DE2417890C3 - Zahnärztliche Einrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine zahnärztliche Einrichtung für mindestens ein zahnärztliches Handstück mit einem aus einer Druckluftquelle über eine Druckluftleitung gespeisten Druckluftmotorantrieb, dessen D'ehzah! durch Verändern eines auf ein die Druckluft steuernden Steuerventils wirkenden Einstellgliedes einer pneumatischen, vorzugsweise in Form eines Fußschalters ausgebildeten Steuervorrichtung veränderbar ist und ein weiteres Handstück mit einem Elektromotorantrieb, der über ein pneumatisch gesteuertes, elektrisches Schaltglied ein- und ausschakbar ist up.d dessen Drehzahl mittels eines elektrischen Steuergliedes, vorzugsweise eines Potentiometers, steuerbar ist.

Eine solche Einrichtung ist beispielsweise in der dcutsehen Patentschrift 12 97 808 beschrieben. Die Einrichtung enthält ein Handstück mit Druckluftmotorantrieb (Turbine) und ein Handstück mit Elektromotorantrieb. Der Druckluftmotorantrieb wird über Ventile gesteuert, die in einer Fußsteuervorrichtung untergebracht sind.

μ Der Elektromotorantrieb wird über einen Membranschalter eingeschaltet bzw. das Einschalten vorbereitet; eine Steuerung der Drehzahl muß über ein separates Einstellglied außerhalb der Fußsleuervorrichtung vorgenommen werden.

Es; sind ferner zahnärztliche Geräte bekannt, die nur Handstückc mit pneumatischem Antrieb (Turbine oder Luftmotor) aufweisen, die also keinerlei elektrische Vcrsorgungstcilc, wie Magnetventile, elektrische Schalter od. dgl., enthalten. Die die Antriebe d> :^v«r Handstückc steuernden Vorrichtungen sind hier rein pneumatischer Art, d. h. mit dem Einslcllglicd (Trittplatte, Schwenkhebel cd. dgl.) der Fußsteuervorrichtung werden über mechanische Stellmittel (z. B. Kipphebel, Stößel) unmittelbar die den Durchfluß bestimmenden Druckluftveniile geschaltet.

Nachdem die Drucklufimotorantriebe relativ hochtourig sind (sog. Highspeed-Antriebe) ist es häufig erwünscht, ein solches Gerät nachträglich noch mit einem Handstück mit niederiourigem Elektromotorantrieb (sog. Lowspeed-Antrieb) auszustatten. Ein solch nachträglicher Ausbau sollte möglich sein, ohne daß ein nennenswerter Eingriff in das bestehende Gerät vorgenommen und auf die gewohnte Bedienung des Gerätes mit dem bereits vorhandenen pneumatischen Fußschalter verzichtet werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zahnärztliche Einrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß mit den ausschließlich für die Steuerung des pneumatischen Antriebs vorgesche-

bo nen Steuermittel auch die Drehzahl eines Elektromotorantricbs gesteuert werden kann, und zwar ohne d;ili hierzu aufwendige An- oder Umbauten an der Steuervorrichtung (■/.. B. am Fußcontroller) erforderlich sind. Insbesondere soll ein Nachrüsten eines rein pncumii-

b^r) lisch ausgelegten zahnärztlichen Gerätes, das also nur Handstückc mit pneumatischen Antrieben enthalt, mit einem Handstück mit Elcktromotornniricb möglich sein, ohne da!) es hierzu eines nennenswerten Eingriffes

in die gegebene Konstruktion des Gerätes bedarf.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß an der vom Druckluftsteuerventil wegführenden Druckluftleitung eine Leitung abzweigt, die mit der Luftkammer eines pneumatisch-elektrischen Wandlers verbunden ist, und daß das elektrische Steuerglied zur Steuerung der Drehzahl des Elektromotorantriebs mit dem sich in Abhängigkeit vom Luftdruck ändernden Teil des Wandlers derart gekuppelt ist, daß mit ansteigendem Luftdruck das Steuerglied im Sinne einer Erhöhung der Klemmenspannung des Elektromotorantriebs verändert wird.

