DE1513519B2

DE1513519B2 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR A SMALL ELECTRIC MOTOR FOR THE DIRECT DRIVE OF DENTAL DRILLING HANDPIECES

Info

Publication number: DE1513519B2
Application number: DE1965S0099206
Authority: DE
Inventors: Robert; Hohmann Eugen; 8520 Erlangen Bastir
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1965-09-02
Filing date: 1965-09-02
Publication date: 1978-02-23
Also published as: FR1517754A; DE1513519A1; GB1154470A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für einen Elektro-Kleinstmotor zum Direktantrieb eines zahnärztlichen Bohrhandstückes mit starrer Kraftübertragung unter Einsatz eines Getriebes zwischen Antrieb und Bohrkopf.The invention relates to a circuit arrangement for a miniature electric motor for direct drive of a dental drill handpiece with rigid power transmission using a gearbox between Drive and drill head.

Zahnärztliche Bohrhandstücke, die durch einen Elektromotor angetrieben werden, sind in der Regel für einen Drehzahlbereich von etwa 800 bis 24 000 U/min ausgelegt, jedoch sind vereinzelt auch Bohrhandstücke auf dem Markt mit Untersetzungs- und Übersetzungsgetrieben für einen Dreahzahlbereich von einigen 100 bis 120 000 U/min. Abgesehen von geraden Handstükken haben alle diese Bohrhandstücke Zahnradgetriebe, also Getriebe mit starrer Kraftübertragung. Wegen ihrer durch die geringen Abmessungen insbesondere des Kopfes des Handstückes bedingten Kleinheit sind diese Zahnradgetriebe nicht sehr robust. Ihr Antrieb erfolgt bisher fast ausnahmslos mittelbar, und zwar durch einen etwa 1 dm³ großen, in der Dentaleinheit eingebauten Motor über einen in der Übersetzung veränderbaren Schnurantrieb.Dental drill handpieces that are driven by an electric motor are usually designed for a speed range of around 800 to 24,000 rpm, but there are also some drilling handpieces on the market with reduction and transmission gears for a speed range of a few 100 to 120,000 RPM. Apart from straight handpieces, all of these drilling handpieces have gear drives, that is to say drives with rigid power transmission. Because of their small size due to the small dimensions, especially of the head of the handpiece, these gear drives are not very robust. Up to now, it has been driven almost without exception indirectly, namely by an approximately 1 dm ³ large motor built into the dental unit via a cord drive with variable transmission.

Nunmehr steht ein mit Preßluft gekühlter Elektro-Kleinstmotor zur Verfügung, der mit seinem Antriebsglied unmittelbar am hinteren Ende des Bohrhandstükkes angekuppelt werden kann. Dieser Elektro-Kleinstmotor hat einen Außendurchmesser von 20 mm und ist 60 mm lang; der Stator des Motors ist ein Permanentmagnet, sein Ankerwiderstand beträgt nur 2 bis 3 Ohm. Der Drehzahlbereich beträgt 4000-40 000 U/min. Mit einer Drehzahlkonstant-Regelschaltung betrieben, hatA miniature electric motor cooled with compressed air is now available which, with its drive member, is directly at the rear end of the drill handpiece can be coupled. This miniature electric motor has an outside diameter of 20 mm and is 60 mm long; the stator of the motor is a permanent magnet, its armature resistance is only 2 to 3 ohms. The speed range is 4000-40,000 rpm. Operated with a constant speed control circuit, has

ίο der Motor bei 4000 U/min eine Leistung von 3 Watt, bei 40 000 U/min von 30 Watt. Das Bohrhandstück mit angekuppeltem Elektromotor wiegt ca. 130 g. Bei der Handhabung des Handstücks liegt der Motor in der Beuge zwischen Daumen und Zeigefinger.ίο the engine at 4000 rpm a power of 3 watts, at 40,000 rpm of 30 watts. The drill handpiece with the coupled electric motor weighs approx. 130 g. In the When handling the handpiece, the motor lies in the crook between the thumb and forefinger.

