DE10259798A1

DE10259798A1 - Device for the controlled heating of media in a dental handpiece

Info

Publication number: DE10259798A1
Application number: DE10259798A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Schmid; Gerd Löhn; Franz Liebhardt; Hubert Mösslang
Original assignee: Kaltenbach and Voigt GmbH
Current assignee: Kaltenbach and Voigt GmbH
Priority date: 2002-08-16
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2004-02-26
Also published as: DE50311570D1; ATE432668T1

Abstract

Eine Vorrichtung zum geregelten Erwärmen von Medien in einem zahnärztlichen Handstück (1) weist zumindest eine über einen Schalter (32) zu öffnende Medienleitung (10), ein der Medienleitung (10) zugeordnetes Heizelement (12, 31), einen die Temperatur des Mediums erfassenden Temperatursensor (13, 34) sowie eine Regelschaltung (33) auf, welche mit dem Sensor (13, 34) verbunden ist und das Heizelement (12, 31) in Abhängigkeit von den Sensorsignalen ansteuert. Nach einem Betätigen des Schalters (32) wird das Heizelement (12, 31) für einen kurzen Zeitraum unabhängig von dem Ausgangssignal der Regelschaltung (33) bei einer vorgegebenen Heizleistung betrieben, um das Medium möglichst schnell auf die erforderliche Temperatur zu erwärmen.A device for the controlled heating of media in a dental handpiece (1) has at least one media line (10) that can be opened via a switch (32), a heating element (12, 31) assigned to the media line (10) and a temperature element that detects the temperature of the medium Temperature sensor (13, 34) and a control circuit (33) which is connected to the sensor (13, 34) and controls the heating element (12, 31) as a function of the sensor signals. After the switch (32) has been actuated, the heating element (12, 31) is operated for a short time regardless of the output signal of the control circuit (33) at a predetermined heating output in order to heat the medium to the required temperature as quickly as possible.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum geregelten Erwärmen von Medien in einem zahnärztlichen Handstück, insbesondere einem zahnärztlichem Spritzhandstück.The present invention relates to a device for the controlled heating of media in a dental Handpiece, especially a dental one Spray handpiece.

Spritzhandstücke werden an zahnärztlichen Behandlungsplätzen zu verschiedenen Zwecken eingesetzt, beispielsweise zum Ausblasen von Behandlungsstellen im Mund des Patienten oder für Spülungen. Dabei bieten Spritzhandstücke in der Regel auch die Möglichkeit, ein Wasser-Luft-Gemisch in Form eines Sprays zum Kühlen oder Reinigen von Behandlungsstellen abzugeben. Zu diesem Zweck weist das Handstück eine Düse auf, über die Wasser, Luft oder Wasser und Luft gleichzeitig abgegeben werden. Beide Medien sollten dabei in etwa auf Körpertemperatur erwärmt werden, um bei dem Patienten, in dessen Mundraum sie eingesetzt werden, keine Reflexe oder Abwehrreaktionen hervorzurufen. Üblicherweise kann die Heizung der einzelnen Medien auch abgeschaltet werden, um bewusst kalte Medien zuzuführen und damit beispielsweise nach bestimmten Behandlungen Reflexe des Patienten zu testen.Spray handpieces are closed at dental treatment stations used for various purposes, for example for blowing out Treatment sites in the patient's mouth or for douching. Spray handpieces in the Rule also the possibility a water-air mixture in the form of a spray for cooling or Hand in cleaning of treatment sites. For this purpose points the handpiece a nozzle on, over the water, air or water and air are released simultaneously. Both media should be heated to about body temperature to the patient in whose mouth they are used no reflexes or defensive reactions. Usually the heating of the individual media can also be switched off, to deliberately feed cold media and thus, for example, after certain treatments reflexes of the To test patients.

Um die von dem Spritzhandstück abgegebenen Medien auf eine möglichst gleichbleibende Temperatur zu erwärmen, ist aus der EP 0 525 443 A 1 bekannt, die Heizleistung dem Medienverbrauch anzupassen. Hierzu wird die den Heizelementen zugeführte Leistung mit Hilfe einer Impulspaketsteuerung, welche ein im Heizstromkreis liegendes und von einem Stellglied betätigbares Schaltelement umfasst, zwischen einer Untergrenze, die einer abgeschalteten Heizung entspricht, und einer maximalen Heizleistung variiert. Die Möglichkeit der Änderung der Heizleistung besteht auch bei einem aus der DE 195 48 444C1 bekannten Handstück. Hier wird in Abhängigkeit von der Durchflussmenge des abgegebenen Mediums mit Hilfe einer in einem Steuerbaustein abgelegten Kennlinie eine elektrisch verarbeitbare Größe abgeleitet, die einer erforderlichen Heizleistung zum Erreichen der gewünschten Medientemperatur entspricht.In order to heat the media dispensed by the spray handpiece to a temperature that is as constant as possible, the EP 0 525 443 A 1 known to adjust the heating power to the media consumption. For this purpose, the power supplied to the heating elements is varied between a lower limit, which corresponds to a switched-off heating, and a maximum heating power with the aid of a pulse packet control, which comprises a switching element located in the heating circuit and actuatable by an actuator. The possibility of changing the heating output also exists for one of the DE 195 48 444C1 known handpiece. Depending on the flow rate of the medium dispensed, an electrically processable quantity is derived using a characteristic curve stored in a control module, which quantity corresponds to a heating power required to reach the desired medium temperature.

