DE60308049T2 - Doppelfaden-Dynamometer zur Messung der Leistung eines Dental-Handstücks bei hoher Geschwindigkeit und niedrigem Drehmoment - Google Patents

Doppelfaden-Dynamometer zur Messung der Leistung eines Dental-Handstücks bei hoher Geschwindigkeit und niedrigem Drehmoment Download PDF

Info

Publication number
DE60308049T2
DE60308049T2 DE60308049T DE60308049T DE60308049T2 DE 60308049 T2 DE60308049 T2 DE 60308049T2 DE 60308049 T DE60308049 T DE 60308049T DE 60308049 T DE60308049 T DE 60308049T DE 60308049 T2 DE60308049 T2 DE 60308049T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
thread
dynamometer
double
test wheel
high speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60308049T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60308049D1 (de
Inventor
J. Euguene Deerfield NOVAK
Tom Lake Forest PAPANEK
Ted Palatine PARAFINCZUK
Todd Lake Zurich FANCIULLO
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dentsply Sirona Inc
Original Assignee
Dentsply International Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dentsply International Inc filed Critical Dentsply International Inc
Application granted granted Critical
Publication of DE60308049D1 publication Critical patent/DE60308049D1/de
Publication of DE60308049T2 publication Critical patent/DE60308049T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/045—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft by measuring variations of frequency of stressed vibrating elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/24—Devices for determining the value of power, e.g. by measuring and simultaneously multiplying the values of torque and revolutions per unit of time, by multiplying the values of tractive or propulsive force and velocity
    • G01L3/242—Devices for determining the value of power, e.g. by measuring and simultaneously multiplying the values of torque and revolutions per unit of time, by multiplying the values of tractive or propulsive force and velocity by measuring and simultaneously multiplying torque and velocity
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/08—Machine parts specially adapted for dentistry
    • A61C1/18—Flexible shafts; Clutches or the like; Bearings or lubricating arrangements; Drives or transmissions
    • A61C1/185—Drives or transmissions
    • A61C1/186—Drives or transmissions with torque adjusting or limiting means