Bei Versuchen mit einem solchen Direktantrieb von zahnärztlichen Bohrhandstücken hat sich überraschenderweise ein starker Verschleiß der Getriebe im Handstück ergeben. Schon nach wenigen Betriebsstunden waren die Handstücke meist unbrauchbar.In attempts with such a direct drive of dental drill handpieces, surprisingly severe wear and tear on the gears in the handpiece. After just a few hours of operation the handpieces were mostly unusable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Mangel ohne Eingriffe in das Handstückgetriebe zu beseitigen. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß der sehr viel größere Verschleiß des Getriebes beim elektromotorischen Direktantrieb gegenüber dem Antrieb über den bisher üblichen Schnurtrieb darauf zurückzuführen ist, daß der Kleinstmotor wegen der geringen Masse seines Ankers außerordentlich rasch seine Solldrehzahl erreicht und zufolge seiner starren Kupplung mit dem Zahnradgetriebe des Handstückes dieses Getriebe ruckartig antreibt. Der große, bisher übliche, in die Dentaleinheit eingebaute Elektromotor hatte dagegen selbst eine gewisse Anlaufträgheit, und die Zwischenschaltung des Schnurtiiebes zwischen Motor und Handstückgetriebe bewirkte überdies eine elastische Kraftübertragung. Messungen im Rahmen der Erfindung ergaben, daß dadurch das Handstückgetriebe erst nach etwa lOsec seine Solldrehzahl erreichte. Beim elektromotorischen Direktantrieb fehlt diese Verzögerung. Die Anlaufzeit des Handstückgetriebes betrug in diesem Fall nur 200 bis 300 msec.The invention is based on the task of addressing this deficiency without interfering with the handpiece transmission remove. The invention is based on the knowledge that the much greater wear of the transmission when Electromotive direct drive compared to the drive via the previously usual cord drive on it is due to the fact that the miniature motor is extremely fast because of the low mass of its armature reached its target speed and due to its rigid coupling with the handpiece gearbox this gear drives jerkily. The large, previously common, electric motor built into the dental unit on the other hand, had a certain inertia itself, and the interposition of the cord cover between In addition, the motor and handpiece transmission produced elastic power transmission. Measurements in the frame of the invention showed that as a result, the handpiece transmission only reached its setpoint speed after about 10 seconds. This delay is missing with the electromotive direct drive. The starting time of the handpiece transmission in this case was only 200 to 300 msec.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in den Motorstromkreis ein im Sinne der Erzielung eines langsamen Anstiegs der Klemmenspannung beim Einschalten des Motors mit dem Einschalten des Motors selbsttätig wirksam werdendes Schaltelement angeordnet ist, dessen Widerstandswert — bei Parallelschaltung zu den Klemmen des Motors — bzw. dessen Leitwert — bei Reihenschaltung mit den Klemmen des Motors — beginnend in einer im wesentlichen stetigen Funktion mit einer Zeitkonstanten von 0,3 bis 10 see ansteigt. Unter Zeitkonstante wird dabei derjenige Zeitabschnitt verstanden, den die im Fußpunkt der Anstiegkurve des Widerstands- bzw. Leitwertes errichtete Tangente an dieser Kurve von der durch den Endwert des Widerstands- bzw. Leitwertes parallel zur Zeitachse verlaufenden Geraden — ausgehend vom Zeitwert des Fußpunktes — abschneidet (siehe »Dubbels Taschenbuch für den Maschinenbau«, 2. Band, Springer-Verlag, 1963, Seite 834, Zeitabschnitt T₅ in Bild 4a und 5). Durch diesen Anstieg des Widerstandswertes bzw. Leitwertes des Schaltelements wird erreicht, daß, nachdem die Motorklemmenspannung beim Einschalten des Motors mit der gleichen Zeitkonstanten langsam ansteigt, die Drehzahl des Motors und damit die Drehzahl im Handstückgetriebe ebenfalls langsam ansteigen. Dadurch wird das Handstückgetriebe von starken Beschleunigungskräften verschont.The object is achieved according to the invention in that a switching element is arranged in the motor circuit, in the sense of achieving a slow rise in the terminal voltage when the motor is switched on, the resistance value of which - when connected in parallel with the motor terminals - or its conductance - when connected in series with the motor terminals - starts increasing in an essentially continuous function with a time constant of 0.3 to 10 seconds. The time constant is understood to mean that time segment that the tangent established at the base of the rise curve of the resistance or conductance value cuts off on this curve from the straight line running through the end value of the resistance or conductance value parallel to the time axis - starting from the time value of the base point ( see "Dubbels Taschenbuch für den Maschinenbau", Volume 2, Springer-Verlag, 1963, page 834, period T ₅ in Figures 4a and 5). This increase in the resistance value or conductance of the switching element ensures that, after the motor terminal voltage increases slowly with the same time constant when the motor is switched on, the speed of the motor and thus the speed in the handpiece transmission also increase slowly. This spares the handpiece transmission from strong acceleration forces.