Die gemäß der Erfindung vorgeschlagene Lösung hat den Vorteil, daß jedes zahnärztliche Gerät mit rein pneumatisch arbeitenden Antrieben, bei dem also keinerlei elektrische Versorgungsanschlüsse od. dgl. vorhanden sind, auch nachträglich leicht mit einem Handstück mit Elektromotorantrieb ausgestattet werden und die Bedienung des Elektromotor-Handstückcs mit der vorhandenen, für das Handstück mit Druckluftmoiorantrieb bestimmten, rein pneumatischen Steuervorrichtung erfolgen kann, ohne daß der Aufbau dei Steuervorrichtung verändert zu werden braucht oder daß größere Umbauten vorgenommen werden müssen. Es ist lediglich an der ohnehin vorhandenen Druckluftleitung zum Druckluftmotorantrieb eine Abzweigung einzusetzen. Der Wandler und das mit ihm gekuppelte Steuerglied können, sofern es die Platzverhältnisse in der vorhandenen Steuervorrichtung zulassen, im Gehäuse der Steuervorrichtung und wenn nicht, dann außerhalb, z. B. im Gehäuse eines zahnärztlichen Geräteuntts, untergebracht werden. Letzteres hätte den weiteren Vorteil, daß die Fußsteuervorrichtung völlig frei wäre von elektrischen Bauteilen und demnach zu dieser keine elektrischen Kabel hingeführt zu werden brauchen.

Hinsichtlich der Bedienung der Einrichtung ergibt sich ebenfalls eine Vereinfachung, weil der Druckluftmotorantrieb und der Elektromotorantrieb gemeinsam über die pneumatische Steuervorrichtung gesteuert werden können. Eine solche gemeinsame Steuermöglichkeit von pneumatischen und elektrischen Antrieben ist zwar bei zahnärztlichen Geräten bekannt. Bei einem bekannten solchen Gerät (US-PS 32 09 457) ist jedoch die Fußsteuervorrichtung von Haus aus konstruktiv auf die Anordnung der elektrischen Sleucrgiieder zur Veränderung der Drehzahl des Elektromotorantriebs festgelegt. Zur Steuerung des Druckluftmotors ist mit dem Schwenkhebel der Fußstcucrvorrichtung, mit dem an sich der Elektromotorantrieb gesteuert wird, ein Schieber gekuppelt, der auf einen Stößel eines an der Steuervorrichtung angebauten Ventils mechanisch wirkt. Eine solche Einrichtung ist nicht dazu geeignet, ein Gerät mit rein pneumatischen Antrieben mit einem Elektromotorantrieb nachzurürten, ohne die vorhandene Fußsteuervorrichtung austauschen oder umbauen zu müssen.

Der pneumatisch-elektrische Wandler hat hier eine spezielle Steuerfunktion, im Gegensatz zu den an sich in der Meßtechnik bekannten Meßwertgebern (Zeitschrift »Electronics« vom 4.12.72 und Prospekt »National-Semiconductor«), die eine Meßgröße (Druck, Durchflußmenge od. dgl.) erfassen und diese in Form von elektrischen Signalen am Meßinstrument anzeigen.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbcispiclcs anhand der Zeichnung und den Un'eransprüchen.

Die Fig. 1 zeigt den Aufbau der Steuereinrichtung in swirk vereinfachter Darstellung; für die Erfindung nicht wesentliche Teile sind der besseren Übersichtlichkeit wegen weggelassen worden.

Mit 1 ist ein zahnärztliches Handstück mit einem Druckluftmotor-Direktantrieb (Turbine oder Luftmotor) bezeichnet, welches in einer Ablagevorrichtung 2 gehaltert ist. Die Ablagevorrichtung 2 ist an einem ortsfesten Teil 3 eines nicht dargestellten Gerätes beweglich derart gelagert, daß bei Entnahme des Handstückes 1 aus der Ablagevorrichtung 2 diese durch die Kraft einer

