DE2219657B2 - Zahnärztliches Handstück - Google Patents

Description

stückes angeordneten, die mechanischen Schwingun- fächer und preislich günstiger Aufbau des Handstük-

gen des Wandlers aufnehmenden Werkzeug. kes läßt sich erreichen, wenn als Rückkopplungsglied

Solche Handstüeke werden in der zahnmedizini- 5° ein piezokeramischer Wandler vorgesehen ist. Das sehen Technik hauptsächlich zum Entfernen von Rückkopplungsglied kann grundsätzlich mit jedem ZaI■ 'istcin, Stopfen von Amalgam und zum Schnei- elektro-mechanischen Wandler als schwingendes moden \on Geweben bei chirurgischen Eingriffen einge- chanisches Glied gekoppelt werden. Besondere Vorsetzt Bei einem bekannten derartigen Handstück ist teile lassen sich jedoch erzielen, wenn, wie in Weiterein magnetostriktiver Wandler vorgesehen, der im 55 bildung der Erfindung vorgeschlagen wird, auch der wesentlichen aus einem von einer Spule umgebenen elcktro-mechanischc Wandler aus piezoke;ani:schem Nickelkern besteht. Die Spule wird /ur Erregung des Material hergestellt ist.

Kernes mit hochfrequentem Wechselstrom gespeist. Die Steuereinrichtung enthält einen vorzugsweise

der aus einem separaten, vom Handstück räumlich zweistufigen Verstärker, dessen Ausgang mit dem

getrennten Generator entnommen wird. Der Hoch- ^6o elektro-mechanischen Wandler verbunden ist. Bcson-

frcquen/.genenitor ist meist in einem speziellen Ge- dere Vorteile werden erzielt, wenn, wie in Weilerbil-

hausc untergebracht und über einen Zuleitung*- dung der Erfindung vorgeschlagen wird, die Bauteile

schlauch mit dem Handstück verbunden. des Verstärkers im Handstück eingebaut sind. Da-

Zuni Betrieb solcher Handstücke ist insbesondere durch entfällt das bei bekannten Handstücken erfor-

ein schaltungslcdmisch relativ großer Aufwand er- 65 derliche Hochfrequenzzuleitungskabel. Bei entspre-

forderlich, der auch einen relativ großen Platzbedarf chender Ausbildung der Anschlußstücke kann das

zur Unterbringung der zur Erzeugung der hochfre- erfindungsgemäße Handstück auch an den Vcrsor-

uuenten Ströme zur Erregung des Schwingers eifoi- giingsschlauch eines mit Gleichspannung gespeisten

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ilektro-motorisch betriebenen Handstückes, dessen durch das Rückkopplung^glied 11 der elektromecha-

Motor im Handstück untergebracht ist, angeschlos- nische Wandler 2 auf einfachste Art und Weise in

?*° ^^v?^lden· . seiner Eigenfrequenz erregt werden. Der Vorteil des

Weitere Vorteile sowie der Aufbau des erfin- Rückkopplungsgliedes ist, daß sich eine sehr einfache

«ungsgemäßen Handstückes werden nachstehend in 5 Erregerschaltung aufbauen läßt, wie aus Fig.3 er-

#en Figuren an Hand der Beschreibung eines Aus- sichtlich ist.

ffihrangsbeispieles der Erfindung erläutert. Es zeigt Die Steuereinrichtung 3 besteht aus einem zweistu-

F ι g. 1 ein zahnärztliches Handstück zum Zahn- figen Verstärker mit den Transistoren 16,17 und den Steinentfernen in schaubildlicher Ansicht mit teil- Widerständen 18 bis 21. Mit 22 ist eine Drossel beweise aufgeschnittenem Griffstück, I₀ zeichnet, welche als Kollektorwiderstand für den

F ι g. z. den Aufbau des elektro-mechanischen Transistor 17 vorgesehen ist und die zudem verhin-

Wandlers und die Anordnung des Rückkopplungs- dem soll, daß Wechselströme zurück in die Gieich-

gliedes m schematischer Darstellung und Spannungsspeisequelle fließen können. Mit 23 ist ein

