
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Der keramische Isolator kann ein Sinterteil eines elektrisch isolierenden keramischen Materials mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit sein, wie z. B. Aluminium, Aluminiumnitrit und Siliziumdioxid. Der Isolator kann vorzugsweise vorher in eine Säulenform oder eine zylindrische Form geformt sein. Die oben erwähnten Durchgangslöcher sind parallel zur longitudinalen Richtung der Säule gebildet. Der keramische Isolator ist in das vordere Ende der Metallhülse eingeführt und daran angebracht.
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Der Heizwert des elektrischen Heizelementes sollte nur ungefähr 10 bis 15 Watt betragen, um die Temperatur der Wachsspachtel zu erhöhen. Die Heiztemperatur des elektrischen Heizelements sollte 200°C oder weniger betragen, da die Schmelztemperatur des Wachses gewöhnlich ungefähr 150°C beträgt. Daher können ein Nichromdraht oder andere Widerstanddrähte als das elektrische Heizelement verwendet werden, welche die Form eines Drahtes, Bands oder Streifens aufweisen.
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Ein Thermocouple mit der Form eines Drahtes, wie z. B. ein Alumel-Chromel-Thermocouple (K-Thermocouple) kann als der Temperatursensor verwendet werden. Ein Platinwiderstandsdraht kann ebenfalls als der Temperatursensor verwendet werden.
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Der Spachtelabschnitt ist an dem vorderen Ende der Metallhülse des Heizabschnittes entfernbar angebracht. Dieser Spachtelabschnitt ist aus Metall hergestellt und weist einen zylindrischen Anschluss und einen Wachsformabschnitt auf, der eine erwünschte Form aufweist und mit dem vorderen Ende des Anschlusses integriert ist. Der zylindrische Anschluss ist um die Metallhülse angebracht, die an dem vorderen Ende des Spachtelkörpers angeordnet ist, um den Spachtelabschnitt mit dem Spachtelkörper zu verbinden. Spachtelabschnitte mit verschiedenartigen Formen, wie z. B. einer Nadel, eines Stabs, einer Pfanne, einer Spachtel, eines Messers etc. stehen zur Verfügung, abhängig je nach Art der Wachsform und der Wachsformarbeit. Diese Spachtelabschnitte sind ersetzbar, indem der Anschluss und der Spachtelabschnitt von der Metallhülse während der Wachsformarbeit abgenommen werden.
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Der Griffabschnitt sollte lediglich einen Außendurchmesser und eine Länge aufweisen, so dass er auf einfache Weise mit der Hand des Bedieners gegriffen und betrieben werden kann. Daher kann der Griffabschnitt die Form eines Stiftes, Schaftes oder Rohres aufweisen und ist vorzugsweise aus Plastik oder Gummimaterial hergestellt, um ihm eine thermische Isolierung zu verleihen.
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Wie oben beschrieben ist die Metallhülse, die an ihrem vorderen Ende den Heizabschnitt aufweist, an dem Griffabschnitt angebracht, um so von dem vorderen Ende abzustehen. Zusätzlich ist ein Temperatureinstellschalter für ein Temperatureinstellmittel an dem vorderen Ende des Griffabschnittes angeordnet, um so mit einer Fingerspitze betrieben werden zu können.
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Des Weiteren sind die Leitungsdrähte des elektrischen Heizdrahtes, die Leitungsdrähte des Temperatursensors und die Leitungsdrähte des Temperatureinstellschalters von der Metallhülse des Heizabschnittes durch die Innenseite des Griffabschnittes hindurchgeführt und mit dem Kabel der Temperatursteuerungseinrichtung verbunden.
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Die Temperatursteuerungseinrichtung wird verwendet, um die Temperatur des Heizabschnittes im Voraus oder während des Betriebs einzustellen und elektrische Energie dem Heizelement zuzuführen, und dabei den Heizabschnitt zu erwärmen. Ferner wird die Temperatursteuerungseinrichtung verwendet, um elektrische Energie abhängig von dem Temperatursignal einzustellen, das von dem Temperatursensor erfasst wird, wodurch die Temperatur des Heizelements auf eine voreingestellte Temperatur gesteuert wird.