Da bei dem aus der DE 195 48 444 C 1 bekannten Handstück die zum Erreichen einer gewünschten Temperatur erforderliche Heizleistung mit Hilfe der vorgegebenen Kennlinie bestimmt wird, können äußere Einflüsse, wie beispielsweise eine Temperaturänderung des von einem Ausgangsreservoir zur Verfügung gestellten Mediums nicht mehr berücksichtigt werden. Somit werden zwar aufwendige Maßnahmen zur genauen Temperaturregelung vermieden, allerdings. wird hierdurch eine gewisse Ungenauigkeit in der letztendlich erzielten Temperatur des abgegebenen Mediums in Kauf genommen.Since the one from the DE 195 48 444 C 1 known handpiece, the heating power required to achieve a desired temperature is determined with the aid of the predetermined characteristic curve, external influences, such as a change in temperature of the medium made available by an output reservoir, can no longer be taken into account. Complex measures for precise temperature control are thus avoided, however. a certain inaccuracy in the ultimately achieved temperature of the medium dispensed is accepted.

Um die Temperatur des Mediums möglichst exakt einzustellen, sind bei einem aus der DE 39 01 198 A1 bekannten Handstück Temperatursensoren vorgesehen, die innerhalb des Handstücks und damit sehr nahe an der Ausgangsdüse angeordnet sind. Diese Temperatursensoren sind mit Regeleinheiten, die ebenfalls in dem Handstück untergebracht sind, verbunden, wobei die Regeleinheiten in Abhängigkeit von den Sensorsignalen die Heizelemente ansteuern. Mit Hilfe dieses Regelkreises kann somit die Temperatur der abgegebenen Medien sehr exakt eingestellt werden. Da die Temperatursensoren ferner nahe an der Abgabedüse des Handstücks angeordnet sind, kann ein Abkühlen der Medien auf dem Weg von dem Heizelement zur Düse ebenfalls berücksichtigt werden.In order to set the temperature of the medium as precisely as possible, one of the DE 39 01 198 A1 known handpiece temperature sensors are provided, which are arranged within the handpiece and thus very close to the output nozzle. These temperature sensors are connected to control units, which are also housed in the handpiece, the control units actuating the heating elements as a function of the sensor signals. With the help of this control loop, the temperature of the dispensed media can be set very precisely. Since the temperature sensors are also arranged close to the dispensing nozzle of the handpiece, cooling of the media on the way from the heating element to the nozzle can also be taken into account.

Die Verwendung eines Regelkreises für die Medienheizung ermöglicht somit eine sehr präzise Einstellung der Medientemperatur, da die Regelung allerdings gewisse Verzögerungseffekte mit sich bringt, verlängert sich der Zeitraum, bis nach dem Einschalten von Luft und/oder Wasser die gewünschte Endtemperatur für die beiden Medien erreicht wird. Darüber hinaus wird der Energieverbrauch bei einer gleichzeitigen Temperaturregelung beider Medien erhöht.The use of a control loop for media heating allows therefore a very precise setting the media temperature, since the control has certain delay effects entails extended the period of time until after switching on air and / or water the desired Final temperature for the two media is reached. In addition, energy consumption increased with simultaneous temperature control of both media.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisher bekannten Vorrichtungen zum Heizen der Medien in einem zahnärztlichen Handstück derart zu verbessern, dass nach einem Einschalten der Medien diese möglichst schnell auf die gewünschte Solltemperatur erwärmt werden.The present invention lies the task, the previously known devices for heating of the media in a dental handpiece to improve such that after switching on the media this preferably quickly to the desired one Set temperature warmed become.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Die Vorrichtung weist zunächst zumindest eine über einen Schalter zu öffnende Medienleitung, ein der Medienleitung zugeordnetes Heizelement, einen die Temperatur des Mediums erfassenden Temperatursensor sowie eine Regelschaltung auf. Die Regelschaltung ist dabei mit dem Temperatursensor verbunden und steuert das Heizelement in Abhängigkeit von den Sensorsignalen an, wie dies bereits aus der DE 39 01 198 A1 bekannt ist.This object is achieved by a device which has the features of claim 1. The device initially has at least one media line that can be opened via a switch, a heating element assigned to the media line, a temperature sensor that detects the temperature of the medium, and a control circuit. The control circuit is connected to the temperature sensor and controls the heating element as a function of the sensor signals, as is already the case with the DE 39 01 198 A1 is known.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, dass das Heizelement nach einem Betätigen des Schalters für einen kurzen Zeitraum unabhängig von dem Ausgangssignal der Regelschaltung bei einer vorgegebenen Heizleistung betrieben wird. Die Heizung wird hierdurch unabhängig von dem Ausgangssignal der Regelschaltung auf jeden Fall kurz eingeschaltet, wobei durch das Unterdrücken der Regelung im Anfangsstadium das an der Ausgangsdüse austretende Medium in kürzester Zeit auf die gewünschte Solltemperatur geheizt wird.The solution according to the invention is that Heating element after actuation the switch for a short period of time independently from the output signal of the control circuit at a predetermined Heating power is operated. This makes the heating independent of the output signal of the control circuit is briefly switched on in any case, being by suppressing the control in the initial stage that which emerges at the outlet nozzle Medium in shortest Time to the desired one Target temperature is heated.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Energieverbrauch der Medienheizung möglichst gering zu halten.Another task of the present Invention is the energy consumption of the media heater preferably to keep low.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass bei einer Vorrichtung zum geregelten Erwärmen von Luft und Wasser in einem zahnärztlichen Handstück bei einem gleichzeitigen Betätigen der Schalter für Luft und für Wasser das Heizelement für die Luft-Medienleitung abgeschaltet wird. Bei einem Spraybetrieb des Handstücks wird somit ausschließlich das Wasser erwärmt, während auf die zusätzliche Erwärmung der Luft verzichtet wird, um nicht unnötig Energie zu verbrauchen. Das Abschalten der Luftheizung wirkt sich dabei auf die Temperatur des Sprays nur unwesentlich aus, da diese ohnehin nahezu vollständig von der Wassertemperatur bestimmt wird.According to a second aspect of the present The invention solves this problem in that, in a device for the controlled heating of air and water in a dental handpiece while the switches for air and water are operated simultaneously, the heating element for the air-media line is switched off. When the handpiece is sprayed, only the water is heated, while the additional heating of the air is dispensed with in order not to consume energy unnecessarily. Switching off the air heating has only an insignificant effect on the temperature of the spray, since this is almost completely determined by the water temperature anyway.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Developments of the invention are Subject of the subclaims.

