DE3212207A1

DE3212207A1 - Geraet zur oberflaechenbehandlung von zaehnen, insebondere zum entfernen von zahnbelag

Info

Publication number: DE3212207A1
Application number: DE19823212207
Authority: DE
Inventors: Josef Hain; Hermann Landgraf
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-04-01
Filing date: 1982-04-01
Publication date: 1983-10-06
Also published as: JPS58180144A; US4482322A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 82 P 3722 DE

Gerät zur Oberflächenbehandlung von Zähnen, insbesondere zum Entfernen von Zahnbelag

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Oberflächenbehandlung von Zähnen, insbesondere zum Entfernen von Zahnbelag, mittels eines mit Schleifmittel versetzten Gasstromes, enthaltend einen Aufnahmebehälter für das Schleifmittel mit schrägem, vorzugsweise trichterförmigem Boden, der eine Öffnung enthält, welche in eine von einer Druckluftquelle zu einer Austrittsdüse führende Druckmittelleitung mündet, eine von der Druckmittelleitung in den Aufnahmebehälter führende Druckausgleichsleitung, sowie eine mit dem Aufnahmebehälter gekuppelte und diesen bei Betrieb in Schwingungen versetzende Rütteleinrichtung.

Gerate dieser Art sind beispielsweise aus den US-Patentschriften 26 96 049 und 28 14 877 bekannt. Problematisch bei solchen Geräten ist, das in feinkörniger Form im Aufnahmebehälter befindliche Schleifmittel in die zur Austrittsdüse führende Druckluftleitung in dosierbarer kontinuierlicher Menge einzubringen, ohne daß es zu Verklebungen des Schleifmittels und Verstopfungen der Leitungen und Ventile kommen kann.

Zur Lösung dieses Problems wird bei einem Gerät der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Mündungsöffnung in einen Wirbelraum mündet, in den die Druckluftleitung vorzugsweise tangential ein- und ausmündet, daß der Wirbel raum an der der Mündungs· Öffnung gegenüberstehenden Seite mittels einer Membrane

15.3.1982 Rp 5 Ant

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abgeschlossen ist, daß die Membrane bei abgeschalteter Druckluft mittels Federkraft die Mündungsöffnung verschließt, daß die dem Wirbelraum abgewandte Seite der Membrane über eine Steuerleitung und einem in dieser angeordneten Drosselventil mit der Atmosphäre verbunden ist, und daß ferner der in den Wirbelraum führende Leitungsabschnitt der Druckluftleitung über eine in Nähe der Membrane angeordnete Abzweigleitung mit Düse mit der Steuerleitung verbunden ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten. Die nach Anspruch 2 vorgeschlagene außermittige Anordnung der Mündungsöffnung in bezug auf die Wirbelkammer hat den Vorteil, daß Fehlsteuerungen der Membrane durch die in der Wirbelkammer rotierende Druckluft vermieden werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: 20

Fig. 1 ein pneumatisches Funktionsschaltbild des erfindungsgemäßen Gerätes,

Fig. 2 eine vorteilhafte Ausführungsform des Aufnahmebehälters für das Schüttgut,

Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie II/II in Fig. 2,

Fig. 4 eine andere Ausführungsform der Wirbelkammer im Querschnitt.

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Die Fig. 1 zeigt anhand eines pneumatischen Funktionsschemas das erfindungsgemäße Gerät, welches bevorzugt zur Zahnreinigung, insbesondere zur Entfernung von Plaque, eingesetzt werden kann. Wie an sich bekannt, wird bei einem solchen Gerät an einer Düse 1 eines Handstückes 2 ein mit feinkörnigen Schleifmitteln, beispielsweise Natriumhydrogencarbonat (NA HCO»), versetzter Gasstrom abgegeben. Als Trägergas wird in der Regel Luft verwendet. Das Schleifmittel-Gasgemisch wird, bevor es auf die zu reinigende Oberfläche trifft, oder auch direkt am zu reinigenden Objekt, meist noch mit Wasser vermischt. Demgemäß wird dem Handstück 2 einerseits mittels einer Schleifmittelförderleitung 3 ein Gemisch aus Schleifmittel und Trägergas (Luft),gegebenenfalls zur besseren Beschleunigung dieses Gemisches über eine Leitung 4 zusätzlich noch schleifmittelfreie Druckluft, und andererseits über eine Leitung 5 Wasser zugeführt. Die drei Medien werden getrennt durch das Handstück hindurchgeführt und erst in- bzw. außerhalb der Düse 1 miteinander vermischt. Der spezielle Aufbau der hierzu zweckmäßigerweise vorzusehender Düse ist in der Patentanmeldung P 31 32 291.3 beschrieben.

