DE20113692U1 - Ultrasonic handpiece - Google Patents
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Description
EIBENWEG 10 D-70597 STUTTGART TEL.+ 49-711-766845 FAX +49-711-7655701EIBENWEG 10 D-70597 STUTTGART TEL.+ 49-711-766845 FAX +49-711-7655701
UltraschallhandstückUltrasonic handpiece
Anmelder: Dürr Dental GmbH & Co. KGApplicant: Dürr Dental GmbH & Co. KG
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74321 Bietigheim-Bissingen74321 Bietigheim-Bissingen
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TIT.02-052TIT.02-052
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UltraschallhandstückUltrasonic handpiece
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ultraschallhandstück gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The present invention relates to an ultrasonic handpiece according to the preamble of claim 1.
Ein Ultraschallhandstück mit einem Werkzeug zur Behandlung von Zähnen muß sehr kompakt gebaut sein, um eine gute Handhabung im begrenzten Raum der Mundhöhle zu gewährleisten. Auf engem Raum müssen ein Schwingungsgenerator, meist ein elektrostriktives Keramik-Scheibenpaket, ein Massekörper, eine an den Schwingungsgenerator angekoppelte Sonotrode, ein Umlenkring, der durch die Sonotrode angetrieben ist, eine Spannzange zum Einspannen des Werkzeugs und vorzugsweise auch ein Fluidkanal mit Düse untergebracht sein. Weiter ist es zur Arbeitserleichterung wünschenswert, daß das Handstück eine Beleuchtungseinheit umfaßt. Es wäre wünschenswert, daß eine solche Beleuchtungseinheit so wenig Platz wie möglich einnimmt.An ultrasonic handpiece with a tool for treating teeth must be very compact in order to ensure good handling in the limited space of the oral cavity. A vibration generator, usually an electrostrictive ceramic disk package, a mass body, a sonotrode coupled to the vibration generator, a deflection ring driven by the sonotrode, a collet for clamping the tool and preferably also a fluid channel with a nozzle must be accommodated in a small space. Furthermore, to make work easier, it is desirable for the handpiece to include a lighting unit. It would be desirable for such a lighting unit to take up as little space as possible.
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Aufgabe der Erfindung ist demgemäß, ein Ultraschallhandstück der genannten Art bereitzustellen, das eine platzsparende Beleuchtungsquelle aufweist.The object of the invention is therefore to provide an ultrasonic handpiece of the type mentioned, which has a space-saving illumination source.
Diese Aufgabe wird durch das Ultraschallhandstück des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the ultrasonic handpiece of claim 1.
Eine Weißlicht-LED weist den Vorteil einer sehr kleinen Bauweise bei hoher Beleuchtungsstärke auf. Weiter erfordert 0 sie nur wenig Strom bei geringer Spannung, typisch etwa im Bereich von 20 bis 60 mA bei 3V, und erzeugt somit wenig Wärme. Dadurch ist sie herkömmlichen Lichtleitern oder Glühbirnen als Beleuchtungsquelle überlegen.A white light LED has the advantage of being very small and providing high illuminance. It also requires little current at low voltage, typically in the range of 20 to 60 mA at 3V, and thus generates little heat. This makes it superior to conventional light guides or light bulbs as a source of illumination.
5 Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Weiterbildungen5 The subclaims describe advantageous further developments
AUN. 254-148AUN. 254-148
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der Erfindung.the invention.
Vorzugsweise weist die Beleuchtungseinheit des Ultraschallhandstücks mehrere Weißlicht-LEDs auf (Anspruch 2). Wegen der kleinen Bauweise der LEDs (typisch ein Quadrat mit einer Seitenlänge in der Größenordnung von 2 mm) stellt dies kein Raumproblem dar, und die Beleuchtungsstärke kann dadurch noch einmal wesentlich erhöht werden.Preferably, the lighting unit of the ultrasonic handpiece has several white light LEDs (claim 2). Due to the small design of the LEDs (typically a square with a side length of the order of 2 mm), this does not represent a space problem and the lighting intensity can be increased significantly again.