So ist der Zeitraum für die oben beschriebene Unterdrückung der Heizungsregelung vorzugsweise von dem Einschaltintervall des Schalters für die Medienleitung abhängig. Dies kann für den Fall, dass die Regelschaltung zum Betreiben des Heizelementes mit Hilfe eines Transistors einen Optotriac schaltet, der wiederum einen Leistungstriac für den Heizstrom des Heizelementes schaltet, dadurch erreicht werden, dass an den Basisanschluss des Transistors ein RC-Glied angeschlossen ist, welches nach dem Betätigen des Schalters das Ausgangssignal der Regelschaltung für einen kurzen Zeitraum unterdrückt. Der Entladewiderstand für den Kondensator des RC-Glieds sorgt nun dafür, dass die Unterdrückungszeit der Regelung vom Einschaltintervall des Schalters abhängig gemacht wird. Der Zeitraum, für den die Regelung unterdrückt wird, beträgt dabei vorzugsweise ca. eine Sekunde, wobei diese Unterdrückung der Regelung vorzugsweise ausschließlich für die Heizung der Luft vorgesehen ist.So the period is for the above described oppression the heating control preferably from the switch-on interval of Switch for the Media line dependent. This can be for the case that the control circuit for operating the heating element with the help of a transistor switches an optotriac, which in turn a performance triac for switches the heating current of the heating element, that an RC element is connected to the base connection of the transistor which is after pressing of the switch the output signal of the control circuit for one suppressed for a short period of time. The discharge resistor for the capacitor of the RC element now ensures that the suppression time control is made dependent on the switch-on interval becomes. The period for which the regulation suppressed will be preferably about one second, this suppression of Regulation preferably exclusively for the Air heating is provided.

Die Temperatursensoren sowie die weiteren elektronischen Komponenten der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung sind vorzugsweise vollständig in dem zahnärztlichen Handstück angeordnet, um die sich durch die Temperaturregelung bietenden Vorteile vollständig ausnutzen zu können.The temperature sensors as well as the further electronic components of the heating device according to the invention are preferably complete in the dental handpiece arranged to take advantage of temperature control Completely to be able to exploit.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die in den elektronischen Komponenten der Heizvorrichtung, insbesondere an den Leistungstriacs zum Ansteuern der Heizelemente auftretende Verlustleistung. Um diese zu minimieren kann die an dem Leistungstriac für die Wasserheizung auftretende Verlustwärme direkt an das zu erwärmende Wasser zurückgeführt werden. Die Rückführung erfolgt mit Hilfe eines Wärmetauscherelements, das an die Wasserleitung angeschlossen und mit dem Leistungstriac thermisch gekoppelt ist. Hierdurch wird zum einen die Energieausnutzung der Medienheizung optimiert, zum anderen wird die Wärmeabfuhr von dem Leistungstriac verbessert und damit eine unerwünschte Erwärmung des Handstücks verhindert.Another aspect of the present Invention relates to the electronic components of the heating device, especially on the power triacs for controlling the heating elements power loss occurring. To minimize this on the Performance triac for the heat loss occurring directly to the water to be heated to be led back. The return takes place with With the help of a heat exchanger element, that connected to the water pipe and with the power triac is thermally coupled. This will, on the one hand, make use of energy the media heating is optimized, on the other hand, the heat dissipation of improved the performance triac and thus undesirable heating of the handpiece prevented.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:The invention is intended to be explained below the accompanying drawings explained become. Show it:

1 ein zahnärztliches Spritzhandstück, bei dem die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einsatz kommen soll, in seitlicher Ansicht; 1 a side view of a dental spray handpiece in which the device according to the invention is to be used;

2 das zahnärztliche Spritzhandstück im Teilschnitt; 2 the dental spray handpiece in partial section;

3 die wesentlichen Elemente der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung in perspektivischer Ansicht;. 3 the essential elements of the heating device according to the invention in a perspective view.

4a, 4b verschiedene Ansichten einer Platine, welche die wesentlichen Elemente der Heizvorrichtung trägt; 4a . 4b different views of a circuit board which carries the essential elements of the heating device;

5 die Unterseite der Platine für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel; 5 the bottom of the board for a preferred embodiment;

6a-c verschiedene Varianten des in S dargestellten Ausführungsbeispiels im Schnitt; und 6a-c different variants of the in S illustrated embodiment in section; and

7 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung. 7 a block diagram of the heating device according to the invention.