Die Steuerung der Zufuhr von Druckluft und Wasser erfolgt nach Druckreduzierung in Reduzierventilen 6 gemeinsam über Magnetventile 7. Das Wasser wird nach dem Magnetventil 7 in einem Heizer 8 auf etwa Körpertemperatur gebracht. Die Druckluftzufuhrleitung 9 mündet in eine Wirbelkammer 10, in die das in einem Aufnahmebehälter 11 in Schüttgutform (pulverig oder körnig) befindliche Schleifmittel 12 in dosierter Menge beige-

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geben wird. Näheres ist aus der Beschreibung der Fig. 2 zu entnehmen. Mit 13 ist ein Rückschlagventil bezeichnet und mit 14 eine Düse, letztere ist in einer Verbindungsleitung 15 zwischen der Druckluftzufuhrleitung 9 und einer Steuerleitung 16 angeordnet. Mit 17 ist eine in der Steuerleitung 16 angeordnete und in die Atmosphäre mündende Regeldrossel bezeichnet.

Die Wirbelkammer 10 ist durch eine Membrane 18 abgeschlossen, deren Rückseite mit einer Kammer 19 in Verbindung steht, in die die Steuerleitung 16 mündet.

Nach der Wirbelkammer 10 zweigt von der Schleifmittelförderleitung 3 eine Druckausgleichsleitung 20 ab5 diese mündet im oberen Bereich des Aufnahmebehälters 11 in diesen ein.

Mit 21 ist ein Druckspeicher bezeichnet, der über eine Leitung 22 und ein Umschaltventil 23 in der einen Schaltstellung mit Druckluft gefüllt, in der anderen über einen mit der Steuerleitung 16 verbundenen Leitungsabschnitt 16a entlüftet werden kann.

Mit 24 ist ein Schnellentlüftungsventil bezeichnet, das im oberen Behälterteil, zum Beispiel im Behälterdeckel, angeordnet ist und über eine in der Darstellung gestrichelt eingezeichnete Leitung 25 mit der Druckluftzufuhrleitung 9 bzw. 4 verbunden ist.

Bevor die Funktion des Gerätes im einzelnen erläutert wird, sei anhand der Fig. 2 der Aufbau des Aufnahmebe-

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hälters mit Wirbelkammer, sowie eine mit dem Aufnahmebehälter gekuppelte Rütteleinrichtung näher erläutert.

Der Aufnahmebehälter 11 weist schräge, vorzugsweise trichterförmige Bodenwandungen 26 auf, die in eine Falleitung 27 übergehen, welche in die Wirbelkammer 10 mündet. Die Mündungsöffnung 28 wird in der gezeichneten Ruhestellung durch die Membrane 18 mit Hilfe einer Druckfeder 29 verschlossen, so daß bei Nichtbetrieb des Gerätes kein Schleifmittel aus dem Behälter in die Wirbelkammer 10 gelangen kann. Dies ist insbesondere für transportable Geräte von Bedeutung. Mit 30 ist ein im Behälter 11 eingelegtes Sieb bezeichnet, mit dem eine gewisse Sortierung der Körnung des eingefüllten Schleifmittels erreicht werden kann. Die Druckausgleichsleitung 20 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel im Behälter 11 integriert und mündet tangential unterhalb des Deckels 31, der den Behälter luftdicht verschließt, in den Behälterinnenraum. Die tangentiale Einmündung der Druckausgleichsleitung 20 in den Behälterraum hat den Vorteil, daß die bei Einschalten des Gerätes in den Behälterraum strömende Luft dort kontrolliert verwirbelt wird.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, münden die Zu- und Ableitungen 9 und 3 tangential in die Wirbelkammer 10 ein, wobei bei dieser Ausführung die Mündungsöffnungen einander gegenüberstehen, Ein- und Auslaß also in gleicher Richtung verlaufen. Die Wirbelkammer 10 nimmt nur einen Teil der die durch die Membrane 18 vorgegebenen Kreisfläche ein. Den anderen Teil nimmt ein