Der untere Grenzwert der angegebenen Zeitkonstanten kommt in Frage, wenn es sich um ein Winkelhandstück mit einem 1 :1 Getriebe hoher Güte handelt. Bei Handstücken mit Unter- und Übersetzungsgetrieben empfiehlt es sich, mit Schaltelementen zu arbeiten, deren Zeitkonstante für die Widerstands- bzw. Leitwertänderung beim Einschaltvorgang mindestens 1,3 see beträgt.The lower limit of the specified time constants comes into question when it is a contra-angle handpiece acts with a 1: 1 gearbox of high quality. For handpieces with lower and transmission gears It is recommended to work with switching elements whose time constant for the change in resistance or conductance when switching on is at least 1.3 seconds.

Schaltelemente mit der nach der Erfindung in Frage kommenden Zeitkonstanten ihres Widerstands- bzw. Leitwertverlaufs beim Einschaltvorgang sind dem Fachmann als Kondensatoren, Spulen, gesteuerte Transistoren usw. bekannt. Aus den F i g. 1 bis 4 ist ersichtlich, wie solche Schaltelemente im Prinzip in den Motorstromkreis eingeschaltet werden können.Switching elements with the time constants of their resistance or The conductance curve during the switch-on process is known to those skilled in the art as capacitors, coils, and controlled Transistors, etc. known. From the F i g. 1 to 4 can be seen how such switching elements in principle in the Motor circuit can be switched on.

Aus der französischen Patentschrift 13 97 306 ist zwar eine Schaltungsanordnung für einen Elektromotor für zahnärtzliche Handstücke bekannt, bei dem im Motorstromkreis ein Stellglied angeordnet ist. Mit diesem Stellglied kann jedoch nicht die Anlaufphase des Motors beeinflußt werden, sondern damit kann die Motordrehzahl bei Belastung konstantgehalten werden. Das Stellglied wird hierzu von einem im Ankerstromkreis des Motors liegenden lastabhängigen Widerstand beeinflußt, der als Brückenglied in einer Wheatstonesehen Brücke geschaltet ist. Bei Belastung des Motors steigt die Stromaufnahme und damit die Spannung am lastabhängigen Widerstand in der Wheatstoneschen Brücke, so daß diese nicht mehr abgeglichen ist. Das hat zur Folge, daß ein der Erhöhung des Motorstroms proportionaler Strom durch die Brückendiagonale, in der ein Verstärker eingeschaltet ist, fließt. Der Verstärker steuert das Stellglied derart, daß eine der Erhöhung des Motorstroms entsprechend größere Spannung dem Motoranker zugeführt wird und dadurch die vorgegebene konstante Motordrehzahl aufrechterhalten bleibt.From the French patent 13 97 306 a circuit arrangement for an electric motor for Dental handpieces known in which an actuator is arranged in the motor circuit. With this However, the actuator cannot influence the start-up phase of the motor, but rather the motor speed be kept constant under load. For this purpose, the actuator is controlled by one in the armature circuit of the engine's load-dependent resistance, which can be seen as a bridge element in a Wheatstone Bridge is switched. When the motor is loaded, the current consumption increases and with it the voltage on the load-dependent resistance in the Wheatstone bridge, so that it is no longer balanced. That has with the result that a current proportional to the increase in the motor current through the bridge diagonal, in when an amplifier is switched on, flows. The amplifier controls the actuator so that one of the Increase in the motor current correspondingly greater voltage is fed to the motor armature and thereby the predetermined constant engine speed is maintained.

Beim Einschalten und Anlaufen des Motors, das ja einen Belastungsfall darstellt, wird bei dieser Schaltungsanordnung zunächst die Klemmenspannung über die Sollspannung hinaus erhöht, um damit den Motor rasch auf seine Solldrehzahl zu bringen. Beim Erfindungsgegenstand dagegen ist beim Einschalten des Motors die Klemmenspannung gegenüber seiner Sollspannung verringert und wird nur langsam auf diese angehoben.When the motor is switched on and started up, which is a load case, with this circuit arrangement First the terminal voltage is increased above the nominal voltage in order to control the motor to bring it quickly to its target speed. In the subject matter of the invention, however, is when switching on the Motor reduces the terminal voltage compared to its nominal voltage and only slowly adapts to this raised.

Aus der US-PS 30 83 328, die sich mit der Steuerung eines Kommutator-Motors für Spulenwickelmaschinen u. dgl. beschäftigt, ist eine Schaltungsanordnung bekannt, die dazu dient, Geschwindigkeitsänderungen des Motors während des Betriebes zu dämpfen, um damit das Entstehen von unzulässigen Spannungen an der Fadenführung oder Nachläufe der Wickelkörper auszuschalten, die immer dann auftreten können, wenn eine Geschwindigkeitsänderung in zu kurzer Zeit erfolgt. Wegen der in bezug auf den Anker relativ großen Masse und damit relativ großen Massenträgheit bei derartigen Motoren können solche Nachläufe sehr leicht auftreten. Bei einem zahnärztlichen Bohrantrieb der eingangs genannten Art spielt eine Geschwindigkeitsänderung so pro Zeiteinheit während des Betriebs dagegen keine Rolle.From US-PS 30 83 328, which deals with the control of a commutator motor for coil winding machines and the like employed, a circuit arrangement is known which is used to speed changes of the To dampen the motor during operation in order to avoid the occurrence of impermissible voltages on the Turn off thread guidance or trailing of the bobbin, which can always occur when a The speed has changed in too short a time. Because of the relatively large mass in relation to the anchor and thus a relatively large mass inertia in such motors, such after-runs can occur very easily. In a dental drill drive of the type mentioned at the outset, a change in speed plays like this per unit of time during operation, on the other hand, is irrelevant.

In der nachfolgenden Beschreibung der Fig. 1 bis 6 wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.In the following description of FIGS. 1 to 6, the invention is illustrated by means of exemplary embodiments explained in more detail.

In den Figuren ist mit 1 ein Gleichstrom-Kleinstmotor bezeichnet, mit 2, 3 seine Klemmen und mit 4 der Motorstromkreis, der die Klemmen 2, 3 über einen Schalter 5 und einen — sofern zur Begrenzung des Einschaltstromes nötigen — Widerstand 6 (in Fig. 1, 2 und 3) mit einer Gleichstrom-Versorgungsquelle 7 verbindet.In the figures, 1 designates a DC miniature motor, 2, 3 its terminals and 4 the Motor circuit that connects terminals 2, 3 via a switch 5 and - if to limit the Inrush current necessary - resistor 6 (in Fig. 1, 2 and 3) with a direct current supply source 7 connects.

In Fig. 1 ist als Schaltelement ein Kondensator 8 unmittelbar parallel zu den Klemmen 2, 3 in den Motorstromkreis geschaltet. Widerstand 6 und Kondensator 8 sind dabei in ihrer Größe so bemessen, daß beim Einschalten die Spannung am Kondensator — und damit die Spannung an den Motorklemmen — mit einer Zeitkonstanten von 0,3—10 see ansteigt.In Fig. 1, a capacitor 8 is as a switching element directly parallel to the terminals 2, 3 in the Motor circuit switched. Resistor 6 and capacitor 8 are sized so that when Switch on the voltage on the capacitor - and thus the voltage on the motor terminals - with a Time constants of 0.3-10 seconds increases.

In F i g. 2 liegt als Schaltelement eine Spule 9 in Reihe mit den Motorklemmen 2, 3. Das Verhältnis von Induktivität der Spule 9 zu Widerstand 6 ist so gewählt, daß sich eine Zeitkonstante im angegebenen Bereich ergibt.In Fig. 2 is a coil 9 as a switching element in series with the motor terminals 2, 3. The ratio of The inductance of the coil 9 to the resistor 6 is chosen so that there is a time constant in the specified range results.