Das in 1 dargestellte zahnärztliche Spritzhandstück 1 besteht aus einem länglichen Griffkörper 2, an dessen Rückseite eine Medienkupplung 3 angeordnet ist, über die das Handstück 1 an einen üblichen Versorgungsschlauch angeschlossen werden kann. Die Medienkupplung 3 weist hierfür einzelne Anschlussstutzen für die Medien Luft und Wasser sowie weitere Versorgungsleitungen für beispielsweise Strom und Licht auf.This in 1 dental spray handpiece shown 1 consists of an elongated handle body 2 with a media coupling on the back 3 is arranged over which the handpiece 1 can be connected to a normal supply hose. The media coupling 3 has individual connections for the media air and water as well as further supply lines for electricity and light.

Am vorderen Ende des Griffkörpers 2 ist ein gebogener Düsenkörper 4 angeordnet, an dessen freien Ende sich die Düse 5 zum Abgeben von Luft und/oder Wasser befindet. Über den Düsenkörper 4 kann darüber hinaus auch Licht auf die zu behandelnde Stelle gerichtet werden.At the front end of the handle body 2 is a curved nozzle body 4 arranged at the free end of the nozzle 5 for releasing air and / or water. Over the nozzle body 4 light can also be directed at the area to be treated.

Im vorderen Bereich des länglichen Griffkörpers 2 befindet sich an dessen Oberseite ein Tastfeld 6 mit zwei Betätigungselementen für die Medien Luft und Wasser. Über die Betätigungselemente kann das Ventil für die entsprechende Medienleitung geöffnet sowie ein Schalter für die entsprechende Medienheizung geschlossen werden. Bei einem gleichzeitigen Betätigen beider Betätigungselemente werden die Medienleitungen für Luft und Wasser gleichzeitig geöffnet, so dass Luft und Wasser mit Hilfe der an dem vorderen Ende des Düsenkörpers 4 angeordneten Düse 5 in Form eines Sprays abgegeben werden können.In the front area of the elongated handle body 2 there is a touch panel on the top 6 with two actuators for the media air and water. The valve for the corresponding media line can be opened and a switch for the corresponding media heating can be closed via the actuating elements. When both actuating elements are actuated simultaneously, the media lines for air and water are opened at the same time, so that air and water are at the front end of the nozzle body 4 arranged nozzle 5 can be dispensed in the form of a spray.

2 zeigt einen Teil der im Inneren des Handstücks 1 angeordneten Elemente. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die über das Tastfeld 6 betätigbaren Schalthebel zum Öffnen der Medienleitungen und Einschalten der Medienheizungen ebenso nicht dargestellt, wie die elektronischen Komponenten der Temperaturregelung. Innerhalb des Griffkörpers 2 verlaufen in Längsrichtung die beiden Medienleitungen 10 und 11 für Luft bzw. Wasser. Beide Medienleitungen 10 und 11 sind an ihrem hinteren Ende mit der Medienkupplung 3 verbunden. Im vorderen Bereich der Medienleitung 10 für Luft befindet sich ein Heizelement 12, mit dessen Hilfe die durch die Medienleitung 10 strömende Luft erwärmt wird. Bei dem Heizelement kann es sich beispielsweise um eine übliche Heizpatrone handeln, welche die Medienleitung 10 fortsetzt, so dass die Luft beim Durchströmen der Heizpatrone 12 erwärmt wird. In gleicher Weise ist auch für die Medienleitung 11 für Wasser ein entsprechendes Heizelement vorgesehen. 2 shows part of the inside of the handpiece 1 arranged elements. For reasons of clarity, these are via the touch pad 6 Actuated switching lever for opening the media lines and switching on the media heaters are not shown, as are the electronic components of the temperature control. Inside the handle body 2 the two media lines run in the longitudinal direction 10 and 11 for air or water. Both me serving lines 10 and 11 are at their rear end with the media coupling 3 connected. In the front area of the media line 10 there is a heating element for air 12 , with the help of the media management 10 flowing air is heated. The heating element can be, for example, a customary heating cartridge which carries the media line 10 continues so that the air flows through the heating cartridge 12 is heated. The same is true for the media management 11 a corresponding heating element is provided for water.

Um eine Temperaturregelung zu ermöglichen, ist am vorderen Ende der Medienleitung 10 für Luft ein Temperatursensor 13 angeordnet, der die Temperatur der Luft nach Durchströmen des Heizelements 12 misst. Diese Anordnung des Temperatursensors 13 ist von Vorteil, da einerseits sehr nahe an dem Heizelement 12 gemessen und somit ein unbeabsichtigtes Durchbrennen des Heizelements 12 vermieden wird. Andererseits befindet sich der Sensor 13 sehr nahe an der Abgabestelle des Mediums, so dass eine auf der letzten Wegstrecke bis zur Düse 5 nicht zu vermeidende Abkühlung des Mediums vernachlässigbar gering bleibt. Ein zweiter Temperatursensor für die Medienleitung 11 für Wasser ist in gleicher Weise an der gegenüberliegenden Seite des Griffkörpers angeordnet.To enable temperature control, the media line is at the front end 10 a temperature sensor for air 13 arranged, the temperature of the air after flowing through the heating element 12 measures. This arrangement of the temperature sensor 13 is advantageous because on the one hand very close to the heating element 12 measured and thus an unintended burning of the heating element 12 is avoided. On the other hand, there is the sensor 13 very close to the delivery point of the medium, so one on the last stretch to the nozzle 5 unavoidable cooling of the medium remains negligible. A second temperature sensor for the media line 11 for water is arranged in the same way on the opposite side of the handle body.