Vorteilhaft wird über der bzw. den LED(s) eine Linse angebracht (Anspruch 3). Die Linse ermöglicht die Fokussierung des aus der bzw. den LED(s) austretenden Lichts auf einen gewünschten Bereich.Advantageously, a lens is mounted above the LED(s) (claim 3). The lens enables the light emerging from the LED(s) to be focused on a desired area.
Dabei umfaßt die Linse bevorzugt einen zylindrischen Stababschnitt (Funktion als Lichtleiter) und einem Kalottenabschnitt (Linsenfunktion) (Anspruch 4). Auf diese Weise wird dafür gesorgt, daß möglichst wenig Licht der LED(s) verloren geht.The lens preferably comprises a cylindrical rod section (function as a light guide) and a dome section (lens function) (claim 4). This ensures that as little light as possible from the LED(s) is lost.
Noch bevorzugter sind Linse, bevorzugt Stablinse, und LED(s) einstückig ausgebildet (Anspruch 5). Auf diese Weise geht so gut wie überhaupt kein Licht aus der bzw. den LED(s) verloren.Even more preferably, the lens, preferably a rod lens, and the LED(s) are formed as one piece (claim 5). In this way, virtually no light is lost from the LED(s).
Die Beleuchtungseinheit ist vorzugsweise eine ein- und aussteckbare Einheit (Anspruch 6). Dies ermöglicht einen Austausch der Beleuchtungseinheit, falls eine LED oder ein Kontakt derselben defekt ist.The lighting unit is preferably a pluggable and unpluggable unit (claim 6). This enables the lighting unit to be replaced if an LED or a contact thereof is defective.
Für die praktische Verwendung ist es vorteilhaft, daß die Beleuchtungseinheit sterilisierbar ist (Anspruch 7).For practical use, it is advantageous that the lighting unit is sterilizable (claim 7).
Um die Stelle im Mund zu beleuchten, die gerade behandelt wird, ist die Lichtachse der Beleuchtungseinheit Vorzugs-In order to illuminate the area in the mouth that is currently being treated, the light axis of the lighting unit is preferred.
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weise zur Spannzangenachse geneigt (Anspruch 8).inclined to the collet axis (claim 8).
Der Schnittpunkt der Lichtachse mit der Spannzangenachse liegt dabei vorzugsweise etwa 10 bis 30 mm, insbesondere etwa 15 mm, vom Ende der Spannzange entfernt, wodurch eine optimale Beleuchtung der Stelle, an der das Werkzeug gerade eingesetzt wird, gewährleistet ist (Anspruch 9).The intersection point of the light axis with the collet axis is preferably about 10 to 30 mm, in particular about 15 mm, from the end of the collet, thereby ensuring optimal illumination of the point at which the tool is being used (claim 9).
Das Ultraschallhandstück kann weiter eine Fluidleitung umfassen, in welcher Wasser oder eine Aufschlämmung von Wasser und einem abrasiven Mittel durch eine Düse auf den Behandlungsort gelenkt werden kann (Anspruch 10).The ultrasonic handpiece may further comprise a fluid line in which water or a slurry of water and an abrasive agent can be directed through a nozzle to the treatment site (claim 10).
Eine Möglichkeit, die Beleuchtungseinheit mit elektrischem Strom zu versorgen, besteht darin, daß eine gemeinsame Steckbuchse mit dem Fluidkontakt für die Fluidleitung und dem Hochspannungskontakt für die Versorgungsleitungen des Schwingungsgenerators vorliegt (Anspruch 11). In diesem Fall muß sich außerhalb des Handstücks ein Transfor-0 mator oder ein Akkumulator bzw. eine Batterie befinden, ■welcher bzw. welche die Beleuchtungseinheit mit Gleichstrom beaufschlagt. Diese Lösung zur Versorgung der Beleuchtungseinheit mit Strom weist den Vorteil auf, daß außer den Versorgungsleitungen im Handstück keine weiteren Einrichtungen erforderlich sind.One possibility for supplying the lighting unit with electrical current is to have a common socket with the fluid contact for the fluid line and the high-voltage contact for the supply lines of the vibration generator (claim 11). In this case, a transformer or an accumulator or a battery must be located outside the handpiece, which supplies the lighting unit with direct current. This solution for supplying the lighting unit with electricity has the advantage that no further devices are required apart from the supply lines in the handpiece.
