DE3105976C2

DE3105976C2 - Vorrichtung zum Steuern der Wasserzufuhr und zum Verhindern des Austropfens von Wasser bei einem turbinengetriebenen zahnärztlichen Handstück

Info

Publication number: DE3105976C2
Application number: DE19813105976
Authority: DE
Inventors: Takahiro Uji Matsui
Original assignee: J Morita Manufaturing Corp
Current assignee: J Morita Manufaturing Corp
Priority date: 1980-02-19
Filing date: 1981-02-18
Publication date: 1985-01-10
Also published as: JPS56124415U; JPS60885Y2; DE3105976A1

Abstract

Vorrichtung zum Steuern der Wasserzufuhr und zum Verhindern des Austropfens von Wasser bei einem turbinengetriebenen zahnärztlichen Handstück. Das Schließen und Öffnen der mit einem Wasserabsperrorgan versehenen eigentlichen Steuervorrichtung erfolgt durch Druckluft, die mittels eines Magnetventils zugeführt wird, das mit der eigentlichen Steuervorrichtung verbunden ist. Nachdem das Magnetventil vom Schließzustand in den Offenzustand überführt ist, wird in der Steuervorrichtung ein Unterdruck ausgebildet, aufgrunddessen in der Wasserzufuhrleitung befindliches Wasser von der Handstückseite zur Seite der Steuervorrichtung gesaugt wird. Es erfolgt eine wirkungsvolle Steuerung der Wasserzufuhr bei sicherem Verhindern des Austropfens von Wasser ohne Kurzschlußgefahr. Die Betätigungsenergie ist besonders klein.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern der Wasserzufuhr und zum Verhindern des Austropfens von Wasser bei einem turbinengetriebenen zahnärztlichen Handstück, mit einem die Zufuhr von Wasser zu dem Handstück über eine Wasserzufuhrleitung steuernden Magnetventil und mit einer an die Wasserzufuhrleitung angeschlossenen Wasserkammer, deren Fassungsvermögen mittels einer Verstelleinrichtung unter dem Einfluß eines Druckluftstromes verringerbar sowie nach Absperren des Druckluftstromes und der Wasserzufuhr unter Ausbildung eines Unterdruckes in der Wasserkammer vergrößerbar ist.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-AS 77 379) ist die Wasserkammer über ein erstes Rückschlagventil mit der Einlaßseite sowie über ein zweites Rückschlagventil mit der Auslaßseite des einen Magnetventils verbunden, und zum Steuern des Druckluftstromes ist ein weiteres Magnetventil vorgesehen. Die beiden Magnetventile werden über eine Folgesteuerung in vorbestimmter gegenseitiger zeitlicher Versetzung betätigt. Die bekannte Vorrichtung ist verhältnismäßig sperrig und aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, die mit geringerem Aufwand auskommt und besonders kompakt aufgebaut werden

μ kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Magnetventil zugleich zur Steuerung des Druckluftstromes ausgebildet ist und einen Lufteinlaß,

einen Luftauslaß und eine Luftzufuhröffnung aufweist, die bei nichtbetätigtem Magnetventil mit dem Luftauslaß und bei betätigtem Magnetventil mit dem Lufteinlaß verbunden ist, daß in der Wasserzufuhrleitung eine Wassereinlaßkammer und eine damit über einen Ventildurchlaß verbundene Wasserauslaßkammer liegen, welche die Wasserkammer mit änderbarem Fassungsvermögen bildet, daß durch den Ventildurchlaß eine Ventilstange hindurohreicht, die einen in Richtung auf den Ventildurchlaß vorgespannten Ventilkörper zum Verschließen des Ventildurchlasses aufweist, daß die Verstelleinrichtung in Richtung auf das Magnetventil vorgespannt und bei nichtbetätigtem Magnetventil gegen dieses unter Aufrechterhaltung eines maximalen Fassungsvermögens der Wasserauslaßkammer angepreßt ist, daß bei betätigtem Magnetventil die Verstelleinrichtung unter dem Einfluß der über die Luftzufuhröffnung zuströmenden Druckluft und unter Verkleinerung des Fassungsvermögens der Wasserauslaßkammer in Richtung auf die Ventilstange bewegbar ist und schließlich auf diese einen Druck ausübt, unter dessen Einfluß der zuvor mittels des Ventilkörpers verschlossene Ventildurchlaß öffnet, und daß die Verstelleinrichtung beim Obergang des Magnetventils in die nichtbetätigte Stellung in Richtung auf das Magnetventil zurückführbar ist und dabei zunächst die Ventilstange für ein Verschließen des Ventildurchlasses mittels des Ventilkörpers freigibt und anschließend den Unterdruck in der Wasserauslaßkammer ausbildet