Die elektronischen Komponenten der erfindungsgemäßen Medienheizung sind auf einer länglichen Basisplatine 14 angeordnet, die nachfolgend näher erläutert werden soll. 3 zeigt hierzu nochmals die wesentlichen Bestandteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erwärmen der Medien. Dabei ist auch einer der beiden Schalthebel 15 dargestellt, der bei einem Betätigen des entsprechenden Betätigungselements an der Außenseite des Handstücks herabgedrückt wird, um zum einen das Ventil für die entsprechende Medienleitung zu öffnen und zum anderen die Heizung für dieses Medium zu aktivieren. Das Aktivieren der Heizung erfolgt durch einen von dem Hebel zur Innenseite vorragenden Vorsprung, der einen auf der Basisplatine 14 befindlichen (nicht dargestellten) Taster herabdrückt.The electronic components of the media heater according to the invention are on an elongated base board 14 arranged, which will be explained in more detail below. 3 shows again the essential components of the device according to the invention for heating the media. There is also one of the two shift levers 15 shown, which is pressed down on actuation of the corresponding actuating element on the outside of the handpiece, on the one hand to open the valve for the corresponding media line and on the other hand to activate the heating for this medium. The heating is activated by a protrusion protruding from the lever towards the inside, the one on the base board 14 button (not shown).

Bei der Basisplatine 14 handelt es sich um einen spritzgegossenen Schaltungsträger, ein sogenanntes 3D-MID (molded interconnected device). Derartige Schaltungsträger vereinigen sowohl mechanische als auch elektronische Funktionen in einem einzigen Element und bieten dementsprechend die Möglichkeit, die Abmessungen der Gesamtvorrichtung möglichst gering zu halten. Hierdurch wird der Einbau der kompletten Heizvorrichtung in das Handstück ermöglicht. Den verschiedenen Ansichten in den 4a und 4b der Basisplatine 14 kann entnommen werden, dass an deren Unterseite Führungen 18 für die röhrenförmigen Heizelemente vorgesehen sind, so dass eine zuverlässige Befestigung ermöglicht wird. Am vorderen Ende befinden sich ferner röhrenförmige Anschlussstutzen 16, an welche die Ausgänge der Heizelemente angeschlossen werden. Innerhalb dieser Anschlussstutzen 16 befinden sich auch die Temperatursensoren, mit deren Hilfe die Temperatur des von den Heizelementen abgegebenen Mediums bestimmt wird.With the base board 14 it is an injection molded circuit carrier, a so-called 3D-MID (molded interconnected device). Circuit carriers of this type combine both mechanical and electronic functions in a single element and accordingly offer the possibility of keeping the dimensions of the overall device as small as possible. This enables the complete heating device to be installed in the handpiece. The different views in the 4a and 4b the base board 14 can be seen that guides on the underside 18 are provided for the tubular heating elements, so that a reliable fastening is made possible. At the front end there are also tubular connecting pieces 16 to which the outputs of the heating elements are connected. Within this connector 16 there are also the temperature sensors, which are used to determine the temperature of the medium emitted by the heating elements.

Im hinteren Bereich der Basisplatine 14 sind zum einen die beiden Taster 19 und 20 angeordnet, die beim Herabdrücken des entsprechenden Schalthebels die zugehörige Medienheizungen aktivieren. Ferner sind an der Ober- und Unterseite die weiteren, allgemein mit den Bezugszeichen 21 und 22 versehenen elektronischen Komponenten der Heizung angeordnet, insbesondere die beiden später erläuterten Leistungstriacs 22 zum Betreiben der Medienheizungen 12. Die elektrische Verbindung zwischen den verschiedenen Komponenten und Tastern wird über Leiterbahnen hergestellt, die an den Ober- und Unterseiten der Basisplatine 14 sowie durch die Platine 14 hindurch verlaufen.In the rear area of the base board 14 are the two buttons 19 and 20 arranged, which activate the associated media heaters when the corresponding shift lever is pressed down. Furthermore, on the top and bottom are the others, generally with the reference numerals 21 and 22 provided electronic components of the heater arranged, in particular the two power triacs explained later 22 to operate the media heaters 12 , The electrical connection between the various components and buttons is established via conductor tracks on the top and bottom sides of the base board 14 as well as through the circuit board 14 run through.

5 zeigt eine besonders bevorzugte Variante der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung. Um die nicht zu vernachlässigende Verlustleistung der Heizung zu minimieren, wird die an dem Leistungstriac 22a für die Wasserheizung auftretende Verlustwärme direkt an das zu erwärmende Wasser zurückgeführt. Die Rückführung erfolgt mit Hilfe eines Wärmetauscherelements 23, das an die Wasserleitung 11 angeschlossen ist. Hierdurch wird zum einen die Energieausnutzung der Medienheizung optimiert, zum anderen wird die Wärmeabfuhr von dem Leistungstriac 22a verbessert und damit eine unerwünschte Erwärmung des Handstücks verhindert. Diese Wärmerückführung ist vorzugsweise lediglich für die Wasserheizung vorgesehen. 5 shows a particularly preferred variant of the heating device according to the invention. In order to minimize the not to be neglected power loss of the heating, that on the power triac 22a heat loss occurring for water heating is returned directly to the water to be heated. The return takes place with the help of a heat exchanger element 23 that to the water pipe 11 connected. On the one hand, this optimizes the energy utilization of the media heating, on the other hand, the heat dissipation from the power triac 22a improved and thus prevents undesirable heating of the handpiece. This heat recovery is preferably only provided for water heating.