Alternativ kann die Stromversorgung der Beleuchtungseinheit mittels eines Transformators bewerkstelligt werden, dessen Primärspule an die Hochspannungsversorgungsleitungen des Schwingungsgenerators angeschlossen ist (Anspruch 12). Dadurch wird die Notwendigkeit vermieden, außerhalb des Ultraschallhandstücks eine Gleichstromquelle bereitzustellen und die bisher verwendete Steckverbindung zwischen Handstück und Versorgungsschlauch zu modifizieren.Alternatively, the power supply of the lighting unit can be provided by means of a transformer whose primary coil is connected to the high-voltage supply lines of the vibration generator (claim 12). This avoids the need to provide a direct current source outside the ultrasonic handpiece and to modify the previously used plug connection between the handpiece and the supply hose.
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Aus Platzgründen ist der Transformator vorzugsweise aus axial hintereinander liegenden Ringspulen aufgebaut (Anspruch 13). Dabei ist die Sekundärspule des Transformators zweckmäßigerweise an einen Gleichrichter angeschlossen, welcher der Beleuchtungseinheit Gleichstrom zuführt.For reasons of space, the transformer is preferably constructed from toroidal coils arranged axially one behind the other (claim 13). The secondary coil of the transformer is expediently connected to a rectifier which supplies direct current to the lighting unit.
Umfaßt die Sekundärspule nur wenige Windungen, ist auch eine radiale Verschachtelng der Spulen möglich. Dabei läßt sich die Sekundärspule dann in eine Außenhülse des Schwingungserzeugers integrieren.If the secondary coil has only a few turns, it is also possible to nest the coils radially. The secondary coil can then be integrated into an outer sleeve of the vibration generator.
Die Erfindung wird nun anhand eines Beispiels mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. In dieser sind:The invention will now be described by way of example with reference to the drawing, in which:
Figur 1 eine Schnittansicht eines Ultraschallhandstücks undFigure 1 is a sectional view of an ultrasonic handpiece and
Figur 2 ein vergrößerter Ausschnitt der Schnittansicht von Figur 1.Figure 2 is an enlarged detail of the sectional view of Figure 1.
. . .. . .
In Figur 1 bezeichnet 10 ein Ultraschallhandstück mit einem Gehäuse 12 und einer Kartusche 14. Dieses weist als Antriebselement für ein getrichelt gezeigtes Werkzeug 25 ein Scheibenpaket 16 in der Regel aus mehreren piezoelektrischen Kristallscheiben auf und ist zur Frequenzvorgabe mit einem Massekörper 35 gekoppelt. Das Scheibenpaket wird durch Versorgungsleitungen 38 mit einer Wechselstromspannung von typisch etwa hundert V ff beaufschlagt. Weiter ist das Scheibenpaket über ein Abtriebsfläche 17 an eine Sonotrode 18 angekoppelt, welche die Amplitude der erzeugten Schwingungen erhöht.In Figure 1, 10 designates an ultrasonic handpiece with a housing 12 and a cartridge 14. This has a disk pack 16, usually made of several piezoelectric crystal disks, as a drive element for a tool 25 shown in dashed lines and is coupled to a mass body 35 for frequency setting. The disk pack is supplied with an alternating current voltage of typically around 100 V ff via supply lines 38. The disk pack is also coupled via an output surface 17 to a sonotrode 18, which increases the amplitude of the vibrations generated.
Die Sonotrode 18 treibt einen Umlenkring 26 an, der die Bewegung der Sonotrode mit einer Winkelversetzung von 90° auf eine Spannzange 24 überträgt. In die SpannzangeThe sonotrode 18 drives a deflection ring 26, which transmits the movement of the sonotrode with an angular displacement of 90° to a collet 24. The collet
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24 kann ein Werkzeug 2 5 eingespannt werden.24 a tool 2 5 can be clamped.
Die Sonotrode und der Umlenkring sind durch eine Schutzkappe 22 geschützt.The sonotrode and the deflection ring are protected by a protective cap 22.
Weiter weist das Ultraschallhandstück 10 einen Fluidkanal 2 0 auf, der in einer Düse 28 endet, die Wasser oder eine Aufschlämmung 32 von abrasiven Teilchen an den Behandlungsort abgeben kann.Furthermore, the ultrasonic handpiece 10 has a fluid channel 20 which ends in a nozzle 28 which can deliver water or a slurry 32 of abrasive particles to the treatment site.
Die Fluidleitung 2 0 und die Hochspannungsleitungen 3 enden in einem Anschlußteil 15 in einem Fluidkontakt 2 0a bzw. einem elektrischen Leitungskontakt 3 8a.The fluid line 2 0 and the high-voltage lines 3 end in a connecting part 15 in a fluid contact 2 0a or an electrical line contact 3 8a.
Am Gehäuse in der Nähe des Umlenkrings 2 6 ist eine Beleuchtungseinheit 50 angeordnet. Die Stromversorgung der Beleuchtungseinheit 50 kann über eine Abzweigung' von den Hochspannungsleitungen 3 8 über einen Transformator 3 und einem diesen nachgeschalteten Gleichrichter 42 bewerkstelligt werden. Die beiden ringförmigen Spulen des Transformators 37, die Primärspule 34 und die Sekundärspule 36, umgeben den Massekörper 35 und sind axial hintereinander so angeordnet, daß ihre Achsen mit der Achse des Ultraschallhandstücks zusammenfallen.A lighting unit 50 is arranged on the housing near the deflection ring 26. The power supply of the lighting unit 50 can be provided via a branch from the high-voltage lines 38 via a transformer 3 and a rectifier 42 connected downstream of this. The two ring-shaped coils of the transformer 37, the primary coil 34 and the secondary coil 36, surround the mass body 35 and are arranged axially one behind the other so that their axes coincide with the axis of the ultrasonic handpiece.
Ggf. können dies eSpulen jedoch auch mit radial verlaufenden Achsen angeordnet sein, wobei dann das Außengehäuse im benachbarten Bereich zur Aufnahme entsprechend modifiziert werden muß. Da das Außengehäuse abnehmbar ist, ist so ein Zugang zu den Kontakten gegeben, um dises reinigen zu können.If necessary, these e-coils can also be arranged with radial axes, in which case the outer housing in the adjacent area must be modified accordingly to accommodate them. Since the outer housing is removable, access to the contacts is possible in order to clean them.
Die Primärspule 34 weist vorzugsweise eine kleine Induktivität auf, wodurch sie wenig Einfluß auf die Erregung des Scheibenpakets ausübt. Ggf. kann die Induktivität durchThe primary coil 34 preferably has a small inductance, which means that it has little influence on the excitation of the disk pack. If necessary, the inductance can be increased by
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die Kapazität des Ultraschallgenerators kompensiert sein, was weniger Blindleistung zur Folge hat.the capacity of the ultrasonic generator must be compensated, which results in less reactive power.
Die Sekundärspule 3 6 ist mit der Beleuchtungseinheit 50 durch Leitungen 66 verbunden, in die der Gleichrichter 42 eingefügt ist.The secondary coil 36 is connected to the lighting unit 50 by lines 66 into which the rectifier 42 is inserted.
Eine alternative Stromversorgung der Beleuchtungseinheit 50 findet über gestrichelt eingezeichnete Versorgungsleitungen 22 statt, welche im Anschlußteil 15 einen Kontakt 23a aufweisen. In diesem Fall wird der Gleichstrom, der für die LED(s) erforderlich ist (wie oben erwähnt etwa 2 0 mA/3V) außerhalb des Handstücks erzeugt (nicht gezeigt).An alternative power supply for the lighting unit 50 is via supply lines 22 shown in dashed lines, which have a contact 23a in the connection part 15. In this case, the direct current required for the LED(s) (as mentioned above, approximately 20 mA/3V) is generated outside the handpiece (not shown).
In Figur 2 sind Einzelheiten der Beleuchtungseinheit 50 dargestellt. Eine Diode 58 ist einstückig mit einem zylindrischen Stababschnitt 56 und einem Kalottenabschnitt 54 einer Stablinse vergossen und auf einer Kontaktplatte 60 angebracht. Die Kontaktplatte 60 ist auf den Gegenkon- -takt 62-, der an die Versorgungsleitungen 66 angeschlossen ist, aufsteckbar". Zu diesem Zweck ist am Zylinderabschnitt der Linse 54, 56 ein Stift 52 angebracht, der durch einen Schlitz 64 in dem die Beleuchtungseinheit 50 umgebenden Teil des Gehäuses 12 zusammen mit dem Rest der Beleuchtungseinheit 50 in eine Position gebracht werden kann, in der eine Verrastung vorgesehen ist. Auf diese Weise wird ein Austausch einer möglicherweise defekten Beleuchtungseinheit gegen eine neue ermöglicht.Figure 2 shows details of the lighting unit 50. A diode 58 is cast in one piece with a cylindrical rod section 56 and a dome section 54 of a rod lens and is attached to a contact plate 60. The contact plate 60 can be plugged onto the counter contact 62, which is connected to the supply lines 66. For this purpose, a pin 52 is attached to the cylindrical section of the lens 54, 56, which can be brought into a position in which a locking mechanism is provided through a slot 64 in the part of the housing 12 surrounding the lighting unit 50, together with the rest of the lighting unit 50. In this way, it is possible to exchange a possibly defective lighting unit for a new one.
Für manche Anwendungen kann der Stababschnitt 56 entfallen. Auch kann in Abwandlung die kontaktplatte entfallen und die Diode 58 angelötet sein.For some applications, the rod section 56 can be omitted. Alternatively, the contact plate can be omitted and the diode 58 can be soldered on.
In weiterer Abwandlunge können auch Beleuchtungseinheiten 50 verwendet werden, deren Komponenten in axialer RichtungIn a further modification, lighting units 50 can also be used, the components of which are arranged in the axial direction
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gesehen keinen kreisförmigen Rand sondern einen rechteckigen Rand aufweisen.do not have a circular edge but a rectangular edge.
Das Material der Stablinse mit dem Stababschnitt 56 und dem Kalottenabschnitt 58 ist so ausgewählt, daß es auf einfache Weise unter Ausbildung glatter Oberflächen mit der Diode' 58 vergießbar ist, aber dennoch heißem Wasserdampf von 12O0C bei der Sterilisation.durch Autoklavierung standhalten kann.
10The material of the rod lens with the rod section 56 and the dome section 58 is selected so that it can be easily cast with the diode 58 to form smooth surfaces, but can still withstand hot steam of 120 0 C during sterilization by autoclaving.
10
Die Neigung der Achse 59 der Beleuchtungseinheit 50 relativ zur Achse 25 dere Spannzange 24 ist so bemessen, daß sich die beiden Achsen 59, 25 in einem Schnittpunkt 61 schneiden, der etwa 15 mm unterhalb des Endes der Spannzange liegt.The inclination of the axis 59 of the lighting unit 50 relative to the axis 25 of the collet 24 is such that the two axes 59, 25 intersect at an intersection point 61 which is approximately 15 mm below the end of the collet.
Claims (14)
einen Massekörper (35), einen mit Wechselspannung beaufschlagten Schwingungsgenerator (16), eine Sonotrode (18), die an den Schwingungsgenerator (16) angekoppelt ist, und eine Spannzange (24), die durch die Sonotrode (18) direkt oder über eine Umlenkeinheit (26) angetrieben ist und mit einem Werkzeug (25) verbindbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Gehäuse (12) in der Nachbarschaft der Spannzange (24) eine Beleuchtungseinheit (50) aufweist, die mindestens eine Weißlicht-LED (54) umfaßt. 1. Ultrasonic handpiece comprising a housing ( 12 ),
a mass body ( 35 ), a vibration generator ( 16 ) supplied with alternating voltage, a sonotrode ( 18 ) coupled to the vibration generator ( 16 ), and a collet chuck ( 24 ) driven by the sonotrode ( 18 ) directly or via a deflection unit ( 26 ) and connectable to a tool ( 25 ),
characterized in that
the housing ( 12 ) has a lighting unit ( 50 ) in the vicinity of the collet ( 24 ) which comprises at least one white light LED ( 54 ).
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