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Fadenzug-Dynamometer, die zur Messung der Leistung eines Dental-Handstücks mit hoher Geschwindigkeit und niedrigem Drehmoment verwendet werden. Insbesondere betrifft die Erfindung ein solches Dynamometer, das doppelte oder zwei Fäden verwendet, um eine auf das Testrad ausgeübte Seitenkraft zu vermeiden. Die Seitenkräfte werden ausgeglichen, was zu einem Gesamt-Seitenkraft-Nettowert von Null führt.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die Leistungsabgabe von Dental-Handstücken mit hoher Geschwindigkeit und niedrigem Drehmoment, wie z.B. von Druckluftturbinen-Handstücken, können unter Verwendung eines Fadenzug-Dynamometers gemessen werden. Es ist z.B. bekannt, ein Kerfoot-Fadenzug-Dynamometer zu verwenden, das eine Vorrichtung ist, die auf einem Handstück durch einen über eine in einem Handstück-Spannfutter montierten Rolle geführten Faden eine Belastung appliziert (siehe 1). Die Fadenzugspannung wird durch den Ausschlag beschwerter Skalen, an die die Enden des Fadens befestigt sind, gemessen. Unter Gleichgewichtsbedingungen ist die Netto-Zugspannung auf dem Faden multipliziert mit dem Radius der Rolle gleich dem Handstück-Drehmoment. "Torque, power and efficiency characterization of dental air turbine handpieces", J.E. Dyson und B.W. Darwell, Journal of Dentistry 27 (1999), S. 573–586, beschreibt ein solches Fadenzug-Dynamometer für Dental-Handstücke.
  • US 3 210 992 A und JP 06 109 565 A geben gute Beispiele für solche Fadenzug-Dynamometer, die für andere Applikationen verwendet werden.
  • Nach einem Testprotokoll wird die Stirnseite der Rolle zur Geschwindigkeitsbestimmung unter Verwendung eines optischen Tachometers halb verdunkelt. Der Rollenschaft entspricht DIN 13950 und ISO 1797 (0,0628", 1,595 Millimeter Durchmesser). Das Rollenrad besteht aus leichtem Aluminium und weist eine Rundlauftoleranz von nicht mehr als 0,0003 Inch (0,00762 mm) auf. Jede Rolle wird auf das Gleichgewicht bei Geschwindigkeiten von bis zu 500.000 UpM gemessen, indem man die freie Spin-UpM eines neuen Handstücks mit jeder Rolle aufzeichnet und verwirft, wenn sie statistische Ausreißer sind. Die maximale Leistungsabgabe eines Handstücks tritt bei einer Geschwindigkeit auf, die ca. die Hälfte der Nichtbelastungs-(oder freilaufenden) Geschwindigkeit ist. Um die Leistungsabgabe zu bestimmen, wird die maximale Geschwindigkeit und das Drehmoment bei der Hälfte der maximalen Geschwindigkeit gemessen. Drehmoment und Leistung können wie folgt gemessen werden:
    P = vT, wobei = UpM (2π)/60 und T = (TR – TL)mgR
    P ist die Leistung in Watt,
    v ist die als Winkelgeschwindigkeit ausgedrückte Geschwindigkeit, Radianten/Sekunde,
    UpM ist die Geschwindigkeit in Umdrehungen/Minute, bei der das Drehmoment gemessen wurde,
    n ist die Konstante 3,14159,
    T ist das in Newton-Meter ausgedrückte Drehmoment,
    TR und TL sind die rechten und linken Skalen-Ausschlagablesungen (siehe 1),
    m ist die Masse der Skalengewichte, ausgedrückt in kg,
    g ist die Erdbeschleunigung, ca. 9,8 Meter/Sekunde2,
    R ist der Rollenradius in Meter (wie z.B. 0,100'' oder 2,54 × 10–3 m). Der tatsächliche Rollenradius wird eingestellt, um die Dicke des Fadens zu kompensieren. Der effektive Rollenradius, einschließlich des Radius des Fadens, beträgt 0,100'' (0,254 cm).
  • Obwohl solche Dynamometer sich zur Bestimmung der Leistung als wertvoll erwiesen haben, ergeben sie eine kleine Lateralkraft, die auf das Testrad ausgeübt wird. Es ist deshalb nie eine reine Torsionsbelastung vorhanden, was zu einem erhöhten Messfehler führt. Es besteht deshalb ein Bedürfnis für ein Fadenzug-Dynamometer, dass die durch die Torsionsbelastung induzierten Fehler vermeidet.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein erfindungsgemäßes Doppelfaden-Zugdynamometer verwendet zwei Fäden. Die Lateralkräfte werden so ausgeglichen, dass der Gesamt-Lateralkraft-Nettowert Null ist. Die Resultate reflektieren nur die Torsionsbelastung.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Einfaden-Zugdynamometers des Standes der Technik, die die linken und rechten Skalen-Ausschlagablesungen als TL bzw. TR zeigt. Der die Zugspannung bei TS repräsentierende Kraftvektor ist gleich der Summe von TL und TR.
  • 2 ist eine schematische Darstellung eines Doppelfaden-Zugdynamometers gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Ein Einfaden-Dynamometer wirkt unter der Voraussetzung, dass die Zugspannungsdifferenz zwischen zwei Seiten eines Belastungsfadens der Kraft gleicht, die auf ein Testrad beim spezifischen Radius appliziert wird. Durch Summieren der Vektoren wird ein resultierender Vektor gefunden. Diese Resultante kann aufgrund der Natur der Arbeitsweise der Dynamometer nicht Null sein. Zusätzlich kann dieser Vektor eine orthogonale Komponente umfassen, wenn der Belastungsfaden nicht tangential zum Testrad montiert ist. Erfindungsgemäß führt die Zugabe eines zweiten Fadens einen zweiten Satz an Kräften ein. Indem man die geeigneten Zugspannungsgrößen gleich hält, resultiert eine Nettokraft von Null. Es wird ein Zustand einer reinen Torsionsbelastung erreicht.
  • Ein erfindungsgemäßes Doppelfaden-Dynamometer 1 umfasst zwei Fäden 10 und 11, die um ca. 90° um ein Testrad 12 gewunden sind. Eine übliche Kontrollvorrichtung (nicht dargestellt) kann eingeführt werden, um gleiche Spannungen und eine Lateralbelastung von Null aufrechtzuerhalten. Die Leis tungswerte werden bestimmt durch Multiplizieren der Drehmomentwerte mit den Daten der Winkelgeschwindigkeit. Ein solches Verhältnis wird gemäß der folgenden Gleichungen ausgedrückt, worin A, B, C, D, E und F Kraftvektoren an den angegebenen Punkten der Fäden 10 und 11, wie in 2 dargestellt, sind.
    E = A + C
    F = B + D
    E + F = 0
  • A ist die Zugspannung an einem Ende des Fadens 10; B ist die Zugspannung auf der gleichen Seite des Fadens 11; C ist die Zugspannung an der anderen Seite des Fadens 10 in Bezug auf A; D ist die Zugspannung an der anderen Seite des Fadens 11 in Bezug auf B; wie dies repräsentativ in 2 dargestellt wird.
  • Ein wie beschriebenes Doppelfaden-Dynamometer 1 eliminiert eine laterale Belastung, was eine Belastungsbedingungssicherheit ergibt. Leistungsdaten bei hoher Geschwindigkeit und niedrigem Drehmoment können in einer sonst konventionellen Weise genau erzielt werden.
  • Es ist einzusehen, dass erfindungsgemäß irgendeine Anordnung unter Verwendung von zwei Fäden verwendet werden kann. Der Einschlagwinkel des Fadens, die Radgröße und das Fadenmaterial können geändert werden, um den Testsituationen zu entsprechen. Es kann irgendein Mittel zur Kontrolle der Fadenzugspannung mit verschiedenen Genauigkeitsgraden verwendet werden. Während eine solche Vorrichtung insbesondere geeignet ist, um Dental-Handstücke mit hoher Geschwindigkeit und niedrigem Drehmoment zu testen, findet eine solche Vorrichtung ferner auch in einer Anzahl von Verwendungen Anwendung. Nur aus Zweckmäßigkeitsgründen wurde sie hier im Hinblick auf das Testen von Dental-Handstücken beschrieben und soll deshalb nicht darauf beschränkt sein. Die Erfindung wird nur durch den Rahmen der anliegenden Ansprüche begrenzt.