Für die Rückführung der Verlustwärme sind verschiedene Varianten denkbar, die nachfolgend anhand der Schnittdarstellungen der 6a bis 6c erläutert werden sollen.Various variants are conceivable for the return of the heat loss, the following based on the sectional views of the 6a to 6c should be explained.

Bei der ersten Variante gemäß 6a ist die Basisplatine 14 derartig ausgeformt, dass das Wärmetauscherelement 23 in seiner Lage fixiert wird und eine Wärmeaustauschfläche zwischen Wärmetauscherelement 23 und Leistungstriac 22a gebildet wird. Die Auflageflächen des Wärmetauscherelements 23 und Leistungstriacs 22a, sowie der dazwischen liegende Bereich der Basisplatine 14 sind mit einer metallisierten Schicht 24 versehen. Diese Schicht 24, die analog zu Leiterbahnen aufgebaut ist, gewährleistet eine thermische Verbindung und damit einer Wärmeableitung von dem Leistungstriac 22a zu dem Wärmetauscherelement 23. Diese erste Variante zeichnet sich insbesondere durch ihren einfachen Aufbau aus.According to the first variant 6a is the base board 14 shaped such that the heat exchanger element 23 is fixed in position and a heat exchange surface between the heat exchanger element 23 and performance triac 22a is formed. The contact surfaces of the heat exchanger element 23 and performance triacs 22a , as well as the area of the base board in between 14 are with a metallized layer 24 Mistake. This layer 24 , which is constructed analogously to conductor tracks, ensures a thermal connection and thus heat dissipation from the power triac 22a to the heat exchanger element 23 , This first variant is characterized in particular by its simple structure.

Bei der zweiten Variante gemäß 6b ist ein zusätzlicher Kühlkörper 25 als Wärmetransportmittel vorgesehen, der so geformt ist, dass eine größtmögliche Wärmeaustauschfläche zwischen Leistungstriac 22a und Wärmetauscherelement 23 gebildet wird. Der Kühlkörper 25 ist zwischen der Basisplatine 24 einerseits und dem Leistungstriac 22a bzw. dem Wärmetauscherelement 23 andererseits eingesetzt und ermöglicht eine im Vergleich zu der in 6a dargestellten Variante verbesserte Wärmeleitung.According to the second variant 6b is an additional heat sink 25 provided as a heat transfer medium, which is shaped so that the largest possible heat exchange surface between the performance triac 22a and heat exchanger element 23 is formed. The heat sink 25 is between the base board 24 on the one hand and the performance triac 22a or the heat exchanger element 23 on the other hand used and enables a compared to that in 6a variant shown improved heat conduction.

Bei der dritten Variante gemäß 6c schließlich ist das Wärmetauscherelement 23 einstöckig ausgeführt und derart gestaltet, dass der Leistungstriac 22a direkt auf diesem angeordnet werden kann. Diese dritte Variante ermöglicht eine nochmals verbesserte Wärmeübertragung. Die Wärmekopplung aller drei Varianten kann schließlich weiter verbessert werden, indem im Bereich der Auflageflächen des Leistungstriacs 22a und des Wärmetauscherelements 23 zusätzliche eine Wärmeleitpaste aufgebracht wird.According to the third variant 6c finally is the heat exchanger element 23 One-story design and designed so that the performance triac 22a can be arranged directly on this. This third variant enables a further improved heat transfer. The thermal coupling of all three variants can finally be further improved by in the area of the contact surfaces of the power triac 22a and the heat exchanger element 23 an additional thermal paste is applied.

Anhand des Blockschaltbilds in 7 soll nachfolgend die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Heizungsvorrichtung erläutert werden. Dabei wird für die Steuerung und Heizung lediglich eine einzige Versorgungsspannung von vorzugsweise 24 Volt AC benötigt, an die sämtliche Komponenten der Heizvorrichtung, also sowohl die Regeleinheiten aus auch die Heizelemente angeschlossen sind.Using the block diagram in 7 the operation of the heating device according to the invention will be explained below. Only a single supply voltage of preferably 24 volts AC is required for the control and heating, to which all components of the heating device, that is to say both the control units and the heating elements, are connected.