ίο Feder 4 !eicht angehoben wird. Mit der Ablagevorrichtung 2 ist über ein nicht dargestelltes Stellglied, beispielsweise eines Stößels oder Kipphebels, ein Druckluftventil 5 gekoppelt, welches bei abgelegtem Handstück 1 geschlossen und bei entnommenem Handstück geöffnet ist Mit dem Druckluftventil 5 wird über eine Druckluftleitung 6 dem Antriebsmotor Druckluft aus einem Behälter 7 zugeführt. In die D:,uckluftleitung 6 ist noch ein Druckreduzierventil 8 eingeschaltet. Mit 9 ist ein in einer in der Figur mit 10 angedeuteten Fußsteuervorrichtung angeordnetes Steuerv<r:il bezeichnet. Die Füßsicuervorrichtung ίθ ist in bekannter Weise ausgebildet und enthält einen mit dem Fuß zu betätigenden Schwenkhebel 11, der über ein mechanisches Stellglied (Stößel, Kipphebel od. dgl.) mit dem Ventil 9 so verbunden ist daß bei einem Auslenken des Schwenkhebels aus einer Ruhestellung der Durchflußquerschnitt des Ventils stetig vergrößert wird. Mit einer Änderung der Durchflußmenge kann so die Drehzahl des Druckluftmotorantriebs in bestimmten Grenze,-: verändert werden.

Mit 12 und 13 sind in das Handstück 1 einmündende Leitungen zur Zuführung von Sprayluft und Spraywasser bezeichnet. Nachdem die Steuerung dieser Medien für die Erfindung nicht wesentlich ist, wurde der Über-

J5 sichtlichkeit wegen auf eine Darstellung der Steuerung über die Fußsteuervorrichtung 10 verzichtet. Eine Steuerung dieser Medien kann beispielsweise in der dort genannten deutschen Patentschrift beschriebenen Weise erfolgen.

Entsprechend der beschriebenen Anordnung können noch weitere Handstücke mit Druckluftmotor-Direktantrieben angeschlossen sein. Das Einschalten der Druckluft und die Steuerung des Durchflusses erfolgt dann ebenfalls über die gemeinsame Fußsteuervorrichlung ίθ.

Dem Handstück 1 mit dem Druckluftmotor-Direktantrieb ist nun ein weiteres Handstück 14 mit einem Elektromotor-Direktantrieb (mit M bezeichnet) zugeordnet, das wie das Handstück 1 bei Nichtgebrauch in

so einer Ablagevorrichtung 15, die mit einem Ventil 16 gekoppelt ist, abgelegt ist.

Die Zuführung der elektrischen Energie an den Mo-Or :.rf.jlgi über Leitungen 17, die am Ausgang 18 einer Versorgungseinrichtung 19 angeschlossen sind. Die Versorgungseinrichtung 19 wird mit einer Spannung (7=24 V gespeist. Sie weist ferner Anschlüsse 20 bus 24 auf; die Anschlüsse 22 bis 24 sind mit einem einstellbaren Widerstand 25 und die Anschlüsse 20, 21 mit einem Schalter 26 mit Ruhekontakt verbunden. Der Schalten kontakt 2b sowie der veränderbare Abgriff 27 des einstellbaren Widerstandes 25 sind mit einer gebogenen Rohrfeder 28 eines pneumatisch elektrischen Wandler: 29 gekoppelt, der über eine Druckluftleitung 30 mit dem Ventil 16 verbunden ist. Das Ventil 16 ist eingangsseitig über eine Leitung 31 mit der Druckluftleitung 6 verbunden. Die Leitung 31 kann entweder unmittelbar nach dem Fußschalter 10 (strichpunktierte Darstellung) oder im Gerät (in dem die Handstücke gehaltert sind) abge-

zweigt werden. Mit 32 und 33 sind Leitungen zur Zuführung von Kühlluft und Spraywasser an das Handstück 14 bezeichnet. Auch hier wurde der besseren Übersichtlichkeit wegen auf eine Darstellung der Steuerung dieser Medien verzichtet, da sie in bekannter Weise erfol- ■> gen kann. Mit 34 ist eine in die Leitung 30 geschaltete Entlüftungsdüse bezeichnet, mit der der Staudruck nach dem Abschalten des Antriebs im Leitungssystem abgebaut werden kann. Die Öffnung der Düse ist so bemessen, daß etwa 3 bis 20 Nl/min Luft abströmen können. was zu einem raschen Entlüften der Leitung 30 und der Luftkammer des Wandlers 29 ausreicht. An Stelle der Düse 34 kann auch die Motorkühlluft vom Ventil 16 aus abgenommen werden, indem die Kühlluftleitung 32 mit dem Ausgang des Ventils 16 verbunden ist. r>