Claims (3)

  1. Fadenzug-Dynamometer, umfassend ein Testrad (12), einen ersten Faden (10), der um das Testrad (12) geführt wird, und einen zweiten Faden (11), der um das Testrad (12) geführt wird, worin der erste und zweite Faden (10, 11) um das Testrad (12) an im wesentlichen gegenüberliegenden Seiten davon geführt sind; worin die Lateralkräfte am ersten und am zweiten Faden (10, 11) im wesentlichen so ausgeglichen sind, dass der Gesamt-Lateralkraft-Nettowert im wesentlichen Null ist.
  2. Faden-Dynamometer nach Anspruch 1, worin der erste Faden (10) um das Testrad so geführt wird, um einen Winkel von ca. 90° zu ergeben.
  3. Faden-Dynamometer nach Anspruch 2, worin der zweite Faden (11) so um das Testrad so geführt wird, um einen Winkel von ca. 90° zu ergeben.
DE60308049T 2002-10-18 2003-10-20 Doppelfaden-Dynamometer zur Messung der Leistung eines Dental-Handstücks bei hoher Geschwindigkeit und niedrigem Drehmoment Expired - Lifetime DE60308049T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US41937402P 2002-10-18 2002-10-18
US419374P 2002-10-18
PCT/US2003/033253 WO2004036167A2 (en) 2002-10-18 2003-10-20 Dual-string dynamometer for measuring dental handpiece power at high speed and low torque

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60308049D1 DE60308049D1 (de) 2006-10-12
DE60308049T2 true DE60308049T2 (de) 2006-12-14

Family

ID=32108068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60308049T Expired - Lifetime DE60308049T2 (de) 2002-10-18 2003-10-20 Doppelfaden-Dynamometer zur Messung der Leistung eines Dental-Handstücks bei hoher Geschwindigkeit und niedrigem Drehmoment

Country Status (7)

Country Link
US (3) US20040159150A1 (de)
EP (1) EP1552261B1 (de)
JP (1) JP2006503298A (de)
AT (1) ATE338270T1 (de)
CA (1) CA2502472C (de)
DE (1) DE60308049T2 (de)
WO (1) WO2004036167A2 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070017283A1 (en) * 2002-10-18 2007-01-25 Novak Eugene J Dual-string dynamometer for measuring dental handpiece power at high and low speed
EP1552261B1 (de) 2002-10-18 2006-08-30 Dentsply International, Inc. Dynamometer mit zwei seilen zum messen der kraft eines dentalen handstücks mit hoher geschwindigkeit und niedrigem drehmoment
US9250160B2 (en) 2013-03-15 2016-02-02 American Dental Association Method and apparatus for characterizing handpieces
CN105675190B (zh) * 2016-02-02 2018-03-09 上海摩虹轴承有限公司 高速涡轮牙科手机功率测试装置及测试方法