Das Blockschaltbild in 7 zeigt einen Steuerbaustein 30, der für die Aktivierung der Heizvorrichtung insgesamt verantwortlich ist, sowie die beiden Heiz- und Regelkreise für Luft und für Wasser. Beide Heizkreise bestehen dabei zunächst aus einem Schalter 32 bzw. 42, der beim Betätigen des entsprechenden Betätigungselements an der Oberseite des Handstücks und dem Öffnen des Medienventils über einen Schalthebel geschlossen wird und damit die entsprechende Medienheizung einschaltet. Die Heizelemente 31 und 41 für Luft und für Wasser werden jeweils über einen Leistungstriac 36 bzw. 46 betrieben, über den die Leistung für die beiden Heizelemente 31, 41 eingestellt wird. Die Ansteuerung des Leistungstriacs 36 bzw. 46 erfolgt jeweils über einen im Null-Durchgang schaltenden Optotriac 35 bzw. 45, mit dessen Hilfe eine Störunterdrückung ermöglicht wird. Die Ansteuerung des Optotriacs 35 bzw. 45 erfolgt durch Regelschaltungen 33 bzw. 43, die je nach erforderlicher Heizleistung einen Transistor 37 bzw. 47 ansteuern, an dessen Ausgang der Optotriac 35 bzw. 45 angeschlossen ist.The block diagram in 7 shows a control module 30 , which is responsible for the activation of the heating device as a whole, and the two heating and control circuits for air and water. Both heating circuits initially consist of a switch 32 respectively. 42 , which is closed by actuating the corresponding actuating element on the top of the handpiece and opening the media valve via a switching lever and thus switches on the corresponding media heating. The heating elements 31 and 41 for air and for water are each via a performance triac 36 respectively. 46 operated, via which the power for the two heating elements 31 . 41 is set. The control of the performance triac 36 respectively. 46 takes place in each case via an optotriac which switches to zero crossing 35 respectively. 45 , with the help of which interference suppression is made possible. The control of the Optotriacs 35 respectively. 45 done by control circuits 33 respectively. 43 which, depending on the heating power required, a transistor 37 respectively. 47 control, at the output of which the optotriac 35 respectively. 45 connected.

Die Regelschaltungen 33 bzw. 43 sind jeweils mit dem entsprechenden Temperatursensor 34 bzw. 44 verbunden und erzeugen in Abhängigkeit von den Sensorsignalen Steuersignale für die jeweiligen Transistoren 37 bzw. 47. Mit Hilfe dieser Steuersignale werden somit die beiden Leistungstriacs 36 und 46 mit der zum Erreichen einer gewünschten Temperatur für das Medium erforderliche Leistung betrieben.The control circuits 33 respectively. 43 are each with the appropriate temperature sensor 34 respectively. 44 connected and generate control signals for the respective transistors as a function of the sensor signals 37 respectively. 47 , With the help of these control signals, the two power triacs 36 and 46 operated with the power required to achieve a desired temperature for the medium.

Die Medienheizung für Luft weist gegenüber der Medienheizung für Wasser zusätzlich noch ein RC-Glied 38 auf, das mit dem Basisanschluss des Transistors 37 verbunden ist und diesen mit dem Ausgang des Schalters 32 verbindet. Bei einem Schließen des Schalters 32 – also dem Einschalten der Medienheizung für die Luft – bewirkt das RC-Glied 38, das die Ausgangssignale der Regelschaltung 33 für einen kurzen Zeitraum unterdrückt werden und der Transistor 37 so angesteuert wird, dass das Heizelement 31 für einen kurzen Zeitraum bei maximaler Heizleistung betrieben wird. Hierdurch wird erreicht, dass die Luft bei einem Öffnen der Medienleitung sehr schnell auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt wird. Da sich der Kondensator des RC-Gliedes nach einem Öffnen des Schalters 32 mit einer gewissen Verzögerung wieder entlädt, kann diese Unterdrückungszeit für die Regelung der Heizung vom Einschaltintervall des Schalters anhängig gemacht werden. Vorzugsweise beträgt der Zeitraum für die Unterdrückung der Temperaturregelung der Luftheizung in etwa eine Sekunde.The media heater for air has an RC element in addition to the media heater for water 38 on that with the base terminal of the transistor 37 is connected and this to the output of the switch 32 combines. When the switch is closed 32 - i.e. switching on the media heating for the air - causes the RC element 38 that the output signals of the control circuit 33 be suppressed for a short period of time and the transistor 37 is controlled so that the heating element 31 is operated for a short period at maximum heating output. This ensures that the air is heated up very quickly to the desired temperature when the media line is opened. Because the capacitor of the RC element after opening the switch 32 discharges again with a certain delay, this suppression time for controlling the heating can be made dependent on the switch-on interval. The time period for suppressing the temperature control of the air heating is preferably about one second.

Eine weitere Besonderheit der Heizung besteht darin, dass beim Schließen des Schalters 42 für die Medienheizung Wasser ein zusätzlicher Transistor 39 so angesteuert wird, dass die Medienheizung Luft vollständig abgeschaltet wird. Dies hat für den Fall, dass die Schalter für Luft und Wasser gleichzeitig geschlossen werden, um das Spritzhandstück im Spraybetrieb zu betreiben, zur Folge, dass ausschließlich die Heizung für das Wasser aktiviert und dementsprechend die Energie für eine zusätzliche Heizung der Luft gespart wird. Da die Temperatur des Spraysaufgrund des höheren Wärmekoeffizienten des Wassers ohnehin hauptsächlich durch die Wassertemperatur bestimmt wird, hat der Verzicht auf die Luftheizung keine wesentliche Temperaturänderung zur Folge, reduziert aber den Energieverbrauch der Medienheizung.Another peculiarity of the heater is that when the switch is closed 42 an additional transistor for water media heating 39 is controlled so that the media heating air is completely switched off. In the event that the switches for air and water are closed at the same time in order to operate the spray handpiece in spray mode, the result is that only the heating for the water is activated and, accordingly, the energy for additional heating of the air is saved. Since the temperature of the spray is mainly determined by the water temperature due to the higher heat coefficient of the water, the absence of air heating does not result in a significant change in temperature, but reduces the energy consumption of the media heating.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit eine effektive und energiesparende Möglichkeit, die Temperatur der von einem Spritzhandstück abgegebenen Medien auf einen gewünschten Wert einzustellen. Dabei kann die Vorrichtung vollständig und platzsparend in ein Handstück integriert werden.The present invention thus enables effective and energy saving way the temperature of the media delivered by a spray handpiece to one desired Value. The device can be complete and space-saving into a handpiece to get integrated.