F i g. 3 veranschaulicht eine Schaltungsanordnung mit einem parallel zu den Motorklemmen 2, 3 emitter- 10 und kollektorseitig 11 im Motorstromkreis 4 liegenden Transistor 12. Die Basis 13 des Transistors wird gesteuert über eine RC-Reihenschaltung mit der entsprechenden Zeitkonstanten, bestehend aus Widerstand 6, einem zwischen Emitter 10 und der Basis angeordneten Widerstand 14 und einem zwischen Kollektor 11 und der Basis liegenden Kondensator 15.F i g. 3 illustrates a circuit arrangement with an emitter 10 parallel to the motor terminals 2, 3 and on the collector side 11 in the motor circuit 4 Transistor 12. Base 13 of the transistor is controlled via an RC series circuit with the corresponding time constants consisting of resistor 6, one between emitter 10 and the base arranged resistor 14 and a capacitor 15 lying between collector 11 and the base.

In Fig.4 ist eine weitere Transistorschaltung dargestellt. Der Transistor 16 ist mit seinem Emitter 17 und seinem Kollektor 18 in Reihe mit den Motorklemmen 2,3 geschaltet. Zur Steuerung der Basis 19 dient ein zwischen dem Kollektor und der Basis liegender Widerstand 20 und ein zwischen der Basis und der Motorklemme 3 angeordneter Kondensator 21 mit parallelem Schalter 22, der mit dem Schalter 5 gegensinnig gekoppelt ist (angedeutet durch die gestrichelte Linie 23). Das RC-G\ied 20, 21 ergibt wiederum die gewünschte Zeitkonstante.Another transistor circuit is shown in FIG. The transistor 16 has its emitter 17 and its collector 18 connected in series with the motor terminals 2, 3. A resistor 20 located between the collector and the base and a capacitor 21 with a parallel switch 22 located between the base and the motor terminal 3 and coupled in opposite directions to the switch 5 (indicated by the dashed line 23) are used to control the base 19. The RC-Gied 20, 21 in turn gives the desired time constant.

Die Schaltungsmaßnahme nach der Erfindung hat bei Gleichstrom-Kleinstmotoren mit Permanentmagneten den zusätzlichen Vorteil, daß beim Einschalten des Motorstromkreises die durch die zunächst fehlende Gegen-EMK bedingten, kurzzeitig auftretenden hohen Stromwerte vermieden werden, die eine Schwächung eines als Läufer oder Stator verwendeten Permanentmagneten zur Folge haben. Sie ist daher in einem solchen Fall besonders empfehlenswert.The circuit measure according to the invention has in DC miniature motors with permanent magnets the additional advantage that when the motor circuit is switched on, the initially missing Back-EMF-related, briefly occurring high current values can be avoided, which weaken a permanent magnet used as a rotor or stator. It is therefore in one such a case is particularly recommended.

Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung für einen Gleichstrom-Kleinstmotor mit einem Permanentmagnet-Stator ist in F i g. 5 dargestellt. Bei diesem Beispiel ist von einer bekannten Drehzahlkonstantregelschaltung ausgegangen, bei der der Basis eines mit seiner Kollektor-Emitter-Strecke im Motorstromkreis liegenden Transistors über einen Regelverstärker eine Steuergröße zugeführt wird, die aus der Gegen-EMK des Motors als Istgröße und einem Sollwert für die Drehzahl gebildet wird.An embodiment according to the invention for a direct current miniature motor with a permanent magnet stator is in Fig. 5 shown. This example is from a known constant speed control circuit assumed that the base of a collector-emitter path in the motor circuit A control variable is fed to the transistor via a control amplifier, which is derived from the back EMF of the motor is formed as an actual variable and a setpoint for the speed.