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1435082A (en) * 1922-03-14 1922-11-07 Daniel V Reedy Freight and passenger elevator
US1605079A (en) * 1925-05-04 1926-11-02 Wellman Seavermorgan Co Car-dumping cradle
US1730974A (en) * 1928-12-11 1929-10-08 Atlantic Elevator Company Inc Elevator suspension
US3023615A (en) * 1960-06-10 1962-03-06 Sun Oil Co Dynamometer
US3210992A (en) * 1961-08-25 1965-10-12 Ampex Ultrasensitive force and speed measuring device
US3192768A (en) * 1961-12-05 1965-07-06 Exxon Production Research Co Line tensiometer
US3354711A (en) * 1967-02-09 1967-11-28 Du Pont Continuous thread tension indicating drive roller
US3598999A (en) * 1969-02-17 1971-08-10 Bendix Corp Proportional trim control system for aircraft
US3717205A (en) * 1971-01-27 1973-02-20 Kenting Drilling Ltd Draw works for drilling rig
US3829052A (en) * 1972-05-01 1974-08-13 Kaman Aerospace Corp Vibration isolator
JPS4986068A (de) * 1972-12-18 1974-08-17
US4137974A (en) * 1977-01-06 1979-02-06 Smith International, Inc. Hydraulically driven kelly crowd
GB1599521A (en) * 1977-01-20 1981-10-07 Wharton Engs Elstree Ltd Winches
US4135812A (en) * 1977-06-20 1979-01-23 Xerox Corporation Magnification change mechanism
US4148218A (en) 1978-04-17 1979-04-10 Corning Glass Works Apparatus for applying tensile stress to fiber
GB8311503D0 (en) 1983-04-27 1983-06-02 Triplite Ltd Yarn feed device
US4632388A (en) * 1985-01-14 1986-12-30 Schleffendorf John J Exercising system with cable, pulleys and weights
JPH043241Y2 (de) * 1985-10-31 1992-02-03
DE3708748C1 (de) * 1987-03-18 1988-09-15 Peter Lancier Maschb Hafenhuet Einrichtung zur Messung einer Zugkraft mit Hilfe eines Zugkraft-Messwertgebers
DE3708749C1 (de) * 1987-03-18 1988-07-28 Peter Lancier Maschb Hafenhuet Zugkraft-Messwertgeber zur Ermittlung der Zugkraefte beim Verlegen von Kabeln
IT1210793B (it) 1987-06-12 1989-09-20 Luciano Srl Porta ad arrotolamento
US4856325A (en) * 1987-08-31 1989-08-15 Kanzaki Paper Manufacturing Co., Ltd. Apparatus for measuring adhesion
JP2628377B2 (ja) 1989-06-19 1997-07-09 日本トムソン株式会社 保持器の位置ずれ防止装置つき薄肉形有限直動案内ユニット
US5063676A (en) 1990-02-13 1991-11-12 Gerber Garment Technology, Inc. Cable drive system for carriage movement and method of use
US5076104A (en) 1990-11-01 1991-12-31 Corning Incorporated Method for measuring actual load at failure of optical fiber
US5150799A (en) 1990-11-05 1992-09-29 Harnischfeger Corporation Anti-sway reeving system
US5282580A (en) * 1991-09-20 1994-02-01 Bryan Kent Method and apparatus for winding ring-shaped articles
JPH06109565A (ja) * 1992-09-29 1994-04-19 Canon Inc モータのコギングトルク測定装置及び測定方法
EP0598953B1 (de) * 1992-11-20 1997-09-10 Hitachi Cable, Ltd. Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines metallisches Verbunddrahtes mit Hilfe einer mit zwei Rädern versehenen Vorrichtung zum kontinuierlichen Strangpressen
US5540041A (en) 1994-09-13 1996-07-30 Southwire Company Method of and apparatus for stress relieving multistranded cable
US5667465A (en) * 1995-02-07 1997-09-16 Trotter, Inc. Multidirectional cam
GB9507492D0 (en) * 1995-04-11 1995-05-31 Focas Ltd An apparatus for wrapping fibre optic cable around an overhead line
FI117066B (fi) 1995-07-06 2006-05-31 Nokia Kaapeli Oy Menetelmä ja sovitelma optisten kuitujen tension tasaamiseksi
GB9626202D0 (en) * 1996-12-18 1997-02-05 Ncr Int Inc Media handling apparatus
US6311805B1 (en) * 2000-02-16 2001-11-06 Chih-Chen Juan Balanced braking system for a bicycle
EP1472661B1 (de) * 2002-01-08 2008-08-27 KEYMED (MEDICAL & INDUSTRIAL EQUIPMENT) LIMITED Attrappe eines medizinischen instruments zur verwendung in einem simulator
US7172385B2 (en) * 2002-07-09 2007-02-06 Amir Khajepour Light weight parallel manipulators using active/passive cables
EP1552261B1 (de) 2002-10-18 2006-08-30 Dentsply International, Inc. Dynamometer mit zwei seilen zum messen der kraft eines dentalen handstücks mit hoher geschwindigkeit und niedrigem drehmoment