Fig.3 die elektrische Schaltungsanordnung der Ein- und Ausschalter bezeichnet, mit mit dem die

Steuereinrichtung für den elektro-mechanischen 15 Gleichspannung Uv an die Steuereinrichtung 3 gelegt

Wandler. _wircj _Der Schalter kann am Handstück selbst oder

Die Fig. 1 zeigt ein zahnärztliches Handstück, in auch an einer anderen geeigneten Stelle, z.B. einer «Jessen Gnffstück 1 ein elektro-mechanischer Wand- Dentaleinrichtung, angeordnet sein. Die Wirkungskr2 und die Bauteile einer Steue, einrichtung 3 zur _weise ist folgende: Nach Schließen des Schalters 23 Erregung des Wandlers 2 untergebracht sind. Am 20 _wi_ra- _{eme pos}i_tive Gleichspannung Vv über den Anforderen Ende des elektro-mechanischen Wandlers 2 schluß 14 an den Wandler 2 gelegt und dieser zu IEt ein Kupplungsteil 4 angeordnet, an dem betriebs- einer gedämpften Schwingung in der Eigenfrequenz mäßig lösbar ein Werkzeug 5 gehaltert ist. Die elek- des elektro-mechanischen Wandlers erregt. Die Er-•rischen Bauteile der Steuereinrichtung 3 sind zu regerfrequenz liegt bei 20 bis 40 kHz, also im Ultra- «inem Block zusammengefaßt und an dem dem 25 schallbereich. Die Schwingungen erzeugen im wewerkzeugseitigen Ende gegenüberliegenden Ende des sentlichen eine Längskontraktion des SchwingerpalVandlers2 angeordnet. Die elektrischen Verbin- ketes. Diese Längsschwingungen werden (vgl. 4ungsleitungen zwischen Wandler2 und Steuerein- Fig. 1) über das Kupplungsteil4 dem Werkzeug5 fichtung 3 sind mit 13 und 14 bezeichnet. Das Griff- übertragen. Die Längskontraktionen erzeugen durch Itück 1 ist an einen Zuleitungsschlauch 7 anschließ- 30 die mechanische Kopplung mit dem Rückkopplungskar, der im wesentlichen elektrische Leitungen 8 zur g]j_ed n _eine elektrische Spannung, die über die Lei-Zuführung elektrischer Energie an die Steuereinrich- _tung 15 der Basis des Transistorverstärkers 17 zuge-Iung3 sowie einen Leitungskanal 9 zur Zuführung f_uh_rt wird, in dessen Ausgang über die Leitung 14 von Kühl- oder Spülmitteln an das Werkzeug enthält. der elektro-mechanische Wandler 2 liegt. Die rückge-Der elektro-mechanische Wandler 2 besteht aus meh- 35 koppelte verstärkte Spannung gelangt dadurch wiereren dünnen sandwichartig übereinander zu einem der auf den Wandler, so daß dieser nunmehr eine un-Schwingerpaket angeordneten plattenförmigen piezo- gedämpfte Schwingung durchführt. Durch ein Veränkeramischen Einzelschwingern 10. An der Ober- dem der Gleichspannung Uv wird die Sciiwingungseeite des Wandlers 2 ist ein die mechanischen amplitude und damit die Ausgangsleistung des Schwingungen aufnehmendes Rückkopplungsglied 11 40 Wandlers verändert. Es wird dadurch ermöglicht, angeordnet. Das Rückkopplungsglied 11 wandelt die durch ein Verändern der Gleichspannung eine Leimechanischen Schwingungen in elektrische Impulse stungsregelung durchzuführen. Aus der Darstellung um. die über die elektrische Verbindungsleitung 15 j_st ersichtlich, daß der Aufwand an elektrischen Bauder Steuereinrichtung 3 zugeführt werden. Der Rück- teilen für die Erregerschaltung sehr klein ist. Dfkopplungsschwinger kann auch in Paketmitte oder 45 durch ist es besonders leicht möglich, die gesamten auf der Unterseite des Schwingerpakets angeordnet Bauteile im Handstück unterzubringen und das sein. Einzelheiten des Aufbaus des Schwingerpakets Handstück im Querschnitt sehr klein zu halten. Dies sowie den Aufbau der Steuereinrichtung 3 zeigen die j_{st auc}h dadurch möglich, daß die Abmessungen der F i g. 2 und 3. Einzelschwinger 10 relativ klein sind. Der Wandler 2