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Die Temperatursteuerungseinrichtung umfasst ein Temperatureinstellmittel zum Einstellen der Temperatur des Heizabschnittes bei einem einer Mehrzahl von Temperaturpegeln und ein Temperaturvoreinstellungsauswahlmittel zum Auswählen eines voreingestellten Temperatursignals, das von dem Temperatureinstellmittel zugeführt wird. Die Temperatursteuerungseinrichtung umfasst des Weiteren ein Vergleichsmittel zum Vergleichen der ausgewählten Temperaturdaten von dem Auswahlmittel mit den eigentlichen Temperaturdaten von dem Temperatursensor und zum Ausgeben eines Vergleichssignals, und einen elektrischen Energiesteuerabschnitt zum Steuern der elektrischen Energie, die dem elektrischen Heizdraht durch das Vergleichsmittel zugeführt wird.
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In dieser Vorrichtung kann die Temperatur der Spachtelspitze (Spachtelabschnitt) auf zumindest zwei Pegel eingestellt werden, vorzugsweise auf drei oder vier Pegel. Das Temperaturauswahlmittel wählt einen der Temperaturpegel aus und die Temperatursteuerungseinrichtung stellt die Temperatur des Spachtelabschnittes auf eine voreingestellte Temperatur entsprechend dem ausgewähltem Temperaturpegel ein. Auf diese Weise sind mehrere Temperaturpegel, die gewöhnlich für die Wachsformarbeit benötigt werden, erhältlich, und das Temperaturvoreinstellungsauswahlmittel wird, wie benötigt, betrieben. Daher wird die voreingestellte Temperatur entsprechend einem der Temperaturpegel mit der gemessenen Temperatur des Spachtelabschnittes verglichen, und die Temperatur des Spachtelabschnittes kann auf den Temperaturpegel verändert werden.
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Das Temperatureinstellmittel wird verwendet, um die Einstellung der voreingestellten Temperatur entsprechend dem Temperaturpegel, der durch das Temperaturvoreinstellungsauswahlmittel ausgewählt wurde, zu verändern. Jedesmal, wenn die voreingestellte Temperatur verändert wird und durch das Temperatureinstellmittel zurückgesetzt wird, wird die neuerdings voreingestellte Temperatur mit der gemessenen Temperatur des Spachtelabschnittes verglichen, und die Temperatursteuerung wird ausgeführt, so dass die Temperatur des Spachtelabschnittes die neuerdings voreingestellte Temperatur erreicht. Folglich kann die Temperatur des Spachtelabschnittes auf eine erwünschte voreingestellte Temperatur gesteuert werden.
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Diese Temperatursteuerungseinrichtung kann auf verschiedene Arten hergestellt sein, wie z. B. durch analoge Schaltkreise, digitale Schaltkreise, einen Mikrocomputer, der eine numerische Steuerung ausführen kann, etc..
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In dem Fall, dass die Steuerungseinrichtung einen Mikrocomputer verwendet, kann der Mikrocomputer als das Vergleichsmittel verwendet werden, und eine digitale Eingabevorrichtung kann als das Temperatureinstellmittel verwendet werden, das in der Lage ist, voreingestellte Temperaturwerte an den Mikrocomputer einzugeben und anschließend ausgewählte voreingestellte Temperaturdaten in einem Speicher abzuspeichern. Ein gemessenes Temperaturausgabesignal von dem Temperatursensor wird an den Mikrocomputer nach einer A/D-Konvertierung eingegeben und mit voreingestellten Temperaturdaten, falls notwendig, verglichen. Das Vergleichsausgabesignal des Mikrocomputers wird an den Energiesteuerabschnitt ausgegeben. Der Energiesteuerabschnitt steuert die elektrische Energie, die dem elektrischen Heizdraht zugeführt wird, wobei die Temperatur des Heizabschnittes nahe der ausgewählten voreingestellten Temperatur gehalten wird.