Die Vorrichtung nach der Erfindung kommt mit einem einzigen Magnetventil aus und erfordert keine zusätzlichen Rückschlagventile. Auch eine Folgesteuerung für eine zeitlich gestaffelte Ansteuerung mehrerer Ventile entfällt. Es wird infolgedessen eine sehr kompakte und relativ einfache sowie betriebssichere Gesamtanordnung erhalten. Von Vorteil ist ferner, daß der Druckluftkreis in der Weise Priorität gegenüber dem Wasserkreis hat, daß ohne die Bereitstellung von Druckluft eine Wasserzufuhr selbst dann nicht erfolgt, wenn das die Wasserzufuhr steuernde Magnetventil betätigt wird.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Steuervorrichtung und das Magnetventil im nichtbetätigten Zustand des Magnetventils,

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A der F i g. 1,

F i g. 3 einen Schnitt ähnlich. F i g. 1 bei betätigtem Magnetventil, sowie

F i g. 4 und 5 Teillängsschnitte weiterer Ausführungsformen der Steuervorrichtung.

Die Steuervorrichtung 1 ist über eine Wassereinlaßleitung 2 an eine Wasserquelle S angeschlossen. Eine Wasserauslaßleitung 3 ist mit einer Düse eines Handstücks H verbunden. Luftdichte W-assereinlaß- und Wasserauslaßkammern 4, 5 stehen mit der Wassereinlaßleitung 2 bzw. der Wasserauslaßleitung 3 in Verbindung. Ein Ventildurchlaß 6 reicht von der Wassereinlaßkammer 4 zur Wasserauslaßkarr.mer 5. Eine Ventilstange 7 trägt einen in der Wassereinlaßkammer 4 untergebrachten Ventilkörper 8 und ist in dem Ventildurchlaß 6 verschiebbar. Die Ventilstange 7 wird mittels einer Feder 9 derart vorgespannt, daß der Ventildurchlaß 6 normalerweise mittels de* Ventilkörpers 8 abgeschlossen wird. Das Fassungsvermögen der Wasserauslaßkammer 5 läßt sich durch Verstellen eines eine Dichtung 10a tragenden Kolbens 10 verändern, der in der Wasserauslaßkammer 5 sitzt. Ein stangenförmiger Ansatz 10' stent vom unteren Ende des Kolbens 10 ab; er greift in Axialrichtung der Ventilstange verschiebbar in die Ventilstange 7 ein. Mit der Steuervorrichtung 1 ist ein Dreiwege-Magnetventil 11 verschraubt, wobei eine Packung 12 für eine Abdichtung sorgt Der Kolben 10 wird normalerweise mittels einer Feder 14 gegen eine Anlagefläche

ίο 13 des Magnetventils 11 gehalten. Die Wasserauslaßkammer 5 hat ihr maximales Fassungsvermögen, wenn der Kolben 10 an der Anlagefläche 13 des Magnetventils 11 anliegt

Ein mit einer Öffnung 16 in Verbindung stehender Lufteinlaß 15 ist an eine Druckluftquelle Si angeschlossen. Ein bewegbarer Kern 17 trägt an seinem unteren und seinem oberen Ende Ventilkörper 18 bzw. 19. Kanäle 20 erstrecken sich an der Umfangsfläche des bewegbaren Kerns 17. Normalerweise wird der Ventilkörper

Μ 18 mittels einer Feder 21 gegen die öffnung 16 gepreßt, um auf diese Weise die öffnung r» abzusperren. Ein fester Kern 22, der in seinem mittleren Bereich mit einem ins Freie führenden Luftauslaß 23 versehen ist, ist mit dem Dreiwege-Magnetventil 11 über ein Rohr 24 und einen Schraubring 25 verschraubt Ein O-Ring 26 sorgt für einen luftdichten Abschluß zwischen dem Schraubring 25 und dem Magnetventil 11. Das Magnetventil 11 weist eine Magnetspule 27 auf. Druckluft zum Betätigen des Kolbens 10 wird über eine Luftzufuhröffnung 28 zugeleitet

Wenn die öffnung 16 am Ende des Lufteinlasses 15 abgesperrt ist bringt das Dreiwege-Magnetventil 11 die Luftzufuhröffnung 28 über die Kanäle 20 an der Umfangsfläche des bewegbaren Kerns 17 mit dem Luftauslaß 23 in Verbindung. Bei abgeschlossenem Luftauslaß 23 wird die Luftzufuhröffnung 28 mit dem Lufteinlaß 15 über die öffnung 16 in Verbindung gebracht Die Wassereinlaßkammer 4 und die Wasserauslaßkammer 5 liegen in einer zum Handstück H führenden Wasserzufuhrleitung P\ in Reihe miteinander. Die Wasserquelle 5 ic; an das vom Handstück abliegende Ende der Wasserzufuhrleitung P\ angeschlossen. Der Lufteinlaß 15 ist mit einer Luftzufuhrleitung Pz verbunden, die von einer Luftzufuhrleitung P₂ abzweigt. Die Leitung Pt reicht von der Druckluftquelle S\ zum Handstück H, um die Turbine des Handstücks anzutreiben.