Aus I i g. 2 ist ersichtlich, daß die Einzelschwinger 50 j_{st nur} 30 bis 50 mm lang, die Einzelschwinger —

10 in Parallelschaltung elektrisch miteinander ver- _elwa dreißig an der Zahl — haben eine Stärke von

bunden sind. Die Parallelschaltung ist konstruktiv so etwa 0,3 mm und eine Kantenlänge von etwa 8 bis

geliist, daß zwischen den Einzelschwingern 10 dünne H)mm. Wie aus der Darstellung in Fig. 1 ersichtlich

Metallfolien 12 eingelegt sind, die ihrerseits zu den j_st. liegen die Ein/.elschwinger mit ihren Längsachsen

metallisierten Flächen der Finzelschwinger 10 eine 55 parallel zur Längsachse des Handstückes,

gut leitende Verbindung herstel^n. Das an der Ober- wie eingangs bereits erwähnt, sind lediglich zwei

seite des Schwingerpakets 2 aufgesetzte Rückkopp- Leitungen für die Zuführung der elektrischen Ener-

lungsglied 11 besteht ebenfalls aus piezokerami- gj_e erforderlich. Die Grundspannung der Gleichspan-

schem Material, ist in der gleichen Technik wie dl·· nungsquelle L'ν liegt bei 24 V. Bildet man das An-

Einzelschwinger 10 aufgebaut und mechanisch mit ^r>o schlußteil des Handstückes für den Zuleilungs-

dem Schwingerpaket verbunden. Wird an die Verbin- schlauch so aus. daß es an die üblichen Anschlußlei-

dungsleitungen 13 und 14 eine Gleichspannung Uv tungen zur Versorgung elektro-motorischer Bohran-

angelegt, so beginnt der elektro-mechanische Wand- triebe angeschlossen werden kann, so kann das erfin-

ler 2 zu schwingen. Da der piezoelektrische Effekt dungsgemäße Handstück an die regelbare Steuerelek-

umkehrbar ist, d. h. bei mechanischer Beanspruchung ⁶5 tronik eines elektromotorisch angetriebenen Bohr-

des Wandlers sich an den metallisierten Flächen La- handstückes angeschlossen werden. Der Vorteil liegt

düngen bilden, die der deformierenden Kraft (me- darin, daß an ein und denselben Vcrsorgungs-

chanischen Schwingungen) proportional sind, kann schlauch wahlweise ein elektro-motorisch betriebenes

Johrhandstück oder auch das erfindungsgemäße -landstück angeschlossen werden kann. Die Bauteile Jer Steuereinrichtung zur Erregung des elektro-me- :hanischen Wandlers können auch im handstückseiti- »en Anschlußteil des Zuleitungsschlauches angeordnet sein.

Das erfindurigsgemäße Handstück kann je nach Ausführung des auf das Kupplungsteil 4 aufgesetzten Werkstückes zum Zahnstein entfernen, zum Stopfen von Amalgam oder als Schneidwerkzeug verwendet werden. Als piezokeramisches Material hat sich Barium-Titanat als besonders vorteilhaft erwiesen. Es wird noch darauf hingewiesen, daß es auch im Rahmen der Erfindung liegt, als Wandler einen magnetostriktiven Wandler vorzusehen, Jer mit dem Rückkopplungsglied mechanisch verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 derlichen Bauteile mit sich bringt. Die Unterbringung Patentansprüche: des Generatorteils in einer Dentaleinrichtung ist ins besondere bei einem Nachrüsten der Einrichtung mit

1. Zahnärztliches Handstück mit einem darin einem solchen Handstück problematisch, weil die angeordneten, mit hochfrequenten Strom erreg- 5 baulich ohnehin schon sehr zusammengedrängte Anbaren elektro-mechaniscben Wandler und einem Ordnung der diversen Versorgungsteile für die Bohram vorderen Ende des Handstückes angeordne- und Spritzhandstücke häufig kaum Platz für zusätT-ten, die mechanischen Schwingungen des Wand- liehe Handstücke läßt.

lers aufnehmenden Werkzeug, dadurch ge- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zukennzeichnet, daß mit dem elektro-mecha- io gründe, ein zahnärztliches Handstück der eingangs nischen Wandler (2) ein Rückkopplungsglied (1) genannten Art anzugeben, das — unter Beibehaltung mechanisch verbunden ist, welches am Eingang der Vorzüge, die solche bekannte Handstücke bieten einer Steuereinrichtung (3) für den Wandler (2) — einfacher aufgebaut ist als ein vergleichbares angeschlossen ist. Handstück nach dem Stand der Technik. Insbeson-

2. Zahnärztliches Handstück nach Anspruch 1, 15 dere soll der Aufwand an elektrischen Bauteilen verdadurch gekennzeichnet, daß das Rückkopp- ringen und die Servicefreundlichkeit verbessert werlungsglied (11) ein piezokeramischer Wandler ist. den.

3. Zahnärztliches Handstück nach Anspruch 1 Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elek- daß mit dem elektro-mechanischen Wandler ein tro-mechanische Wandler (2) aus piezokerami- 20 Rückkopplungsglied mechanisch verbunden ist, welschem Material besteht. ches am Eingang einer Steuereinrichtung für den

4. Zahnärztliches Handstück nach einem der Wandler angeschlossen ist.

Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag kann das werkzeugseitige Ende des elektro-mechani- eine äußerst einfache Erregerschaltung zur Erregung sehen Wandlers (2) mit einem Kupplungsteil zum 25 des elektro-mechanischen Wandlers aufgebaut wer betriebsmäßig lösbaren Anschluß eines Werkzeu- den. Ein Abgleich oder ein Abstimmen des Hochfreges (5) versehen ist. quenzieils, wie es bei dem bekannten Handstück cr-

5. Zahnärztliches Handstück narh einem der forderlich ist. entfällt, da das Rückkopplungsglied Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß seine Impulse zur Erregung des elektro-mechanidie Steuereinrichtung (3) einen vorzugsweise 30 sehen Wandlers stets in der Eigenfrequenz de< zweistufigen Verstärker enthält, dessen Ausgai^ Wandlers abgibt.

mit dem elektro-mechanischen Wandler (2) ver- Das Rückkopplungsglied ist ein elektro-mechani-

bunden ist. scher Wandler und kann ein Dehnungsmeßstreifen

6. Zahnärztliches Handstück nach Anspruch 5, sein, dessen Widcrstandswert sich bei einem Schwindadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile (16 bis 35 gen des elektro-mechanischen Wandlers ändert und IZ) des Verstärkers im Handstück, vorzugsweise dessen sich änderndes Spannungspotential als Ausin dessen Griffstück, eingebaut sind. eangsgröße auf die Steuereinrichtung des elektro-mechanischen Wandlers wirkt. Auch ein mit einei Tauchspule zusammenwirkender, mit dem elektro-

40 mechanischen Wandler mechanisch gekoppelter M,t

gnet kann vorgesehen werden. Bei einer solchen An Ordnung werden auftretende MagnetfeldänderuiiLicn mittels geeigneter Übertragungsmittel in elektrische

Die Erfindung bezieht sich auf ein zahnätztliches Signale umgewandelt, die dann der Steuereinrichtung

Handstück mit einem darin angeordneten, mit hoch- 45 zugeführt werden. Es liegt auch im Rahmen der Er-

frequentem Strom erregbaren eleklro-mcchanischen findung, als Rückkopplungsglied einen druckemp-

Wandler und einem am vorderen Ende des Hand- findlichen Transistor vorzusehen. Ein besonders ein-