Claims

Device for the controlled heating of media in a dental handpiece ( 1 ) with a) at least one via a switch ( 32 ) opening media line ( 10 ), b) one of the media management ( 10 ) assigned heating element ( 12 . 31 ), c) a temperature sensor that detects the temperature of the medium ( 13 . 34 ) and d) a control circuit ( 33 ), which with the temperature sensor ( 13 . 34 ) is connected and the heating element ( 12 . 31 ) depending on the sensor signals, characterized in that the heating element ( 12 . 31 ) after pressing the switch ( 32 ) for a short period of time regardless of the output signal of the control circuit ( 33 ) is operated at a specified heating output.

Device according to claim 1, characterized in that the suppression time of the control from the switch-on interval of the switch ( 32 ) is dependent.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the device a further, by a second switch ( 42 ) media line to be opened ( 11 ) which has a second heating element ( 41 ), a second temperature sensor ( 44 ) and a second control circuit ( 43 ) are assigned, the second control circuit ( 43 ) the second heating element ( 41 ) is basically controlled as a function of the sensor signals of the second temperature sensor.

Device according to claim 3, characterized in that the first media line ( 10 ) for the delivery of air and the second media line ( 11 ) is intended for dispensing water, whereby when the two switches ( 32 . 42 ) the heating element ( 31 ) for the air media line ( 10 ) is switched off.

Device for the controlled heating of media in a dental handpiece ( 1 ) with a via a switch ( 32 ) opening first media line ( 10 ) for air and one via another switch ( 42 ) to open second media line ( 11 ) for water, with each media line ( 10 . 11 ) one heating element each ( 12 . 31 ; 41 ), a temperature sensor that detects the temperature of the medium ( 13 . 34 ; 44 ) and one with the corresponding temperature sensor ( 13 . 34 ) connected a control circuit ( 33 ; 43 ) are assigned, and the control circuits ( 33 ; 43 ) the respective heating elements ( 12 . 31 ) depending on the sensor signals, characterized in that when the two switches () 32 . 42 ) the heating element ( 31 ) for the air media line ( 10 ) is switched off.

Apparatus according to claim 5, characterized in that after actuation of the first switch ( 32 ) the associated heating element ( 12 . 31 ) for the air media line ( 10 ) for a short period of time regardless of the output signal of the assigned control circuit ( 33 ) is operated at a specified heating output.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the suppression time of the control for the heating element ( 12 . 31 ) for the air media line ( 10 ) of the switch on interval ( 32 ) is dependent.

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the control circuit ( 33 ) or control circuits ( 33 . 43 ) via a transistor ( 37 . 47 ) an optotriac switching at zero crossing ( 35 . 45 ) which is a performance triac ( 36 . 46 ) for the heating current of the respective heating element ( 12 . 31 . 41 ) switches.

Device according to claim 8, characterized in that at the base connection of the transistor ( 37 ) an RC element for the air heating ( 38 ) is connected, which after pressing the first switch ( 32 ) for the air media heating the output signal of the control circuit ( 33 ) suppressed for a short period of time.

Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the or the temperature sensors ( 34 . 44 ) directly in the assigned media line ( 10 . 11 ) are arranged.

Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that in the media line ( 11 ) a heat exchanger element for water ( 23 ) is provided, which is used for returning the power triac ( 22a . 46 ) for the water heating generated heat loss is thermally coupled with this.

Device according to claim 11, characterized in that the power triac ( 22a . 46 ) for water heating and the heat exchanger element ( 23 ) on a common board ( 14 ) are arranged and connected to each other via a metallized layer.

Device according to claim 11, characterized in that the power triac ( 22a . 46 ) for water heating and the heat exchanger element ( 23 ) on a common heat sink ( 25 ) are arranged.

Device according to claim 11, characterized in that the heat exchanger element ( 23 ) a contact surface for the performance triac ( 22a . 46 ) for water heating.

Device according to one of claims 11 to 14, characterized in that in the area of the contact surfaces for the power triac ( 22a . 46 ) for water heating and the heat exchanger element ( 23 ) an additional thermal paste is applied

Device for the controlled heating of media in a dental handpiece ( 1 ) with a) at least one via a switch ( 32 ) opening media line ( 10 ), b) one of the media management ( 10 ) assigned heating element ( 12 . 31 ), c) a temperature sensor that detects the temperature of the medium ( 13 . 34 ) such as d) a control circuit ( 33 ), which with the temperature sensor ( 13 . 34 ) is connected and the heating element ( 12 . 31 ) controlled depending on the sensor signals, characterized by a in the media line ( 11 ) provided heat exchanger element ( 23 ), which is used to return the electronic components ( 22a . 46 ) of the control circuit ( 33 ) resulting heat loss is thermally coupled with these.

dental Spray handpiece for dispensing air and / or water, characterized by a heating device for controlled heating the media according to one of the claims 1 to 16.

dental Spray handpiece according to claim 17, characterized in that the or the temperature sensors as well as the other electronic components of the heating device Completely in the handpiece are arranged.