Mit dem Pfeil 24 ist der Ankerstromkreis des Kleinstmotors 25 bezeichnet. An der Klemme 26 des Ankerstromkreises ist der positive Pol, an der Klemme 27 der negative Pol einer Gleichstromquelle 28 von ca. 30 Volt angelegt. Die Leitung 29 verbindet die positive Klemme 26 mit dem Kollektor 30 eines Stromregeltransistors 31, dessen Emitter 32 über die Leitung 33 und einen Vorschaltwiderstand 34 an die eine Klemme 35 des Motors 25 angeschlossen ist, während die andere Klemme 36 des Motors direkt mit der Anschlußklemme 27 über die Leitung 37 verbunden ist.The armature circuit of the miniature motor 25 is designated by the arrow 24. At terminal 26 of the Armature circuit is the positive pole, at terminal 27 the negative pole of a direct current source 28 of approx. 30 volts applied. The line 29 connects the positive terminal 26 to the collector 30 of a current control transistor 31, its emitter 32 via line 33 and a series resistor 34 to one terminal 35 of the motor 25 is connected, while the other terminal 36 of the motor is connected directly to the terminal 27 is connected via line 37.

Parallel zum Motor 25 und Widerstand 34 ist ein aus den beiden Widerständen 38 und 39 bestehenderIn parallel with the motor 25 and resistor 34 there is one consisting of the two resistors 38 and 39

Spannungsteiler geschaltet. Die aus dem Ankerwiderstand und den Widerständen 34,38,39 gebildete Brücke ist abgeglichen, so daß zwischen dem Schaltpunkt 40 zwischen Motor 25 und Widerstand 34 und dem Schaltpunkt 41 des Spannungsteilers eine drehzahlproportionale Spannung (ein Teil der Gegen-EMK des Motors) abgegriffen werden kann.Voltage divider switched. The bridge formed from the armature resistance and the resistors 34,38,39 is adjusted so that between the switching point 40 between motor 25 and resistor 34 and the Switching point 41 of the voltage divider a speed-proportional voltage (part of the back EMF of the Motors) can be tapped.

Im folgenden soll nun der Steuerstromkreis für den Transistor 31 erläutert werden. An den Klemmen 42 und 43 einer Versorgungsquelle 44 ist ein Potentiometer 45 angeschlossen. Die Klemme 43 ist über die Leitung 46 mit dem Schaltpunkt 40 verbunden. Mit dem Schleifer 47 wird am Potentiometer 45 ein gewünschtes positives Spannungspotential abgegriffen und über einen Widerstand 48 an den Eingang eines Verstärkers 49 gegeben. Zwischen den Eingang des Verstärkers und den Schaltpunkt 40 ist ein von einem Schalter 50 überbrückter Kondensator 51 geschaltet. Ein Vergleichspotential wird dem Verstärker vom Schaltpunkt 41 zugeführt. Der Ausgang des Verstärkers 49 steuert die Basis 52 des Stromregeltransistors 31.The control circuit for transistor 31 will now be explained below. At terminals 42 and A potentiometer 45 is connected to a supply source 44. Terminal 43 is via line 46 connected to switching point 40. With the wiper 47 on the potentiometer 45 a desired positive Voltage potential is tapped and given to the input of an amplifier 49 via a resistor 48. A switch 50 is located between the input of the amplifier and the switching point 40 bridged capacitor 51 switched. A comparison potential is provided to the amplifier from the switching point 41 supplied. The output of amplifier 49 controls base 52 of current regulating transistor 31.

Zur Drehzahlvoreinstellung wird der Schleifer 47 des Potentiometers 45 in die gewünschte Stellung gebracht. Die Einschaltung des Motors erfolgt durch öffnen des Schalters 50. Dabei stellt sich das Potential am Eingang des Verstärkers 49 ausgehend vom Potential der Klemme 43 und des Schaltpunktcs 40 auf das Potential des Schleifers 47 ein. Wegen des Kondensators 51, der sich über den Widerstand 48 auflädt, erfolgt diese Potentialänderung jedoch nicht sprunghaft, sondern in einer e-Funktion ansteigend. Die Zeitkonstante aus Widerstand 48 und Kondensator 51 beträgt 1,3 see.To preset the speed, the wiper 47 of the potentiometer 45 is brought into the desired position. The motor is switched on by opening switch 50. The potential at the input is thereby established of the amplifier 49 based on the potential of the terminal 43 and the switching point cs 40 to the potential of the grinder 47. This takes place because of the capacitor 51, which is charged via the resistor 48 However, the change in potential is not sudden, but increases in an exponential function. The time constant Resistor 48 and capacitor 51 is 1.3 seconds.