Wenn die Magnetspule 27 nicht erregt ist, befinden sich die verschiedenen Teile der Vorrichtung in der in F i g. I veranschaulichten Lage. Das über die Wassereinlaßleitung 2 eingespeiste Wasser verbleibt in der Kammer 4. Die dem Lufteinlaß 15 zugehende Druckluft kann nicht weiterströmen, weil die Öffnung 16 mittels Jes Ve-iükörpers 18 abgesperrt ist Wenn die Magnetspule 27 erregt wird, wird der bewegbare Kern 17 angezogen und entsprechend F i g. 3 entgegen der Kraft der Feder 21 bis zur Anlage am festen Kern 22 verstellt. Der Ke>-n 17 sperrt mit dem Ventilkörper 19 den Luftauslaß 23 ab, während die öffnung 16 freigegeben wird. Druckluft gelangt über die Luftzufuhröffnung 28 zu einer Luftkammer 29 zwischen dem Kolben 10 und dem Dreiwege-Magnetventil 11. Durch die Einspeisung von Druckluft wird der Kolben 10 entgegen der Kraft der Feder 14 in Richtung auf die Ventilstange 7 bewegt. Das obere Ende 31 der Ventilstange 7 wird in Kontakt mit der Stirnfläche 30 des Kolbeivs 10 gebracht. Der Kolben 10 verstellt die Ventilstange 7 entgegen der Kraft der Federn 14 und 9 sowie entgegen dem Wasserdruck, bis sich das untere Ende 32 der Ventilstange 7 gegen eine kon-

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kave Fläche 34 eines Deckels 33 anlegt. Der Ventil- bier Balgen 35, dessen oberes Ende 36 zwischen dem durchlaß 6 wird auf diese Weise vom Ventilkörper 8 Magnetventil 11 und der damit verschraubten Steuerfreigegeben. Die Wassereinlaßkammer 4 kommt in Ver- vorrichtung 1 eingeklemmt ist. Ein stangeriförmiger Anbindung mit der Wasserauslaßkammer 5. Wasser strömt satz 37 steht von dem geschlossenen unteren Ende des von der Einlaßkammer 4 über die Auslaßkammer 5, die 5 Balgens 35 nach unten ab. Der Ansatz 37 greift in Axial-Wasserauslaßleitung 3 und die Wasserzufubrleitung P\ richtung der Ventilstange 7 verstellbar in die Ventilsianzum Handstück H; es tritt aus der Düse des Handstücks gc ein. Die Feder »4 spannt den Balgen 35 normalerwei-H aus. se in Richtung auf das Magnetventil 11 vor.

Wenn die Magnetspule 27 entregt wird, wird der be- Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist in <!er

wegbare Kern 17 mittels der Feder 21 zurückgeführt, in Wasserauslaßkammer 5 eine Membran 38 unterge-Der Ventilkörper 18 schließt die Öffnung 16 ab, wo- bracht, deren Außenrand 39 zwischen dem Magnetvendurch die Druckluftzufuhr abgesperrt wird. Gleichzeitig til 11 und der damit verschraubten Steuervorrichtung damit wird die Druckluft in der Luftkammer 29 zwi- eingeklemmt ist. Mit der Unterseite der Membran 38 ist sehen dem Dreiwege-Magnetventil 11 und dem Kolben ein stangenförmiger Ansatz 40 verbunden, beispielswci-

10 über die Luftzufuhröffnung 28, die Kanäle 20 und den 15 se verschraubt. Der Ansatz 40 greift in die Ventilstange Luftauslaß 23 sofort ins Freie abgelassen. Aufgrund der 7 gleitbeweglich ein. Normalerweise wird mittels der Freigabe der Druckluft in der Luftkammer 29 werden Feder 14 über den Ansatz 40 auf die Membran 38 eine die Ventüstange 7 und der Kolben 10 mittels der Federn zum Magnetventil 11 hin gerichtete Vorspannkraft aus-

