DE4016381A1 - Electric air or water heating device for dental instruments - has flow channels incorporated in electrically and heat conductive elements either side of heating element - Google Patents
Electric air or water heating device for dental instruments - has flow channels incorporated in electrically and heat conductive elements either side of heating elementInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung zum Erwärmen relativ kleiner Mengen eines Mediums oder mehrerer Medien, z. B. Luft und Wasser, insbesondere für zahnärztliche Zwecke.The invention relates to a heating device for heating relatively small amounts of one or more media, e.g. B. air and water, especially for dental Purposes.
Eine solche Vorrichtung ist bekannt aus der DE-OS 22 55 736. Danach wird ein steuerbarer Halbleiter verwendet, der in weiterer Ausgestaltung ein Transistor ist, der von einem temperaturabhängigen Steuerglied gesteuert wird.Such a device is known from DE-OS 22 55 736. A controllable semiconductor is then used, the in a further embodiment is a transistor that controlled by a temperature-dependent control element becomes.
Diese bekannte Ausgestaltung hat den Nachteil, daß die Heizquelle nahezu punktförmig ist, so daß die Wärmeleitung über relativ lange Strecken erfolgen muß. Außerdem wird zusätzlich ein temperaturabhängiges Steuerglied benötigt.This known embodiment has the disadvantage that the Heat source is almost punctiform, so that the heat conduction must take place over relatively long distances. Besides, will additionally requires a temperature-dependent control element.
Die Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen gekenn
zeichnet ist, löst demgegenüber die Aufgabe,
ein kleines Bauvolumen zu verwirklichen,
die Bildung von Luftblasen zu verhindern,
die Neigung zur Verkalkung zu vermindern,
wirtschaftlich zu sein im Hinblick auf den Wirkungsgrad,
Sicherheit zu bieten, indem sich der Erhitzer bei Störungen
der Steuerelektronik nicht unkontrolliert erwärmt und
einen modularen Aufbau zu ermöglichen.In contrast, the invention, as it is characterized in the claims, achieves the object
to realize a small construction volume
to prevent the formation of air bubbles
reduce the tendency to calcification,
To be economical in terms of efficiency, to offer security by not heating the controller in an uncontrolled manner in the event of malfunctions in the control electronics and to enable a modular structure.
Die Vorteile der Erfindung bestehen im Rahmen der Lösung der mehrteiligen Aufgabe darin, daß die einzelnen Kanäle sich in der Vorrichtung über eine größere Länge erstrecken und so eine größere Wärmeaustauschfläche bieten, wobei die Strömungsgeschwindigkeit so eingestellt werden kann, daß Gasblasen, falls sie überhaupt noch entstehen können, sofort ausgespült werden.The advantages of the invention are within the scope of the solution The multi-part task is that the individual channels extend over a greater length in the device and so offer a larger heat exchange area, whereby the flow rate can be adjusted that gas bubbles, if they can still arise, be rinsed out immediately.
Durch die relativ große Wärmeaustauschfläche ist die Temperatur gleichmäßig und hält sich auf einer solchen Höhe, daß die Verkalkungsneigung vermindert ist.Due to the relatively large heat exchange area Temperature even and stays on one Height that the tendency to calcification is reduced.
Durch entsprechende Abgrenzung der Medienkanäle voneinander können unterschiedliche Medien, z. B. Luft und Wasser, gleichzeitig erwärmt werden.By delimiting the media channels accordingly different media, e.g. B. air and water, be heated at the same time.
Durch die Anordnung des elektrischen Schaltgliedes direkt am Wärmetauscher werden Schaltverluste direkt an das zu heizende Medium weitergeleitet.By arranging the electrical switching element directly at the heat exchanger switching losses are directly to the medium to be heated forwarded.
Durch den Temperatur-Selbstbegrenzungs-Effekt der Heizele mente kann bei Versagen der elektronischen Steuerung die Endtemperatur nicht unkontrolliert ansteigen, und das zu erwärmende Medium, vorzugsweise Wasser, kann nicht überhitzt werden, sondern behält seine Temperatur von weniger als 50°C vorzugsweise Körpertemperatur, also etwa 37°C, so daß der Patient nicht geschädigt wird.Due to the temperature self-limiting effect of the heater can fail if the electronic control fails the final temperature does not rise uncontrollably, and the medium to be heated, preferably water, can not be overheated, but maintains its temperature of less than 50 ° C, preferably body temperature, about 37 ° C so that the patient is not harmed becomes.