Die Teile 14, 15 und 17 bis 27 sowie 32 und 33 stellen eine an sich bekannte Steuervorrichtung für ein Handstück mit Elektromotorantrieb dar. Einzelheiten der Versorgungseinrichtung 19 sind — ua diese beispielsweise in der DE-OS 23 39 827 beschrieben ist — im Rahmen dieser Erfindung nicht näher erläutert. Es sei hier lediglich darauf hingewiesen, daß, wenn der Schalter 26 geöffnet und das Potentiometer 23 durch Verändern des Abgriffes 27 verstellt wird, die Ausgangsspannung an den Klemmen 18 erhöht wird, was zu einer höheren Motorspannung und damit zu einer höheren Drehzahl des Motors führt.

Es wird darauf hingewiesen, daß an Stelle der gebogenen Rohrfeder auch ein anders ausgebildeter Wandler vorgesehen werden k, nn: z. B. ist es denkbar, eine Zylin- jo der-Kolben-Anordnung mit entsprechender Dimensionierung vorzusehen, mit der in Abhängigkeit vom anstehenden Druck in der Stcuerleitung 6 das Potentiometer zur Änderung der Drehzahl des Elektromotors verstellt wird.

Die F i g. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung Ein-

/ffüdicfä 29. Auf £ίΠ£Γ Trägerplatte 35 ϊ5 crvorrichtung 10 geöffnet. Die Druckluft strömt über die Leitungen 6, 31 und i0 an den Druckwandler 29 in die Rohrfeder 28 ein. Bei einem Druck von etwa 0,2 atü wird die ringförmige Rohrfeder gedehnt; die in Ruhestellung geschlossenen Kontakte 40 und 41 des Schal ters 26 öffnen. Bei weiterer Verstellung wird der Schleifkontakt 27 des Potentiometers 25 verstellt, was über die Steuerclcktronik 19 zu einer Änderung der Ausgangsspannung an den Klemmen 18 führt. Bei vollem Druck, der etwa 4 atü beträgt, wird die größte Spannung an den Klemmen 18 und damit an den im Handstück angeordneten Motor abgegeben, was einer maximalen Drehzahl des Motors entspricht.

Hinsichtlich der Funktion des in Ruhestellung geschlossenen Schaltkontaktes sei noch erwähnt, daß mit dem Offnen des Schaltkontaktcs 26 zwei den Motorstrom steuernde Transistoren geschlossen sind, so daß die an den Klemmen 18 anliegende Spannung Null ist. ßci «-,üsgclc.-.klcir, Fußschalter offne', der Ruhekcp.'.aki. Über ein /?C-Zeilglied werden die genannten Transistoren durchgesteuert. Je mehr nun der Schwenkhebel ausgeicnkt wird, desto größer wird der Druck auf die Feder und desto mehr wird das Potentiometer ausgelcnkt. Die den Motorstrom steuernden Transistoren öffnen dadurch immer mehr, was zu einer Erhöhung der Spannung am Motor und damit zu einer Erhöhung der Drehzahl führt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

ein Block 36 angeordnet, der ein Druckanschlußteil 37 für den Anschluß der in Fig. 1 mit 30 bezeichneten Druckluftleitung aufweist. Das Druckanschlußteil 37 ist mit der gebogenen, innen hohlen Rohrfeder 28 verbunden, die am Block 36 angelötet ist. Am freien Ende 38 der Rohrfeder 28 ist ein Mitnehmer 39 angeordnet, auf dem der veränderbare Abgriff 27 des einstellbaren Widerstandes 25 befestigt ist. An der Trägerplatte 35 sind zwei den Schalter 26 bildende Kontaktblättchen 40, 41 angeordnet, die in der Ruhestellung, also bei drucklosem Wandler 29, mittels eines Druckteiles 42 im Sinne einer Kontaktgabe zusammengedrückt werden. Die Kontaktblättchen 40, 41 sowie die Abgriffe des Potentiometers 25 sind mit Steckzungen 43 verbunden, die an einer Seite des Trägerteils 35 aus diesem herausragen. Diesen Steckzungen 43 entsprechend sind die korrespondierenden Gegenkontakte 20 bis 24 der Versorgungseinrichtung 19 (F i g. 1) ausgebildet Der gesamte Wandler kann so durch einfaches Aufstecken auf die Versorgungseinheit 19 sehr rasch betriebsbereit gemacht werden. Die Verbindung der einzelnen Kontakte mit den Steckzungen 43 ist gestrichelt dargestellt Für den veränderbaren Mittel?bgriff 27 erfolgte die Kontaktgabe über die elek- bo irisch leitend ausgebildete Rohrfeder 28 und den ebenfalls elektrisch leitend ausgebildeten Block 36.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende:
Wird beispielsweise das Elektromotorhandstück 14 aus seine; Ablage entnommen, wird das Ventil 16 {mcchanisch) geöffnet Das Handstück ist somit in einer vorbereiteten Betriebsstellung. Mit dem Auslenken des Schwenkhebels Il wird das Steuerventil 9 der l'uüsteu-