9 und 14 in ihre Ausgangslage zurückgebracht Zunächst geübt.

bewegen sich die Ventilstange 7 und der Kolben 10 20 Die Arbeitsweise der Ausführungsformen nach den zusammen, wobei die Stirnfläche 30 des Kolbens 10 am F i g. 4 und 5 stimmt mit derjenigen des ersten Ausfühoberen Ende 31 der Ventilstange 7 anliegt. Die gemein- rungsbeispiels mit der Ausnahme überein, daß die hinsame Bewegung erfolgt, bis der Ventilkörper 8 den Ven- und hergehende Bewegung des Kolbens durch eine Vertildurchlaß 6 abschließt. Sobald dies der Fall ist wird die Stellbewegung des Balgens 35 oder der Membran Wasserzufuhr von der Wassereinlaßkammer 4 zur Was- 25 ersetzt ist.

serauslaßkammer 5 abgesperrt. Von da an wird der KoI- Die erläuterte Vorrichtung erlaubt eine wirkungsvol-

ben 10 mittels der Feder 14 weiter verstellt bis er auf die Ie Steuerung der Wasserzufuhr. Sie verhindert ein Ab-Anlagefläche 13 des Magnetventils 11 trifft Durch diese tropfen von Wasser ebenso wie Kurzschlüsse, und sie fortgesetzte Verstellbewegung des Kolbens 10 wird das kommt mit geringer Energie aus.

Fassungsvermögen der Wasserauslaßkammer 5 wäh- 30 .

rend der Zeitspanne vom Absperren der Wasserzufuhr Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

bis zum vollständigen Rückbewegen des Kolbens 10 allmählich gesteigert Dadurch wird in der Kammer 5 ein Unterdruck ausgebildet, so daß Wasser, das von der

Handstückdüse nach außen zu gelangen sucht durch die Kontraktion der Wasserzufuhrleitung in Richtung auf

die Auslaßkammer gesaugt wird und nicht von der Düse abtropft

Selbst wenn in der Auslaßkammer 5 befindliches Wasser an der Dichtung 10a vorbei aufgrund der Bewegung des Kolbens 10 in die Luftzufuhröffnung 28 des Magnetventils 11 gelangt wird dieses Wasser zusammen mit Druckluft aus dem Luftauslaß 23 ins Freie abgelassen, wenn die Wasserzufuhr unterbunden wird. Infolgedessen ist verhindert daß Wasser im Magnetventil

11 verbleibt in die Magnetspule 27 eindringt und einen Kurzschluß verursacht Der Kurzschlußschutz wird noch ausgeprägter, wenn der Luftauslaß 23 an eine Abzugsleitung oder dergleichen angeschlossen ist

Weil bei der beschriebenen Anordnung der Kolben

10 nicht durch Anziehen eines bewegbaren Kerns gegen einen feststehenden Kern verstellt wird, sondern durch den Druck, welchen die von der Luftzufuhröffnung 28 des Magnetventils 11 kommende Druckluft ausübt braucht die Elektromagnetenergie nur auszureichen, um die Öffnung 16 des Lufteinlasses 15 freizugeben, indem der bewegbare Kern 17 entgegen der Kraft der Feder 21 gegen den festen Kern 22 gezogen wird. Die Energieeinsparung ist besonders groß, wenn die Öffnung 16 einen kleinen Durchmesser hat und eine ver- gleichsweise schwache Feder 21 vorgesehen ist

Bei der zuvor erläuterten Ausführungsfonm ist als Verstelleinrichtung ein Kolben vorgesehen. Die F i g. 4 und 5 zeigen dagegen Ausführungsbeispiele, bei weichen die Verstelleinrichtung von einem Balgen bzw. ei- ner Membran gebildet ist

Bei der Ausfühningsfonn nach Fig.4 sitzt in der Wasserauslaßkammer 5 ein in lotrechter Richtung flexi-