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In der Computersteuerung sind eine Mehrzahl von Temperaturpegel gesetzt und in dem Speicher abgespeichert worden, und ein Temperaturwert ist für jeden Pegel voreingestellt worden. Wenn einer der Temperaturpegel durch das Temperaturvoreinstellungsauswahlmittel ausgewählt ist, bezieht sich der Mikroprozessor (CPU) des Computers auf die voreingestellte Temperatur entsprechend dem ausgewählten Temperaturpegel, und vergleicht die voreingestellte Temperatur mit den gemessenen Temperaturdaten. Der Mikroprozessor steuert anschließend den Energiesteuerabschnitt entsprechend den Vergleichsdaten. Der Auswahlschalter (Paneel-Schalter) auf dem Bedienerpaneel der Temperatursteuerungseinrichtung wird gewöhnlich als das Temperaturvoreinstellungsauswahlmittel verwendet.
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Das Temperatureinstellmittel beinhaltet den Temperatureinstellschalter. Jedesmal, wenn die voreingestellte Temperatur entsprechend einem ausgewählten Temperaturpegel durch den Temperatureinstellschalter zurückgesetzt wird, werden die neuerdings voreingestellten Temperaturdaten in den Computer eingegeben und in den Speicher abgespeichert. Zur gleichen Zeit werden die Daten bezogen auf und verglichen mit den gemessenen Temperaturspannungsausgabedaten von dem Temperatursensor, und die elektrische Energie an dem Heizabschnitt wird abhängig von den Vergleichsdaten, wie oben beschrieben, gesteuert. Auf diese Weise kann eine Temperatur des Heizabschnittes, d. h. eine Temperatur des Spachtelabschnittes, sofort nahe der voreingestellten Temperatur erhalten werden. Daher kann der Bediener eine empfindliche Temperatursteuerung, wie erwünscht, durchführen: Folglich kann der Bediener die Temperatur des Heizabschnittes auf die voreingestellte Temperatur entsprechend dem ausgewählten Temperaturpegel ändern, indem ein Temperaturpegel unterschiedlich von dem gegenwärtigen Temperaturpegel durch das Temperaturvoreinstellungsauswahlmittel ausgewählt wird. Ferner kann die voreingestellte Temperatur entsprechend dem Temperaturpegel, wie notwendig, durch Verwendung des Temperatureinstellmittels eingestellt werden. Daher kann die voreingestellte Temperatur entsprechend dem Pegel genau eingestellt werden. Auf diese Weise kann die Temperatur des Spachtelabschnittes genau nacheinander auf einen Temperaturwert geändert werden, der für die Wachsformarbeit benötigt oder am besten geeignet ist.
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Die voreingestellte Temperatur, die durch das Temperatureinstellmittel eingestellt ist, kann kontinuierlich oder in Intervallen von 1°C oder 3°C bis 5°C eingestellt werden.
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In der vorliegenden Erfindung ist der Temperatureinstellschalter des Temperatureinstellmittels an dem Griffabschnitt angeordnet, um so mit einer Fingerspitze bedienbar zu sein. Indem der Temperatureinstellschalter mit einer Fingerspitze betrieben wird, werden die voreingestellten Temperaturdaten des Temperatureinstellmittels geändert und als neue voreingestellte Temperaturdaten nacheinander gespeichert. Daher kann der Bediener eine genaue Einstellung, wie oben beschrieben, durchführen, indem er den Temperatureinstellschalter mit einer Fingerspitze seiner oder ihrer Hand, die den Griffabschnitt hält, bedienen, wie z. B. die Spitze seines oder ihres Zeigefingers.
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In der vorliegenden Erfindung kann die Temperatur des Spachtelabschnittes auf eine Mehrzahl von Temperaturpegeln eingestellt werden. Werden z. B. zwei Pegel verwendet, können der höhere Temperaturpegel des Spachtelabschnittes zu der Zeit, wenn das Wachs mit der Spachtel angehäuft wird (gewöhnlich eine Temperatur, die geringfügig höher als der Schmelzpunkt des Wachses ist) und der geringere Temperaturpegel zu der Zeit, wenn die Oberfläche des Wachses geschmolzen ist (gewöhnlich eine Temperatur, die geringer als die Schmelztemperatur des Wachses ist) als die zwei Temperaturpegel z. B. bestimmt werden. Mit dieser Einstellung kann die Temperatureinstellung, die für die Wachsformarbeit geeignet ist, vollzogen werden, indem die Einstellung des Temperaturauswahlmittels während des Gebrauchs der Spachtelvorrichtung bedient wird. Zusätzlich kann eine feine Temperatureinstellung erzielt werden, indem fein bzw. genau nacheinander die hohen voreingestellten Temperaturpegel unter Verwendung des Temperatureinstellmittels zurückgesetzt werden.
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Ferner kann das Konusverfahren, das verwendet wird, um Wachsmodelle herzustellen, auf einfache Weise durch Verwendung der Spachtelvorrichtung der vorliegenden Erfindung realisiert werden. Der Spachtelabschnitt, der Kontakt mit einem erhobenen Wachskonus macht, um das Formen auszuführen, kann auf einfache Weise durch einfaches Bedienen des Temperatureinstellschalters mit einem Zeigefinger gekühlt werden. Aus diesem Grund ist die Spachtelvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung geeignet für das Konusverfahren.
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Ausführungsform
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4 ist eine externe Ansicht, die eine Wachsspachtelvorrichtung entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese Vorrichtung umfasst einen Spachtelkörper 10 und eine Temperatursteuereinrichtung 70. In dem Spachtelkörper 10 ist der Anschluss 30 eines Spachtelabschnittes 3 um einen Heizabschnitt 12, der an der Spitze des vorderen Endes 13 eines Griffabschnittes 1 angebracht ist, befestigt. In dieser Ausführungsform sind zwei zu verwendende Spachtelkörper 10a und 10b mit der Temperatursteuereinrichtung 70 verbunden.
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1A ist eine äußere Ansicht, die den Spachtelkörper 10 zeigt. Der Griffabschnitt 1 des Spachtelkörpers 10 weist die Form eines Schaftes auf. Eine Metallhülse 2 steht von dem vorderen Ende des Griffabschnittes 1 hervor, um so nahezu koaxial mit diesem angeordnet zu sein. Lediglich ein Kabel 15 für die Leitungsdrähte ist mit dem hinteren Ende des Griffabschnittes 1 verbunden. Der Druckvorgangsabschnitt 80 (810, 820 und 830) eines Temperatureinstellschalters 8 ist an der vorderer Innenseite des Griffabschnittes 1 angeordnet. Der Druckvorgangsabschnitt 80 ist an der Stelle positioniert, wo der Bediener den Temperatureinstellschalter 8 drücken kann, während er den Griffabschnitt mit einer Hand hält.
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Die Metallhülse 2, gezeigt in 1C, die ein geschlossenes vorderes Ende 20 und ein geschlossenes hinteres Ende 21 aufweist, ist durch den Spachtelkörper 10 hindurchgeführt, um so zentral in axialer Richtung desselben positioniert zu sein. Der Heizabschnitt 12 ist in das vordere Ende der Metallhülse 2 eingeführt. In dem Heizabschnitt 12 sind ein elektrisches Heizelement und ein Temperatursensor in einem keramischen Isolator 4 untergebracht, und ihre Führungsdrähte sind in einem soliden, flexiblen Schutzrohr 44 eingeführt, um so, wie in der 1D gezeigt, geschützt zu sein. Das Schutzrohr 44 kann aus einem wärmebeständigen Harz gebildet sein, wie z. B. einem Fluorharz.
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Die Metallhülse 2 ist in den Körper 11 des Griffabschnittes 1 eingeführt und daran angebracht, wie in der 1B gezeigt. Der Körper 11 des Griffabschnittes 1, der eine zylindrische Farm aufweist, ist mit einem Temperatureinstellschalter 8 an seinem äußeren Umfang versehen und weist einen ausgedehnten Abschnitt 13 an seinem vorderen Ende auf. Der äußere Umfang des Körpers 11, der sich hinter dem ausgedehnten Abschnitt 13 befindet, ist mit einer Schutzbedeckung 14 überdeckt, die aus einem weichen rohrförmigen Gummi, wie in 1A gezeigt, gebildet ist.
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Mit Bezug auf 1B umfasst der Temperatureinstellschalter 8 kleine Schalter 88, von den es in dieser Ausführungsform drei gibt, auf einer schmalen Leiterplatte 85, die weich und flexibel ist. Leiterbahnen bzw. Drähte, die auf der Leiterplatte gedruckt sind, bilden einen Schalterschaltkreis, wie später mit Bezug auf 3 beschrieben werden wird. Der Temperatureinstellschalter 8, der auf der Leiterplatte gebildet ist, ist an einem äußeren flachen Abschnitt 11c angebracht, der erhalten wird, indem ein Teil des äußeren Umfangs des Körpers 11 des Griffabschnittes 1 zu einer flachen Fläche ausgebildet ist. Die gedruckten Leitungsdrähte von dem Temperatureinstellschalter 8 verlängern sich entlang dem Auslassabschnitt 851 der Leiterplatte 85 und sind mit den Leitungsdrähten des Kabels 15 an einem Leiterplattenverbindungsabschnitt 852 verbunden.
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Der Körper 11 des Griffabschnittes 1, der den Temperatureinstellschalter 8 beinhaltet, ist mit der oben erwähnten Schutzabdeckung 14 überdeckt, die aus einem weichen Gummi hergestellt ist. Die kleinen Schalter 88 können betrieben werden, indem der Druckvorgangsabschnitt 80 (810, 820 und 830) der Schutzabdeckung direkt oberhalb der kleinen Schalter (81, 82 und 83) des Temperatureinstellschalters 8 gedrückt werden. Markierungen, die den Funktionen der kleinen Schalter 88 entsprechen, sollten sich bevorzugt an dem Druckvorgangsabschnitt 80 (810, 820 und 830) der Schutzabdeckung befinden, um eine bequeme Handhabung zu ermöglichen.
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2A ist eine Querschnittsansicht, die eine vordere Hälfte des Spachtelkörpers 10 zeigt. An dem vorderen Ende des Griffabschnittes 1, der zylindrisch aus einem Harz ausgebildet ist, des Spachtelkörpers 10 steht die Metallhülse 2 hervor, um den wie oben beschriebenen Heizabschnitt zu bilden. Die Metallhülse 2 ist aus einem Rohr gebildet, das z. B. aus Kupfer, Bronze, Aluminium oder rostfreiem Stahl hergestellt ist. Der zylindrische keramische Isolator 4 ist in das vordere Ende der Hülse 2 eingeführt.
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Vier kleine Löcher 41 sind in dem keramischen Isolator 4 gebildet. Der keramische Isolator 4 ist aus einem aluminiumgesinterten Körper gebildet. Ein Nichromdraht, der die Form einer Spirale besitzt und als ein Heizdraht 5 verwendet wird, ist in die zwei kleinen Löcher 41 und 41 unterhalb der vier kleinen Löchern 41 des keramischen Isolators 4 eingeführt. Ferner ist ein Alumel-Chromeldraht, der als Thermocouple 6 des Temperatursensors verwendet wird, in die anderen zwei kleinen Löchern 41 und 41 eingeführt.
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2B ist eine äußere Ansicht, die den zylindrischen keramischen Isolator 4 zeigt. 2C ist eine vertikale Querschnittsansicht entlang einer Ebene, welche die mittleren Achsen der zwei kleinen Löchern 41 und 41, durch welche der Alumel-Chromeldraht hindurchgeführt ist, einschließt. Der Heizdraht 5 ist von dem Griffabschnitt 1 in die zwei kleinen Löcher 41 und 41 in den Isolator 4 eingeführt, und ist an der Endfläche 40 des vorderen Endes des Isolators 4 zurückgefaltet. Das oben erwähnte Thermocouple 6, das in die anderen zwei kleinen Löcher 41 und 41 eingeführt ist, ist ebenfalls auf die gleiche Weise an der Endfläche 40 des vorderen Endes des Isolators 4 zurückgefaltet. In dieser Ausführungsform ist das Thermocouple derart angeordnet, dass sein Verbindungspunkt 60 (Temperaturmesspunkt) an einer nahezu mittleren Position innerhalb des kleinen Lochs 41 in axialer Richtung desselben positioniert ist.
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Der Spachtelabschnitt 3 ist mit dem vorderen Ende der Metallhülse 2 verbunden, die als der Heizabschnitt 12 verwendet wird. Der Spachtelabschnitt 3, der den zylindrischen Anschluss 30, der derart angepasst ist, um die Hülse 2 aufzunehmen und damit in Eingriff zu treten, und einen Wachsformabschnitt 32 mit der Form einer Spachtel oder dergleichen aufweist, ist ein integriertes Teil, das aus Metall, wie z. B. Bronze, hergestellt ist. Schlitze 31 sind in dem Anschluss 30 in horizontaler Richtung bereitgestellt. Der Anschluss 30 ist derart gestaltet, um ausdehnbar um das Äußere der Hülse 2 zu sein und damit elastisch Kontakt zu machen, wodurch die Einführung und das in Eingriff treten gewährleistet wird.
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Des Weiteren, wie in den 2 und 4 gezeigt, sind die Führungsdrähte 51 des Heizdrahtes 5 und die Führungsdrähte 61 des Thermocouples 6 in den hohlförmigen Abschnitt des Griffabschnittes 1 eingeführt. Diese Drähte verlängern sich von dem hinteren Ende des Griffabschnittes 1, verlaufen durch die Innenseite des Kabels 15 und sind mit der Temperatursteuerungseinrichtung 70 verbunden.
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3 ist ein Blockdiagramm des computergesteuerten Temperatursteuerungssystems der Temperatursteuerungseinrichtung 70. Die Temperatursteuerungseinrichtung 70 steuert in diesem Beispiel zwei Spachtelkörper. Das Heizelement 5 des Heizabschnittes 12 eines jeden Spachtelkörpers 10a und 10b ist mit einer DC Stromversorgungsquelle V1 und einer Stromsteuerungseinrichtung 77 (in diesem Beispiel ein Transistor 77) seriell verbunden. Eine CPU 71 steuert die Stromsteuerungseinrichtung 77.
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Wie in 4 gezeigt beinhaltet das Bedienungspaneel bzw. die Bedienungskonsole der Temperatursteuerungseinrichtung 70 einen Auswahlschalter 74, der als das Temperaturvoreinstellungsauswahlmittel verwendet wird, und eine Temperaturvoreinstellungsanzeige 75 zum Anzeigen einer voreingestellten Temperatur. Diese sind mit der CPU 71 verbunden. Das Temperatureinstellmittel kann eine Mehrzahl von Temperaturpegeln einstellen. Die Temperatursteuerungseinrichtung dieser Ausführungsform steuert die Temperatur des Heizabschnittes 12 auf vier Pegel. Mit Bezug auf 4 wird der Auswahlschalter 74, der als das Temperaturvoreinstellungsauswahlmittel verwendet wird, verwendet, um einen Temperaturpegel auszuwählen. Vier Pegelauswahlschalter 741a, 742a, 743a bzw. 744a, die den vier Pegeln entsprechen, sind für den Spachtelkörper 10a bereitgestellt. Auf die gleiche Weise sind vier Pegelauswahlschalter 741b, 742b, 743b bzw. 744b, die den vier Pegeln entsprechen, für den Spachtelkörper 10b bereitgestellt.
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Ferner sind Temperaturvoreinstellungsanzeigen 75a und 75b für den Spachtelkörper 10a bzw. 10b auf dem Bedienungspaneel angeordnet, um die voreingestellten Temperaturen anzuzeigen. Die Temperaturvoreinstellungsanzeige kann direkt eine voreingestellte Temperatur anzeigen oder kann eine relative Temperatur im Bereich von 0 bis 100 Unterteilungen anzeigen, die dadurch erhalten werden, indem die Differenz zwischen der Umgebungstemperatur und der Maximaltemperatur in 100 gleiche Unterteilungen unterteilt wird.
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Der Temperatursensor 6 (das Thermocouple in dieser Ausführungsform) des Heizabschnittes 12 ist mit der CPU 71 über einen Verstärker 76 verbunden. Der Temperatureinstellungsschalter 8, der an dem Griffabschnitt 1 angebracht ist, ist mit dem Temperatureinstellungsabschnitt innerhalb der CPU 71 verbunden. Der Ausgabeanschluss des Verstärkers 76 des Temperatursensors 6 und der Temperatureinstellschalter 8 sind mit der CPU 71 über einen Multiplexer 72 und einen A/D Wandler 73 verbunden.
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Ein Beispiel des Schaltkreises des Temperatureinstellungsschalters 8 ist in 3 gezeigt. In den kleinen Schaltern 81, 82 und 83 des Temperatureinstellungsschalters 8 ist einer der Anschlüsse eines jedes Schalters mit der Erde (neutraler Draht) verbunden. Die anderen Anschlüsse der kleinen Schalter sind miteinander über Widerstände R1 und R2 verbunden, die mit dem Verbindungspunkt eines geerdeten Widerstands R3 und eines Widerstands R4, verbunden mit einer Stromversorgungsquelle V2, verbunden sind und ferner mit dem A/D Wandler 73 über den Multiplexer 72 verbunden sind. Wenn einer der kleinen Schalter 81, 82 und 83 geschlossen ist, wird ein Potential, das dadurch erhalten wird, indem V2 durch das Verhältnis des Widerstandswertes des Widerstands R4 und des kombinierten Widerstandswertes der anderen Widerstände, abhängig von dem Schaltvorgang, geteilt wird, in den A/D Wandler 73 eingegeben. Folglich wird ein digitalisiertes Signal in die CPU eingegeben und der geschlossene Schalter ist identifiziert. Da lediglich zwei Leitungsdrähte verwendet werden, ist dieser Schaltkreis vorteilhaft in einem Fall, wo die Schalter zusammen mit den Widerständen auf der innerhalb des Spachtelkörpers einzugliedernden Leiterplatte befestigt sind. In dieser Ausführungsform wird der kleine Schalter 81 verwendet, um die Temperatur des Spachtelabschnittes zu erhöhen, der kleine Schalter 82 wird verwendet, um den Heizvorgang abzuschalten, und der kleine Schalter 83 wird verwendet, um die Temperatur herabzusetzen. Mit dieser Konfiguration kann die gegenwärtige voreingestellte Temperatur auf eine höhere oder eine geringere Temperatur geändert werden, indem der kleine Schalter 81 oder 83 bedient wird.
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Wenn einer der Pegel 1 bis 4 ausgewählt ist, indem die entsprechenden Auswahlschalter 74 bedient werden, so steuert die CPU 71 die Stromsteuereinrichtung 77 (schaltet den stromsteuernden Transistor 77 ein), um das Heizelement 5 des Heizabschnittes 12 mit Energie zu beaufschlagen, so dass die Temperatur auf den ausgewählten, voreingestellten Temperaturpegel erhöht wird. Die Ausgabe des Temperatursensors 6 (die elektromotorische Kraft des Thermocouples), der in der Nähe des Heizelements 5 innerhalb des Heizabschnittes 12 angeordnet ist, wird durch den Verstärker 76 verstärkt. Die Ausgabe wird anschließend digitalisiert, an die CPU 71 eingegeben und in ein Temperatursignal umgewandelt. Das Temperatursignal wird anschließend mit dem spezifischen Temperaturwert verglichen, der aus den voreingestellten Temperaturpegeln ausgewählt ist. Ein Vergleichssignal wird erhalten und das Vergleichssignal steuert die Stromsteuerungseinrichtung 77, so dass die Temperatur bei der voreingestellten Temperatur oder in der Nähe derselben gehalten wird. Wird ein anderer Temperaturvoreinstellungsauswahlschalter des Auswahlschalters 74 gedrückt, wird die Temperatur des Heizabschnittes 12 auf die voreingestellte Temperatur entsprechend dem Auswahlschalter geändert.
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Wenn erwünscht ist, die Einstellung der gegenwärtigen voreingestellten Temperatur auf die Einstellung einer weiteren voreingestellten Temperatur zu ändern, drückt der Bediener den Temperaturanstiegsschalter 81 oder den Temperaturabsenkschalter 83 des Temperatureinstellschalters 8, der an dem Griffabschnitt des Spachtelkörpers bereitgestellt ist, um die gegenwärtige voreingestellte Temperatur zu erhöhen oder zu erniedrigen, während der Pegelauswahlschalter, der ausgewählt worden ist, gegenwärtig ausgewählt bleibt. Die wie oben beschriebene voreingestellte Temperatur wird an der Anzeige 75 angezeigt. Während der Bediener die Temperaturanzeige an dem Anzeiger beobachtet, drückt er den Temperaturanstiegsschalter 81 oder den Temperaturabsenkschalter 83 des Temperatureinstellschalters 8, um die erwünschte Temperatur zu erhalten. Nachdem die Einstellung der voreingestellten Temperatur auf die neue voreingestellte Temperatur, wie oben beschrieben, geändert ist, vergleicht die CPU die neue voreingestellte Temperatur mit der eigentlichen Temperatur, die von dem Temperatursensor 6 gemessen wird, und führt eine Temperatursteuerung durch Steuerung der Temperatursteuerungseinrichtung 77, so dass die eigentliche Temperatur die neue voreingestellte Temperatur sofort erreicht. Das einstellbare Intervall des voreingestellten Temperaturpegels sollte vorzugsweise 1°C oder 3°C bis 5°C, wie notwendig, betragen.
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Selbst während der Wachsformarbeit kann der Bediener auf einfache Weise den Temperatureinstellschalter 8 bedienen, indem er einfach den Temperaturanstiegsschalter 81 oder den Temperaturabsenkschalter 83 des Temperatureinstellschalters 8 mit der Fingerspitze der Hand, welche die Spachtel hält, drückt. Nachdem die Einstellung abgeschlossen ist, wird die eigentliche Temperatur des Heizabschnittes 12 bei der neu voreingestellten Temperatur sofort gehalten. Aus diesem Grund kann der Bediener die Spachtelarbeit fortsetzen. Folglich kann der Bediener die Temperatur sofort genau auf die Temperatur einstellen, die für den nächsten Vorgang geeignet ist, während der oben erwähnte komplizierte Vorgang fortgesetzt wird.
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Jeder der Auswahlschalter sollte bevorzugt mit einer Anzeigelampe versehen sein, um den gegenwärtigen Temperaturpegel anzuzeigen.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann die voreingestellte Temperatur für den Spachtelabschnitt des Wachsspachtelkörpers sofort auf zwei oder mehr Temperaturpegel geändert werden. Daher kann die Temperatur während der Wachsformarbeit auf einfache Weise eingestellt werden. Ferner kann die Temperatur auf einfache Weise sofort auf eine Mehrzahl von Temperaturpegeln geändert werden, die für das entsprechende Wachsformverfahren erforderlich sind. insbesondere kann die voreingestellte Temperatur bei jedem Temperaturpegel, wie erwünscht, durch das Temperatureinstellmittel eingestellt werden. Zusätzlich kann die Einstellung zum Ändern oder Halten der Temperatur während des Gebrauchs und der Temperatur, während die Vorrichtung nicht gebraucht wird, auf einfache Weise durchgeführt werden. Die Wachsformarbeit kann so effizient ausgeführt werden.
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Da der Temperatureinstellschalter an dem Griffabschnitt des Spachtelkörpers angeordnet ist, kann des Weiteren gemäß der vorliegenden Erfindung die voreingestellte Temperatur sofort während der komplizierten Wachsformarbeit auf einfache Weise geändert werden, und die Effizienz der Wachsformarbeit kann beachtlich erhöht sein.