Die modulare Ausführung dieser Vorrichtung erlaubt außer der Medienheizung für zahnärztliche Instrumente, z. B. Turbine, Motorinstrumente, Zahnstein-Entfernungs-Geräte, Spritzen usw. auch eine individuelle Verwendungsmöglichkeit z. B. für Boiler, Mundglaswärmer, Ampullenvorwärmer und Ähnliches.The modular design of this device allows except media heating for dental instruments, e.g. B. Turbine, engine instruments, tartar removal devices, Syringes, etc. also an individual use e.g. B. for boilers, tumbler warmers, ampoule preheaters and Similar thing.
Weiter ist die Erfindung servicefreundlich, sie kann problemlos ergänzt oder ausgetauscht werden. Furthermore, the invention is easy to service, it can can be easily supplemented or exchanged.
Schließlich kann noch in weiterer Ausgestaltung eine Rücksaugeinrichtung integriert werden, deren Rücksaugvolumen fest oder einstellbar ist, womit ein Nachtropfen verhindert wird.Finally, in a further embodiment Back suction device are integrated, the back suction volume is fixed or adjustable, which prevents dripping becomes.
Die Erfindung ist mit Vorteil verwendbar bei einer sogenann ten Memodent-Einrichtung gemäß der DE-OS 33 02 389.The invention can be used with advantage in a so-called ten Memodent device according to DE-OS 33 02 389.
In der anliegenden Zeichnung sind Ausführungsbeispiele und zusätzliche Aggregate der Erfindung dargestellt.Exemplary embodiments are shown in the attached drawing and additional units of the invention are shown.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, Fig. 1 shows a first embodiment,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel, Fig. 2 shows a second embodiment,
Fig. 3 ein Blockschaubild der Erfindung im Zusammenhang mit anderen Teilen, Fig. 3 is a block diagram of the invention in conjunction with other parts,
Fig. 4 ein Schaubild der Einbeziehung der Erfindung in eine größere zahnärztliche Anlage und Fig. 4 is a graph of incorporating the invention in a larger dental facility and
Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel. Fig. 5 shows a third embodiment.
Das erste Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 stellt zugleich das Prinzip der Vorrichtung nach der Erfindung dar.The first embodiment shown in FIG. 1 also represents the principle of the device according to the invention.
Darin ist 1 ein langgestreckter Körper aus elektrisch leitendem und wärmeleitendem Material, wie Metall, vorzugsweise Messing, der also sowohl den elektrischen Strom als auch die Wärme gleich gut leitet. Er ist stirnsei tig durch Kopfteile 2 und 3, vorzugsweise aus nicht elektrisch leitendem Kunststoff, abgeschlossen. Zwischen den Körper 1 und die Kopfteile 2, 3 sind Dichtungen 6 eingelegt. In sich enthält der Körper den Kanal 4 für das zu erwärmende Medium, vorzugsweise Wasser, das in der Vorrichtung vorzugsweise auf Körpertemperatur, also etwa 37°C erwärmt wird und als Kühlmittel an der Behandlungsstelle des Patienten dient. Der linke Kopfteil 2 enthält den Übergang der zwei Zweige des Kanals 4, der rechte Kopfteil 3 den Einlaß 7 und den Auslaß 8 für das Medium. 1 is an elongated body made of electrically conductive and heat-conducting material, such as metal, preferably brass, which therefore conducts both the electrical current and the heat equally well. It is end-face by head parts 2 and 3 , preferably made of non-electrically conductive plastic, completed. Seals 6 are inserted between the body 1 and the head parts 2 , 3 . The body contains the channel 4 for the medium to be heated, preferably water, which in the device is preferably heated to body temperature, that is to say about 37 ° C., and serves as a coolant at the treatment site of the patient. The left head part 2 contains the transition of the two branches of the channel 4 , the right head part 3 the inlet 7 and the outlet 8 for the medium.