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Zahnärztliche Einrichtung für mindestens ein zahnärztliches Handstück mit einem aus einer Druckluftquelle über eine Druckiuftleitung gespeisten Druckluftmotorantrieb, dessen Drehzahl durch Verändern eines auf ein die Druckluft steuernden Steuerventils wirkenden Einstellgliedes einer pneumatischen, vorzugsweise in Form eines Fußschalters ausgebildeten Steuervorrichtung veränderbar ist und ein weiteres Handstück mit einem Elektromotorantrieb, der über ein pneumatisch gesteuertes, elektrisches Schaltgiied ein- und ausschaltbar ist und dessen Drehzahl mittels eines elektrischen Steuergiiedes, vorzugsweise eines Potentiometers, steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der vom Druckluftsteuerventil (9) wegführenden Druckluftleitung (6) eine Leitung (30, 31) abzweigt, die mit der I uftkammer eines pneumatisch-elektrischen WandSsss (29) verbunden ist. und daß das elektrische Steuerglied (25) zur Steuerung der Drehzahl des Elektromotorantriebs (M) mit dem sich in Abhängigkeit vom Luftdruck ändernden Teil (28) des Wandlers (29) derart gekuppelt ist, daß mit ansteigendem Luftdruck das Steuerglied (25) im Sinne einer Erhöhung der Klemmenspannung des Elektromotorantriebs (M) verändert wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (26) zum Ein- und Ausschalten des Elektromotorantriebs (M) ebenfalls mit dem verstellbaren Teil (28) des Wandlers (29) gekuppelt ist

3. Einrichtung nach Anspruch I oder 2, mit einem von der Steuervorrichtung aus bt.atigbaren Druckluftsteuerventil zum Ändern der Durchflußmenge der zum Druckluftmotorantrieb führenden Druckluft, einem in Abhängigkeit von der Benutzung des Handstückes mit Druckluftmotorantrieb ansprechenden Durchlaßventil zur Freigabe der Druckluft an den Druckluftmotor, dadurch gekennzeichnet, daß dem Handstück (14) mit dem Elektromotorantrieb (M) ein weiteres, in Abhängigkeit von der Benutzung dieses Handstückes ansprechendes Durchlaßventil (16) zugeordnet ist, welches eingangsseitig mit der zwischen dem Steuerventil (9) und dem Durchlaßventil (16) befindlichen Druckluftleitung (31) und ausgangsseitig mit dem pneumatisch-elektrischen Wandler (28,29) verbunden ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (28, 29), das elektrische Schaltglied (26) und das elektrische Steuerglied (25) zu einer funktionellen Einheit auf einem gemeinsamen Trägerteil (35) angeordnet sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (35) mit leicht lösbaren Anschlußgliedern, vorzugsweise Steckkontakten (43) zum Anschluß an die Versorgungseinrichtung (19) für den ElcktromotorantriebfA·^ versehen ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (29) von der pneumatischen Steuervorrichtung (10) räumlich getrennt angeordnet ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägericil (35) die gesamte Versorgungseinrichtung (19) für den ElcktromotorantriebfM^aufnimmt.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 7,

dadurch gekennzeichnet, daß als Wandler eine gebogene Rohrfeder (28) verwendet ist, an deren freiem Ende (38) der veränderbare Abgriff (27) eines einstellbaren Widerstandes (25) sowie ein Mitnehmer (42) zum öffnen bzw. Schließen des elektrischen Schaltgiiedes (26) angeordnet sind.