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fester Ansatz 10a ein. Die MündungsÖffnung 28 kommt so in bezug auf die Wirbelkammer 10 außermittig zu liegen, was den Vorteil hat, daß durch die in der Kammer verwirbelnden Luft die Membrane nicht unbeabsichtigterweise verstellt wird.

Eine andere vorteilhafte Anordnung der Zu- und Ableitung 9 und 3 zeigt Fig. 4. Auch hier münden die Leitungen tangential in die Wirbelkammer 10 ein; Ein- und Auslaß verlaufen hier jedoch nicht - wie bei der Ausführung nach Fig. 3 - in gleicher, sondern in entgegengesetzter Richtung. Die Verwirbelung ist bei dieser Anordnung besonders intensiv.

Der Behälter 11 weist eine im wesentlichen ebene Grundplatte 32 auf, mit der er in einer entsprechenden Ausnehmung eines Standsockels 33 Schwingungen übertragen d gehaltert ist. Zu diesem Zweck sind am Umfang drei Druckfedern 34 sowie ein in der Grundpia tte 32 eingeschraubter und gegenüber dem Sockel 33 federn abgestützter Bolzen 35 vorgesehen, die den gesamten Behälter unter Belassung eines Luftspaltes 36 "schwimmend¹¹ lagern. Mit 37 ist eine mit Wechselspannung von vorzugsweise 24 Volt betriebene Spule bezeichnet, die durch ihr magnetisches Wechselfeld die Grundplatte 32 und damit den Behälter 11 in Vibrationen versetzt.

Anstelle der erläuterten elektromagnetischen Rütteleinrichtung kann auch eine mechanische vorgesehen werden, beispielsweise in Form einer um das Fallrohr 27 angeordneten Ringkammer, in der eine durch Druckluft in Rotation versetzte Kugel rotiert. Bei einer solchen

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mechanischen Rütteleinrichtung erfolgt deren Antrieb vorteilhafterweise durch die ohnehin benötigte Druckluft.

Nachfolgend wird die Funktionsweise des Gerätes näher erläutert.

In Ruhestellung, also bei druckloser Leitung 9, schließt die Membrane 18 die Mündung 28 des Aufnahmebehälters 11.

Eine in der Kammer 19 bewegbar angeordnete und mit der Feder 29 belastete pilzhutförmige Andruckplatte 38 sorgt dabei für ein dichtes Anliegen der Membrane. Zur Inbetriebnahme des Gerätes werden die beiden Magnetventile 7 in bekannter Weise durch Hand- oder Fußschalter betätigt, der Luft- und Wasserstrom wird damit freigegeben. Die Druckluft strömt sodann über die Zufuhrleitung 9 tangential in die Wirbelkammer 10 ein und tangential auch wieder aus dieser aus. Die Membrane 18 bleibt nach Einschalten des Gerätes solange geschlossen, bis sich der Druck im System gleichmäßig aufgebaut hat. Bei einem versehentlichen kurzen Einschalten des Gerätes kann deshalb kein Schleifmittel in die Wirbelkammer und in die sich daran anschließende Leitung gelangen.