Erfindungsgemäß werden als Heizelemente flache PTC-Kaltlei ter 5 (PTC-Positive Temperatur Coefficient) verwendet, die sich mit ihrer oberen und unteren Fläche an das Metall des Körpers 1 anlegen. Ihre Form kann beliebig sein, z. B. kreisrund, oval, quadratisch, rechteckig oder auch vieleckig. Um hier eine besonders gute elektrische Kontaktierung und Wärmeübertragung zu schaffen, besteht die Verbindung zwischen dem Körper 1 und den PTC-Kaltleitern in Kleben, Löten, Schweißen, Klemmen oder jeder anderen Verbindung, wesentlich ist nur, daß eine innige Berührung der PTC-Kaltleiter 5 mit dem Metall des Körpers 1 gesichert ist, die den Übergang von elektrischem Strom ebenso wie von Wärme weitgehend verlustlos vonstatten gehen läßt. Damit ist ein elektrischer Stromkreis geschaffen. An weiteren Teilen sind zu vermerken ein elektrischer Anschluß 11, z. B. Stecker, z. B. für 24 V Wechselstrom, elektrische Kontakte 10, ein Schaltglied 12, eine elektri sche Kontaktierung 13 an zwei Stellen, eine Temperatur sicherung 14 mit Temperaturfühler, eine Elektronik 15 für Temperatur- und/oder Heizleistungs-Regelung und eine Isolierhülse 13a.According to the invention, flat PTC-Kaltlei ter 5 (PTC-Positive Temperature Coefficient) are used as heating elements, the upper and lower surfaces of which lie against the metal of the body 1 . Your shape can be any, z. B. circular, oval, square, rectangular or polygonal. In order to create a particularly good electrical contact and heat transfer, the connection between the body 1 and the PTC thermistors consists of gluing, soldering, welding, clamping or any other connection, it is only important that the PTC thermistor 5 is in intimate contact is secured with the metal of the body 1 , which allows the transition from electric current to heat to be largely lossless. This creates an electrical circuit. On other parts, an electrical connection 11 , for. B. connector, e.g. B. for 24 V AC, electrical contacts 10 , a switching element 12 , an electrical cal contact 13 in two places, a temperature fuse 14 with a temperature sensor, electronics 15 for temperature and / or heating power control and an insulating sleeve 13 a.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die der Ausführung nach Fig. 1 in Form und/oder Funktion entspre chenden Teile mit Bezugszeichen versehen, deren Ziffern gegenüber den nach Fig. 1 um 30 erhöht sind. Weiter ist dort vorgesehen eine Steckverbindung zwischen mindestens einem Kopfteil 33 und einem Basisteil 49 für einen Instru mentenmodul. Auch der elektrische Anschluß 41 ist als Stecker ausgebildet. Das Basisteil 49 enthält einen längs verlaufenden Kanal 37, der gleichzeitig den Einlaß für das zu erwärmende Medium darstellt. Dieser enthält zwei Zweigkanäle 37a, 37b, die sich bei aufgestecktem Kopfteil 33 in dessen Kanälen fortsetzen.In the embodiment according to FIG. 2, the parts corresponding to the embodiment according to FIG. 1 in form and / or function are provided with reference numerals, the numbers of which are increased by 30 compared to those according to FIG. 1. There is also provided a plug connection between at least one head part 33 and a base part 49 for an instru ment module. The electrical connection 41 is also designed as a plug. The base part 49 contains a longitudinal channel 37 , which at the same time represents the inlet for the medium to be heated. This contains two branch channels 37 a, 37 b, which continue in the channels when the head part 33 is plugged on.
Zwischen die zwei Zweigkanäle 37a, 37b ist ein Ventil 47 eingesetzt, bei dessen Schließung das Medium auf dem Weg 37, 37a in den Kanal 34 und von dort über 37b in den Kanal 37 und von hier in den Auslaß 38 fließt, der in einem instrumentenseitigen Schlauchanschluß 48 vorgesehen ist. In die Zweigkanäle 37a, 37b sind Ventile 46 eingesetzt, die beim Aufstecken des Kopfteils 33 auf den Basisteil 49 geöffnet werden. Weiter ist noch ein Magnetventil 40 vorhanden.A valve 47 is inserted between the two branch channels 37 a, 37 b, when the valve closes, the medium flows on the path 37 , 37 a into the channel 34 and from there via 37 b into the channel 37 and from here into the outlet 38 , which is provided in an instrument-side hose connection 48 . In the branch channels 37 a, 37 b valves 46 are inserted, which are opened when the head part 33 is plugged onto the base part 49 . There is also a solenoid valve 40 .