Aus der über den Widerstand 48 dem Verstärker 49 zugeführten Spannung und der zwischen den Schaltpunkten 40 und 41 liegenden Spannung wird im Verstärker 49 durch Vergleichen der Spannungen eine Differenzspannung gewonnen, die gleichzeitig verstärkt wird. Diese Differenzspannung wird der Basis 52 des Transistors 31 zur Steuerung des Widerstands in der Emitter-Kollektor-Strecke zugeführt, wodurch eine Regelung der Motorklemmenspannung mit der Zeitkonstanten des ÄC-Gliedes 48, 51 erzielt wird. Die gestrichelte Linie 53 umschließt die wesentlichen Schaltelemente für die Einschaltregelung.From the voltage fed to the amplifier 49 via the resistor 48 and the voltage between the switching points 40 and 41 lying voltage is in the amplifier 49 by comparing the voltages Difference voltage gained, which is amplified at the same time. This differential voltage becomes the base 52 of the Transistor 31 supplied to control the resistance in the emitter-collector path, whereby a Regulation of the motor terminal voltage with the time constant of the ÄC element 48, 51 is achieved. the Dashed line 53 encloses the essential switching elements for the switch-on control.

Der bei diesem Ausführungsbeispiel auftretende Verlauf von Motorklemmenspannung Um, Drehzahl η und Ankerstrom /_a beim Einschalten des Motors ist in den Fig.6a —c als Funktion der Zeit t dargestellt. Die Motorklemmenspannung U_M steigt nach dem Einschalten des Motors kontinuierlich an und erreicht nach 1,3 see 63% ihres vollen Wertes von 24 Volt (F i g. 6a). Ähnlich langsam steigt auch die Drehzahl η auf 40 000 U/min an (F i g. 6b). Der Ankerstrom l_a steigt etwas schneller an. Er erreicht nach ca. 0,5 see den Wert von 0,7 A; steigt dann noch etwas weiter an und fällt dann wieder auf den Wert von 0,7 A ab, den er 1,3 see nach dem Einschalten des Motors erreicht (F i g. 6c).The course of the motor terminal voltage Um, speed η and armature current / _a occurring in this exemplary embodiment when the motor is switched on is shown in FIGS. 6a-c as a function of time t . The motor terminal voltage U _M rises continuously after the motor is switched on and reaches 63% of its full value of 24 volts after 1.3 seconds (FIG. 6a). The speed η also increases similarly slowly to 40,000 rpm (FIG. 6b). The armature current l _a rising slightly faster. After approx. 0.5 seconds it reaches the value of 0.7 A; then rises a little further and then falls again to the value of 0.7 A, which it reaches 1.3 seconds after the motor has been switched on (FIG. 6c).

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Circuit arrangement for an electric miniature motor for direct drive of a dental drill handpiece with rigid power transmission using a gear between the drive and the drill head, characterized in that into the motor circuit in order to achieve a slow increase in the terminal voltage Switching element that takes effect automatically when the motor is switched on when the motor is switched on (8; 9; 12; 16; 31) is arranged, its resistance value - when connected in parallel to the Terminals (2, 3; 35, 36) of the motor (1; 25) - or its conductance - when connected in series with the Clamping of the motor - starting in an essentially continuous function with a time constant increases from 0.3 to 10 seconds.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the switching element contains the emitter-collector path (10-11; 17-18; 32-30) of a transistor (12; 16; 31), the resistance or conductance of which on the base side ( 13; 19; 52) is controlled.

3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that for controlling the base (13; 19; 52) of the transistor (12; 16; 31) a tfC element (6, 14, 15; 20.21; 48.51) is used.

4. Circuit arrangement according to claim 3 with a largely power-independent constant speed control, in which a control variable is fed to the base of the transistor in the motor circuit via a control amplifier, which is formed from the back EMF of the motor as an actual variable and a setpoint for the speed, characterized in that the /? C element between the setpoint generator (47) and the base (52) of the Transistor (31) is turned on.

5. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that parallel to the armature winding of the Electric miniature motor (1) a capacitor (8) with the parallel connection of armature winding and capacitor (8) a resistor (6) is in series.