Durch die unmittelbar vor der tangential mündenden Öffnung abzweigende Verbindungsleitung 15, welche mit der Kammer 19 sowie mit der zur Regeldrossel 17 (Fig. 1) führenden Steuerleitung 16 verbunden ist, ist der unterhalb der Membrane 18 befindliche Raum über die Regeldrossel 17 entlüftet. Je nach Öffnungsgrad der Regeldrossel 17 gibt die Membrane 18 die Mündungsöffnung 28 mehr oder weniger weit frei, wodurch das Schleif-

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mittel 12 in einer bestimmten Menge in die Wirbelkammer 10 rieseln kann.

Die pilzhutförmige Andruckplatte 38 ist im Vergleich zur Membrane relativ schwer, vorzugsweise aus Metall gefertigt, Bei eingeschalteter Rütteleinrichtung wird so die Andruckplatte und damit die Membrane in der geöffneten Betriebsstellung in periodische Schwingungen versetzt, wodurch auch bei unterschiedlichen Korngrößen des Schleifmittels, die beispielsweise zwischen 3 und 150 /um liegen können, und kleiner Offenstellung der Membrane eine gleichmäßige Zufuhr des Schleifmittels erreicht bzw. eine Verstopfung der Zufuhröffnung durch größere Körner vermieden werden kann.

Infolge der tangential ein- und ausmündenden Druckluft wird eine äußerst günstige Verwirbelung des einrieselnden Schleifmittels mit der Druckluft gewährleistet. Die Ausgleichsleitung 20 sorgt für ein gleichmäßiges Be- bzw. Entlüften des Behälterinnenraumes. Mit der in der Abzweigeleitung 15 angeordneten Düse 14 wird ein langsames öffnen und Einstellen des öffnungsSpaltes an der Mündung 28 sowie ein geringer Luftverbrauch erzielt.

Um ein Nachblasen des Schleifmittels nach Abschalten des Gerätes zu vermeiden, ist der in Fig. 1 eingezeichnete Druckspeicher 21 vorgesehen. Bei Betrieb des Gerätes befindet sich das Umschaltventil 23 in einer Stellung, in der es die Leitung 22 mit dem Druckspeicher 21 verbindet; der Speicher 21 wird somit gefüllt. Nach Abschalten des Gerätes durch Schließen der Magnetventile wird das Umschaltventil 23 in die gezeichnete Stellung

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umgeschaltet; die im Druckspeicher 21 befindliche Druckluft wird über den Leitungsabschnitt 16a und die Steuerleitung 16 in die Kammer 19 geleitet, wodurch die Membrane 18 zusätzlich zu der Kraft der Feder 29 noch belastet wird.

Eine andere Art, das Nachblasen zu vermeiden bzw. zu verringern, besteht darin, den Behälter 11 über das Entlüftungsventil 24 und die Leitung 25, die in die Druckluftleitung 4 mündet, zu entlüften.

Eine besonders funktionssichere Steuerung der Schleifmittelzufuhr ist gegeben, wenn - wie bereits erwähnt die Mündungsöffnung 28 der Falleitung 27 in bezug auf die Wirbelkammer 10 nicht mittig, sondern außermittig angeordnet ist. Dadurch kann ein evtl. Ansaugen der Membrane 18 durch die in der Kammer 10 wirbelnden Luft vermieden werden.

Dank der Koppelung des Aufnahmebehälters 11 mit der Rütteleinrichtung braucht der Aufnahmebehälter für das Schüttgut nicht - wie dargestellt - rotationssymmetrisch ausgebildet zu sein und einen trichterförmigen Boden aufweisen; denkbar ist jede andere baulich zweckmäßige Form, so auch eine kastenförmige Bauform mit einer oder mehreren schräg angeordneten, in die Falleitung bzw. Mündungsöffnung übergehenden Bodenwandungen. Auch eine Konstruktion ohne Falleitung, bei der also das Schleifmittel vom Behälter direkt über die Öffnung 28 in den Wirbelraum 10 rieselt, ist möglich.

12 Patentansprüche
2 Figuren

L eersei te

Claims

VPA 82 P 3722 DE Patentansprüche

M_#) Gerät zur Oberflächenbehandlung von Zähnen, insbesondere zum Entfernen von Zahnbelag, mittels eines mit Schleifmittel zersetzten Gasstromes, enthaltend

a) einen Aufnahmebehälter (11) für das Schleifmittel mit schrägem, vorzugsweise trichterförmigem Boden (26), der eine Öffnung (28) enthält, welche in eine von einer Druckluftquelle zu einer Austrittsdüse (1) führende Druckmittelleitung (9,3) mündet,

b) eine von der Druckmittelleitung (9,3) in den Aufnahmebehälter (11) führende Druckausgleichsleitung (20) und

c) eine mit dem Aufnahmebehälter (11) gekuppelte und in Betrieb diesen in Schwingungen versetzende Rütteleinrichtung (32,37), dadurch gekennzeichnet , daß

d) die Mündungsöffnung (28) in einen Wirbelraum (10) mündet, in den die Druckluftleitung (9,3),vorzugsweise tangential, ein- und ausmündet,

e) der Wirbelraum (10) an der der Mündungsöffnung (28) gegenüberstehenden Seite mittels einer Membrane

(18) abgeschlossen ist,

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f) die Membrane (18) bei abgeschalteter Druckluft durch Kraft einer Feder (29) die Mündungsöffnung (28) verschließt,

g) die dem Wirbelraum (10) abgewandte Seite der Membrane (18) über eine Steuerleitung (16) und einem in dieser angeordneten Drosselventil (17) mit der Atmosphäre verbunden ist,

h) der in. den Wirbelraum (10) führende Leitungsabschnitt der Druckluftleitung (9»3) über eine in Nähe der Membrane (18) angeordnete Abzweigleitung (15) mit Düse (14) mit der Steuerleitung (16) verbunden ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungsöffnung (28) außermittig der Wirbelkammer (10) relativ zu dieser angeordnet ist.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß Mittel (38) vorgesehen sind, welche die Membrane (18) in der geöffneten Stellung in periodische Schwingungen versetzen.
4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Rütteleinrichtung (32-37) gekoppelte und mittels der Feder (29) auf der Membrane (18) anliegende Andruckplatte (38) vorgesehen ist.

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5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Andruckplatte (38) pilzhutförmig ausgebildet ist.
6. Gerät nach einem der Ansprüche 1-5» dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmebehälter (11) eine in die Mündungsöffnung (28) übergehende Falleitung (27) enthält.
7. Gerät nach einem der Ansprüche 1-5» dadurch gekennzeichnet, daß eine mechanische Rütteleinrichtung vorgesehen ist, die mit der zur Wirbelkammer (10) führenden Druckluft betrieben wird.
8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß als Rütteleinrichtung eine in einem Ringraum um eine Falleitung (27) rotierende Kugel vorgesehen ist, die mit Druckluft aus der zur Wirbelkammer (10) führenden Druckluftleitung (9) in Rotation gesetzt wird.
9. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Aufnahmebehälter (11) eine im wesentlichen ebene Grundplatte (32) aufweist, die mittels federnder Elemente (34) unter Belassung eines Luftspaltes (36) an einem Sockel (33) Schwingungen übertragend gehaltert ist, und zwischen Sockel (33) und Grundplatte (32) ein diese in Vibration versetzender Elektromagnet (37) angeordnet ist.

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10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittels der Steuerleitung (16) verbundener Leitungsabschnitt (16a) und einem dazwischen geschalteten Ventil (23) mit der Rückseite der Membrane (18) verbundener Druckluftspeicher (21) vorhanden ist, der mittels Ventilsteuerung bei Abschalten des Gerätes (9,3) die Membrane (18) mit einem Druckstoß beaufschlagt.
11. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Behälterraum ein nach Abschalten des Gasstromes öffnendes Entlüftungsventil (24) angeordnet ist.
12. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichsleitung (20) tangential in den Aufnahmebehälter (11) mündet.