In dem Blockschaubild nach Fig. 3 bedeuten
21 einen Regler für Temperatur oder Heizleistung,
22 einen Erhitzer mit Istwerterfassung von Temperatur
und/oder Leistung,
23 eine digitale Sollwertvorgabe seriell/parallel, auch
analog für Temperatur und/oder Leistung, als zentrale
Steuerung,
die Teile 24 bis 27, nämlich
24 eine Ablage-Instrumenten-Kennung,
25 sogenannte Memodent-Ebenen,
26 ein Display,
27 eine Bedienung mit Eingabe
sind zweckmäßig, aber nicht zwingend erforderlich.
In the block diagram of Fig. 3 mean
21 a controller for temperature or heating power,
22 a heater with actual value detection of temperature and / or power,
23 a digital setpoint specification serial / parallel, also analog for temperature and / or power, as central control,
parts 24 to 27 , namely
24 a storage instrument identifier,
25 so-called Memodent levels,
26 a display,
27 is an operation with input are useful but not essential.
Im Blockschaubild nach Fig. 4 sind
51 ein übliches zahnärztliches Instrument,
52 ein Magnetventil,
53 die erfindungsgemäße Vorrichtung mit dem Erhitzer
54,
55 sind selbsttätige Ventile als Verschluß für Kaltbetrieb,
56 bis 59 sind angeschlossene Leitungen und zwar
56 für einen Systemdruck von z. B. 4, 5 bar,
57 für Antriebs/Kühlluft,
58 für Sprayluft,
59 für Spraywasser.Are in the block diagram of FIG. 4
51 a common dental instrument,
52 a solenoid valve,
53 the device according to the invention with the heater 54 ,
55 are automatic valves as closures for cold operation,
56 to 59 are connected lines
56 for a system pressure of z. B. 4, 5 bar,
57 for drive / cooling air,
58 for spray air,
59 for spray water.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 entspricht im wesent lichen dem nach Fig. 1, der Unterschied besteht in einer eingebauten Rücksaugeinrichtung. Die mit Fig. 1 in Form und/oder Funktion übereinstimmenden Teile sind mit Bezugs zeichen bezeichnet, die um 60 über denen nach Fig. 1 und um 30 über denen nach Fig. 2 liegen.The embodiment of FIG. 5 corresponds essentially to that of FIG. 1, the difference is in a built-in suction device. The parts corresponding to FIG. 1 in form and / or function are designated by reference characters which are 60 above those according to FIG. 1 and 30 above those according to FIG. 2.
Der Körper 61 ist verbreitert und enthält den Einlaß 67 unten, wo er zu einem in Schließrichtung federbelasteten Ventil 76 und von dort, nicht dargestellt, zum Kanal 64 führt. Als Rücksaugeinrichtung dient ein abgedichteter Kolben 77, der in Rücksaugrichtung unter dem Druck einer Feder 78 steht. In Gegenrichtung steht er unter dem Druck eines Druckmediums, vorzugsweise Druckluft, die bei 79 zugeführt wird. Der Kolben 77 liegt stirnseitig an dem Ventil 76 an und öffnet es und hält es geöffnet, solange er selbst unter dem Druck aus 79 steht. Der Hub des Kolbens 77 ist durch eine Spindel 80 einstellbar, womit die Rücksaugmenge eingestellt werden kann. Beim Wegnehmen des Drucks aus 79 wird der Kolben 77 durch seine Feder 78 zurückgestellt, wobei sich das Ventil 76 schließt. Anstelle des Kolbens 77 kann auch eine Membran verwendet werden. Die in der Vorrichtung enthaltene Menge Medium, z. B. erwärmtes Wasser, wird durch den Kolben 77 zurückgesaugt. Dadurch wird ein Nachtropfen vermieden.The body 61 is widened and contains the inlet 67 at the bottom, where it leads to a valve 76 which is spring-loaded in the closing direction and from there, not shown, to the channel 64 . A sealed piston 77 serves as the suction device, which is under the pressure of a spring 78 in the suction direction. In the opposite direction, it is under the pressure of a pressure medium, preferably compressed air, which is supplied at 79. The piston 77 abuts the valve 76 on the end face and opens it and keeps it open as long as it is itself under the pressure from 79. The stroke of the piston 77 is adjustable by means of a spindle 80 , with which the amount of suckback can be set. When the pressure is removed from 79, the piston 77 is reset by its spring 78 , the valve 76 closing. Instead of the piston 77 , a membrane can also be used. The amount of medium contained in the device, e.g. B. heated water is sucked back by the piston 77 . This prevents dripping.
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