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Steuern der Wasserzufuhr und zum Verhindern des Austropfens von Wasser bei einem turbinengetriebenen zahnärztlichen Handstück, mit einem die Zufuhr von Wasser zu dem Handstück über eine Wasserzufuhrleitung steuernden Magnetventil und mit einer an die Wasserzufuhrleitung angeschlossenen Wasserkammer, deren Fassungsvermögen mittels einer Verstelleinrichtung unter dem Einfluß eines Druckluftstromes verringerbar sowie nach Absperren des Druckluftstromes und der Wasserzufuhr unter Ausbildung eines Unterdruckes in der Wasserkammer vergrößerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (11) zugleich zur Steuerung des DruckJuftstromes ausgebildet ist und einen Lufteinlaß (15). einen LuftausiaS (23) und eine Luftzufuhröffnung (28) aufweist, die öei nichtbetäögtem Magnetventil mit dem Luftauslaß (23) und bei betätigtem Magnetventil mit dem Lufteinlaß (15) verbunden ist, daß in der Wasserzufuhrleitung (Pi) eine Wassereinlaßkammer (4) und eine damit über einen Ventildurchlaß (6) verbundene Wasserauslaßkammer (5) liegen, welche die Wasserkammer mit änderbarem Fassungsvermögen bildet, daß durch den Ventildurchlaß (6) eine Ventilstange (7) hindurchreicht, die einen in Richtung auf den Ventildurchlaß (6) vorgespannten Ventilkörper (8) zum Verschließen des Ventildurchlasses (6) aufweist, daß die Verstelleinrichtung (10,35,38) in Richtung auf-Jas Magnetventil χ/1) vorgespannt und bei nichtbetätigtem Magnetventil gegen dieses unter Aufrechterhaltung eines minimalen Fassungsvermögens der Wasserauslaßkammer (5) angepreßt ist. daß bei betätigtem Magnetventil (11) die Verstelleinrichtung (10, 35, 38) unter dem Einfluß der über die Luftzufuhröffnung (28) zuströmenden Druckluft und unter Verkleinerung des Fassungsvermögens der Wasserauslaökammer (5) in Richtung auf die Ventilstange (7) bewegbar ist und schließlich auf diese einen Druck ausübt, unter dessen Einfluß der zuvor mittels des Ventilkörpers (8) verschlossene Ventildurchlaß (6) öffnet, und daß die Verstelleinrichtung (10,35,38) beim Obergang des Magnetventils (11) in die nichtbetätigte Stellung in Richtung auf das Magnetventil zurückführbar ist und dabei zunächst die Ventilstange (7) für ein Verschließen des Ventildurchlasses (6) mittels des Ventilkörpers (8) freigibt und anschließend den Unterdruck in der Wasserauslaßkammer (5) ausbildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstelleinrichtung für die Ventilstange (7) ein Kolben (10) mit einem Ansatz (10') vorgesehen ist, der in die Ventilstange (7) in Axialrichtung verschiebbar eingreift, daß der Kolben (10) mittels einer Feder (14) normalerweise in Richtung auf das Magnetventil (11) vorgespannt ist, daß die Ventilstange (7) ihrerseits mittels einer Feder (9) in Richtung auf den Ventildurchlaß (6) vorgespannt ist, und daß mittels der Verstelleinrichtung das Fassungsvermögen der Wasserauslaßkammer (5) während einer gewissen Zeitspanne vor dem Öffnen und nach dem Schließen des Ventildurchlasses (6) verkleinerbar bzw. vergrößerbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstelleinrichtung für die Ventilstange (7) ein Balgen (35) vorgesehen ist, der an seinem geschlossenen unteren Ende einen Ansatz (37) trägt, der in die Ventilstange (7) in Axialrichtung verschiebbar eingreift, daß der Balgen (35) mittels einer Feder (14) normalerweise in Richtung auf das Magnetventil (11) vorgespannt ist, daß die Ventilstange (7) ihrerseits mittels einer Feder (9) in Richtung auf den Ventildurchlaß (6) vorgespannt ist, und daß mittels der Verstelleinrichtung das Fassungsvermögen der Wasserauslaßkammer (5) während einer ίο gewissen Zeitspanne vor dem Öffnen und nach dem Schließen des Ventildurchlasses (6) verkleinerbar bzw. vergrößerbar ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstelleinrichtung für die Ventilstange (7) eine Membran (38) mit einem Ansatz (40) vorgesehen ist, der in die Ventilstange (7) in Axialrichlung verschiebbar eingreift, daß die Membran (38) mittels einer Feder (14) normalerweise in Richtung auf das Magnetventil (11) vorgespannt ist, daß die Ventilstange (7) ihrerseits mittels einer Feder (9) in Richtung auf den Ventildurchlaß (6) vorgespannt ist, und daß mittels der Verstelleinrichtung das Fassungsvermögen der Wasserausiaßkammer (5) während einer gewissen Zeitspanne vor dem öffnen und nach dem Schließen des Ventildurchlasses (6) verkleinerbar bzw vergrößerbar ist

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftauslaß (23) entweder unmittelbar oder über eine Auslaßleitung mit dem Freien in Verbindung steht.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteinlaß (15) normalerweise mit Druckluft beaufschlagt ist die von einer Luftzufuhrleitung (Pi), dem Handstück ^zugeht.