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004036167A2 (en) 2004-04-29
CA2502472C (en) 2011-05-17
ATE338270T1 (de) 2006-09-15
US7997131B2 (en) 2011-08-16
DE60308049D1 (de) 2006-10-12
US20040159150A1 (en) 2004-08-19
EP1552261B1 (de) 2006-08-30
CA2502472A1 (en) 2004-04-29
US20100326181A1 (en) 2010-12-30
WO2004036167A3 (en) 2004-07-08
JP2006503298A (ja) 2006-01-26
EP1552261A2 (de) 2005-07-13
US20050103102A1 (en) 2005-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60025461T2 (de) Bremsanlage für ein magnetisches oder elektrisches Ergometer
DE2559987C2 (de) Vorrichtung zum Ermitteln der Steifigkeit eines Bauteils und Schaltung zum Bestimmen eines Gradienten
DE4240787C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum dynamischen Auswuchten eines Rotors
DE102012016904A1 (de) Fahrradnutzungsmessvorrichtung & Steuerverfahren
DE202005006590U1 (de) Richt- und Stabilisierungsanlage mit einer Kraftmessvorrichtung zur Drehmomentmessung
DE102015121340A1 (de) Rastmomentmessvorrichtung für einen Motor
WO2019144171A9 (de) Messsystem und verfahren zur bestimmung einer kraft und/oder eines drehmoments an einer drehmomentübertragenden welle
DE2745182C3 (de) Vorrichtung zur Ermittlung der Biegesteifigkeit von Karton und Pappe
DE60308049T2 (de) Doppelfaden-Dynamometer zur Messung der Leistung eines Dental-Handstücks bei hoher Geschwindigkeit und niedrigem Drehmoment
DE3342817C2 (de) Meßnabe
DE2460036C2 (de) Trägheitswalzenprüfstand
DE10158600B4 (de) Vorrichtung zur Kraft- und Leistungsmessung an einer Fahrradtretkurbel
DE1808326C3 (de) Rollenbremsprüfstand für Kraftfahrzeuge
DE3705496A1 (de) Drehmomentmessgeraet mit zwei messdosen fuer unterschiedliche bereiche
DE2824183C3 (de) Vorrichtung zum Messen von Drehmomenten
DE19925407A1 (de) Einrichtung und Verfahren zum Messen der dynamischen Torsionseigenschaften einer Dämpferanordnung
EP2866014A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Validierung einer Dehnungsmessvorrichtung für einen Radsatz eines Schienenfahrzeugs
DE3838810A1 (de) Messglied eines beanspruchungsgebers fuer pruefmaschinen
DE3422988A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum messen der querkontraktion einer laenglichen probe
DE3231852C2 (de)
DE2448240A1 (de) Werkzeug zum festen anziehen von befestigungsmitteln
EP0603494A2 (de) Kraftmesseinrichtung
DE3701020C2 (de) Verfahren zur Überprüfung des Zustandes der Bremsen eines Kraftfahrzeuges mit Allradantrieb
DE19963279B4 (de) Verfahren zum Feststellen eines Ausgangsdrehmoments einer Antriebsvorrichtung und Antriebsvorrichtung
DE737522C (de) Dehnungspruefgeraet fuer Textilfaeden

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition