DE1019798B

DE1019798B - Circuit arrangement for controlling the universal motor of a dental drill

Info

Publication number: DE1019798B
Application number: DES51060A
Authority: DE
Inventors: Hans Dohlus
Original assignee: Siemens Reiniger Werke AG
Current assignee: Siemens Reiniger Werke AG
Priority date: 1956-10-29
Filing date: 1956-10-29
Publication date: 1957-11-21

Description

Schaltungsanordnung zur Steuerung des Universalmotors einer zahnärztlichen Bohrmaschine Zur Steuerung des Antriebsmotor einer zahnärztlichen Bohrmaschine sind bisher Regelwiderstände benutzt worden. Diese Regelwiderstände haben einen wesentlichen Teil des Betriebsstromes aufzunehmen und erfordern daher Abmessungen, die ihrer Unterb ringung unerwünschte Beschränkungen auferlegen. Circuit arrangement for controlling the universal motor of a dental Drill To control the drive motor of a dental drill so far rheostats have been used. These rheostats have an essential one Accept part of the operating current and therefore require dimensions that of their Restricting impose unwanted restrictions.

Meist wird der Ohmwert dieser Widerstände durch einen Fußschalter in Stufen geändert. Entsprechend läßt sich dann auch die Drehzahl des Motors nur in Stufen steuern. Diese Art der Steuerung wird mit zunehmender Verfeinerung der Präparationstechnik immer mehr als unbefriedigend empfunden.Usually the ohmic value of these resistors is determined by a foot switch changed in stages. Correspondingly, the speed of the motor can then only be control in stages. This type of control becomes more sophisticated as the Preparation technique is increasingly felt to be unsatisfactory.

Gemäß der Erfindung soll die Steuerung des Universalmotors (Reihenschlußmotor) durch einen Magnetverstärker in der Weise erfolgen, daß die leistungswidklung des Magnetverstärkers einer der Widdungen (Ankerwiddung, Feldwicklung) des Motors parallel geschaltet ist. According to the invention, the control of the universal motor (series motor) by means of a magnetic amplifier in such a way that the power output of the Magnetic amplifier one of the windings (armature winding, field winding) of the motor in parallel is switched.

Magnetische Verstärker sind zwar schon mehrfach auch zur Steuerung von Motoren eingesetzt worden. Magnetic amplifiers have also been used for control several times been used by engines.

Wegen des schaltungstechnischen Aufwandes, den eine derartige Steuerung erfordert, lohnt sich dieses Verfahren aber nur bei größeren Anlagen oder bei komplizierten Apparaturen. Ein derartiger Aufwand erscheint aber für den unberfahrenen Fachmann nicht für die Steuerung eines so einfachen Gebildes wie den Universalmotor einer zahnärztlichen Bohrmaschine gerechtfertigt zu sein. Für dieses Anwendungsgebiet wird der Einsatz eines Magnetverstärkers erst durch die der Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis sinnvoll. Durch Parallelschaltung der Leistungswicklung des Magnetverstärkers zur Feldwicklung läßt sich eine Erhöhung des Drehzahlbereichs des Motors erzielen, die bei einem Motor üblicher Bauart etwa 50°/o betragen kann. Dieser Drehzahlgewinn wird dabei ohne eine wesentliche Schmälerung des vom Motor abgegebenen Drehmoments erzielt, d. h., auch bei Belastnd des Motors durch den betriebenen. Bohrer sinkt die erhöhte Drehzahl nicht übermäßig ab. Schaltet man die leistungswichklung des Magnetverstärkers mit der Ankerwiclung des Universalmotors parallel, so ergibt sich eine Erweiterung des Drehzablbereichs nach nuten, und zwar lassen sich diese erniedrigten Drehzahlen ebenfalls noch bei einem für die Präparationsteehnik erforderlichen Drehmoment erzielen.Because of the circuit complexity that such a control requires, this process is only worthwhile for larger systems or for complex ones Apparatus. Such an effort would appear to the inexperienced expert not for the control of such a simple structure as the universal motor one dental drill to be justified. For this area of application the use of a magnetic amplifier only becomes possible through the one on which the invention is based Knowledge makes sense. By connecting the power winding of the magnetic amplifier in parallel an increase in the speed range of the motor can be achieved for field winding, which can amount to about 50% in a motor of conventional design. This speed gain is without a significant reduction in the torque delivered by the engine achieved, d. that is, even when the engine is loaded by the operated. Drill sinks the increased speed does not decrease excessively. If you switch on the performance of the Magnetic amplifier in parallel with the armature winding of the universal motor, this results an expansion of the Drehzablbereich after grooves, and this can be lowered Speeds also with a torque required for the preparation technology achieve.

Durch die nach der Erfindung ermöglichte Drehzahlbereichserweiterung eines üblichen Universalmotors ohen Änderung seiner Konstruktrion oder Betriebsspannung läßt sich einer von zahnärztlicher Seite mit dem Fortschritt der Präparationstechnik zunehmend rehobenen Forderung mit technisch einfachen Mitteln gerecht werden. The speed range expansion made possible according to the invention of a standard universal motor without changing its design or operating voltage can one of the dental side with the progress of the preparation technique increasingly met demand with technically simple means.

Darüber und über den Vorteil der kontinuierlichen Regelung hinaus bringt der Erfindungsgegenstand noch weitere Vorteile. Der für die Steuerwicklungen des Magnetverstärkers erforderliche Strom beträgt nur einige Milliampere. Zur Steuerung dieses Stromes ist daher nur ein sehr kleiner Steuerwiderstand erforderlich, der jetzt ohne Rücksicht auf seinen Raumbedarf an der für die Handhabung der Drehzahlregelung des Bohrers geeignetsten Stelle, z. B. im Handstück des Bohrers, untergebracht werden kann. Da im Steuerkreis des Magnetverstärkers nur geringe Spannungen zu herrschen bra, uchen, entfallen besondere Isolationssehwierigkeiten hinsichtlich der vom Zahnarzt zu berührenden Bedienungselemente. In addition and beyond the advantage of continuous control brings the subject matter of the invention even more advantages. The one for the control windings The current required by the magnetic amplifier is only a few milliamperes. For controlling this current is therefore only a very small control resistor required, the now regardless of its space requirements for handling the speed control the most suitable point of the drill, e.g. B. in the handpiece of the drill can. Since there are only low voltages in the control circuit of the magnetic amplifier special isolation problems with regard to the dentist are eliminated operating elements to be touched.

Unter Bezugnahme auf die Figur soll die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung an einem Ausführungsb ei spiel nachfolgend erläutert werden. With reference to the figure, the circuit arrangement according to the invention are explained below using an exemplary embodiment.

An eine Wechselspannungsquelle 1 ist über den Schalter 2 ein Universalmotor (Reihensehlußmoto'r) anschaltbar, dessen Feldwicklung durch das Schaltungssymbol 3 und dessen Ankerwicklung durch das Scaluntssymbol 4 versinnbildlicht ist. Parallel zur Feldwieklung 3 sind die Leistungsweicklungen 5, 6 eines Magnetverstärkers geschaltet, mit denen in an sich bekannter Weise Gleichrichter 7, 8 in Reihe geschaltet sind. Die Steuerwieldung 9 des Magnetverstärkers ist an ein Regelpotentiometer 11 geschaltet, das von einer Gelichspannungsquelle 12 gespeist wird. A universal motor is connected to an alternating voltage source 1 via switch 2 (Reihensehlußmoto'r) can be switched on, the field winding of which is indicated by the circuit symbol 3 and its armature winding is symbolized by the Scalunt symbol 4. Parallel The power windings 5, 6 of a magnetic amplifier are connected for field intensity 3, with which rectifiers 7, 8 are connected in series in a manner known per se. The control circuit 9 of the magnetic amplifier is connected to a control potentiometer 11, which is fed by a DC voltage source 12.

Eine zweite Steuerweicklung 10 des Magnetverstärkers deint dazu, den Arbeitspukt auf der Regelkennlinie des Magnetverstärkers festzulegen und ist zu diesem Zweck über einen Regelwiderstand 13 an eine Gleichspannungsquelle 14 gelegt.A second Steuerweicklung 10 of the magnetic amplifier means to the Set the work point on the control characteristic of the magnetic amplifier and is closed this is applied to a DC voltage source 14 via a regulating resistor 13.

Durch die beschriebene Schaltungsanordnung gelingt es, die Maximaldrehzahl eines Bohrmaschinenmotors üblicher Bauart ohne Änderung der Betriebsspannung der Wechselstromquelle 1 zu verdoppeln, z. B. von 15000 Umdrehungen pro Minute (U/min) auf 30000 U/min zu bringen. Druch Regelung am Potentiometer 11 läßt sich dann im Beispielsfall die Drehzahl des Motors in den Grenzen 15000 und 30000 Ulmin einstellen. Der Drehzahlbereich unterhalb des unteren. Grenzwertes der beschriebenen Schaltungsanordnung mit parallel zur Feldwichlung 3 angeschlossenem Magnetverstärker wird zugänglich, wenn man; die Leistungswicklungen 5, 6 mit Hilfe des Umsehalters 15 der Ankerwicklung 4 parallel schaltet. The circuit arrangement described makes it possible to achieve the maximum speed a drill motor of conventional design without changing the operating voltage of the Double AC power source 1, z. B. of 15000 revolutions per minute (r / min) to bring to 30000 r / min. Controlled by potentiometer 11 In the example, the speed of the motor can then be within the limits of 15000 and Set 30000 Ulmin. The speed range below the lower. Limit value of described circuit arrangement with parallel to Feldwichlung 3 connected Magnetic amplifier becomes accessible when one; the power windings 5, 6 with the help of the switchover switch 15 of the armature winding 4 switches in parallel.

Auf diese Weise läßt sich die untere Grenze des pral<-tisch nutzbaren Drehzahlbereichs des Motors noch wesentlich unter die Grenze des nach dem bekannten Verfahren gesteuerten Motors schieben, im Beisplielsfall von 1000 auf 200 Ulmin. Durch die beschriebenen Sehaltungsmaßnahmen läßt sich somit der Drehzahlbereich eines Bohrmasehinenmotors, der bei einem Motor üblicher Bauart z. B. den Bereich von 1000 bis 15000 Ulmin umfaßt, auf den Bereich von 200 bis 30000 Ulmin erweitern.In this way the lower limit of the pral <-table can be used The engine speed range is still significantly below the limit of the known Move the process controlled motor, in the example from 1000 to 200 Ulmin. The speed range can thus be determined by the described postural measures a Bohrmasehinenmotor, which in an engine of conventional design z. B. the area from 1,000 to 15,000 ulmin, expand to the range from 200 to 30,000 ulmin.

Der Umschalter 15 kann zweckmäßig mit dem Regelpotentiometer 11 in der Weise gekoppelt sein, daß der verschiebbare Regelabgriff 16 in seiner unteren bzw. oberen Grenzstelung den Umschalter 15 umlegt. The switch 15 can expediently with the control potentiometer 11 in be coupled in such a way that the displaceable control tap 16 in its lower or upper limit position the switch 15 flips.

Zur Speisung der Steuerkreise des Magneteverstärkers rechen Gleichspannungsquellen von etwa 4 bis 6 V Klemmenspannung aus. Vorzugsweise finden Wechselspannungs-Gleiehrichteranordnungen Verwendung, die gegenüber Trockenbatterien den. Vorteil der Wartungsfreiheit haben. DC voltage sources are used to feed the control circuits of the magnetic amplifier from about 4 to 6 V terminal voltage. AC rectifier arrangements are preferred Use that compared to dry cell batteries. Have the advantage of being maintenance-free.

Der kleinen Steuerspannung entsprechend kann auch das Regelpotentiometer 11 sehr klein ausgebildet sein. Es kann daher an der für die Handhabung der Drehzahlregelung des Bohrers geeignetsten Stelle untergebracht werden, z. B. im Handstück des Bohrers, wie dies in. der Figur durch eine gestrichelte Umrißlinie 17 angedeutet ist. Dieselben, Gesichtspunkte gelten auch für den Regelwiderstand 13, haben hier jedoch weniger Bedeutung, da der Widerstand 13 nur zur einmaligen Einstellung des Arbeitspunktes des magnetverstärkers benutzt wird. The control potentiometer can also use the small control voltage 11 made very small be. It can therefore be at the fore for handling the speed control the most suitable location of the drill, z. B. in the handpiece of the drill, as indicated in the figure by a dashed outline 17. The same Aspects also apply to the rheostat 13, but have less here Significance, since the resistor 13 is only used to set the operating point once of the magnetic amplifier is used.

PATENTANSPRX5CHE 1. Schaltungsnordnung zur Steurung des niverslmotors (Rihenschlußmotor) einer zahnärztlicehen Bohrmaschine, gekennzeichnet durch einen Mangetversärker, dessen leistungswiecklung einer der Wicklungen (ankerwicklung, Feldwicklung) des Motors parallel geschaltet ist. PATENT CLAIMS 1. Circuit arrangement for controlling the niversl motor (Rihenschlußmotor) a dental drill, characterized by a Magnetic booster whose power winding is one of the windings (armature winding, Field winding) of the motor is connected in parallel.

Claims

2. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the power winding of the magnetic amplifier, preferably when a speed control element is actuated automatically, switchable in parallel with the armature or field winding of the motor is.

3. Dental drill with a circuit arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that the setting member for the speed of the drill, e.g. B. arranged in the circuit of the control winding of the magnetic amplifier Control potentiometer, is arranged in the handpiece of the drill.