[go: up one dir, main page]

DE2459841B2 - Elektrische antriebs- und steuereinrichtung fuer mit ultraschall arbeitende zahnbehandlungsgeraete - Google Patents

Elektrische antriebs- und steuereinrichtung fuer mit ultraschall arbeitende zahnbehandlungsgeraete

Info

Publication number
DE2459841B2
DE2459841B2 DE19742459841 DE2459841A DE2459841B2 DE 2459841 B2 DE2459841 B2 DE 2459841B2 DE 19742459841 DE19742459841 DE 19742459841 DE 2459841 A DE2459841 A DE 2459841A DE 2459841 B2 DE2459841 B2 DE 2459841B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
control device
drive
oscillator
transistor
converter
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.)
Withdrawn
Application number
DE19742459841
Other languages
English (en)
Other versions
DE2459841A1 (de
Inventor
Alfred Dipl.-Ing. 6380 Homburg Wieser
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.)
Northrop Grumman Systems Corp
Original Assignee
Litton Industries 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 Litton Industries Inc filed Critical Litton Industries Inc
Priority to DE19742459841 priority Critical patent/DE2459841B2/de
Publication of DE2459841A1 publication Critical patent/DE2459841A1/de
Publication of DE2459841B2 publication Critical patent/DE2459841B2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/0207Driving circuits
    • B06B1/0223Driving circuits for generating signals continuous in time
    • B06B1/0238Driving circuits for generating signals continuous in time of a single frequency, e.g. a sine-wave
    • B06B1/0246Driving circuits for generating signals continuous in time of a single frequency, e.g. a sine-wave with a feedback signal
    • B06B1/0253Driving circuits for generating signals continuous in time of a single frequency, e.g. a sine-wave with a feedback signal taken directly from the generator circuit
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/02Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design characterised by the drive of the dental tools
    • A61C1/07Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design characterised by the drive of the dental tools with vibratory drive, e.g. ultrasonic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B2201/00Indexing scheme associated with B06B1/0207 for details covered by B06B1/0207 but not provided for in any of its subgroups
    • B06B2201/50Application to a particular transducer type
    • B06B2201/58Magnetostrictive transducer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B2201/00Indexing scheme associated with B06B1/0207 for details covered by B06B1/0207 but not provided for in any of its subgroups
    • B06B2201/70Specific application
    • B06B2201/76Medical, dental

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebs- um Steuereinrichtung für impuisgesteuertc Ultraschall zahnbchandlungsgeräte od. dgl. mit einem elektromc chanischen, vorzugsweise magnetostriktivem Wandle
ynd mit einem Oszillator.
Die Verwendung derartiger Geräte, die aus einem im Ultraschallfrequenzbereich arbeitenden magnetostriktiven Wandler und einer daran befestigten Werkzeugspitje bestehen, ist an sich, beispielsweise ^ur Zahnsteinenifernung bekannt.
Diesen Geräten ist gemeinsam, daß der magnetostriklive Wandler mit der Werkzeugspitze ein mechanisches Schwingungssystem darstellt, welches zur Abgabe optimaler Leistung genau mit Resonanzfrequenz betrieben werden muß.
Dies erfordert nun sehr stabile Frequenzgeber und/oder selbsttätige Frequenzregeleinrichtungen bei großem Aufwand für die Stabilisierung. Verschiebungen der mechanischen Resonanzfrequenz treten grundsätzlieh bei Belastung oder einem Auswechseln des Werkzeugs bzw. der Werkzeugspitze auf, nach jedem Wechseln muß somit, soweit keine besonderen Maßnahmen zur Frequenznachstimmung vorgesehen sind, die Frequenz der das Arbeitsinstrument bzw. Gerät ansteuernden Steuereinrichtung von Hand nachgestellt werden.
Es sind nun bereits verschiedene Schaltungsanordnungen mit oder ohne selbsttätige Frequenzabstimmung bekannt. Bei den selbsttätig abgestimmten Schaltungen erfolgt in der Regel eine Rückkopplung mit Hilfe einer zusätzlich am Wandler angebrachten Detektorspule, oder eine Regelgröße wird von einem ebenfalls im Wandler zusätzlich untergebrachten piezoelektrischen Element abgeleitet.
Bei einer anderen bekannten Schaltung ist am Ausgang eines schwingungsfähigen Verstärkers die Spule eines elektro-mechanischen Wandlers in Serie mit einem Widerstand angeordnet. Von diesem Widerstand wird eine Spannung an den Eingang des Verstärkers derart rückgekoppelt, daß der Verstärker zu schwingen beginnt. Die hierbei auftretende Frequenz ist ausschließlich abhängig von der Impedanz des elektromechanischen Wandlers und entspricht der Resonanzfrequenz dieses Wandlers. Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Schaltung besteht jedoch darin, daß zur notwendigen Entkopplung zwischen dem am Wandler auftretenden Hochfrequenzsignal und dem zur Wandlerpolarisation benötigten Gleichstrom eine Drossel erforderlich ist, die vor allem auch durch die Gleichstromvorbelastung sehr groß und teuer ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Antriebs- und Steuereinrichtung aufzuzeigen, die einfach im Aufbau ist, keine zusätzlichen und besonderen Stabilisierungsmaßnahmen erfordert, in der Hcrstellung billig ist und trotzdem leistungsstark und zuverlässig arbeitet und die außerdem auf kleinstem Raum untergebracht werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Antriebs- und Steuereinrichtung der eingangs geschilderten Art erfindungsgemäß so ausgeführt, daß der das Impulssignal für den Wandler liefernde Oszillator in seiner Frequenz durch eine Steuerspannung stabilisiert und/oder nachgeregelt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform, bei der eine Nachstimmung der Frequenz des Oszillators auf die Resonanzfrequenz des Wandlers erfolgt, wird ein vom Strom durch den Wandler abgeleitetes Steuer- oder Regelsignal dem in der Frequenz steuerbaren Oszillator zugeführt, wobei der frequenzabhängige Strombedarf des Wandlers zur Erzeugung des Steuersignals ausgenutzt wird.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird eine Frequenzstabilisierung dadurch erreicht, daß einem Oszillator mit einer vor. der Versorgungsspannung abhängigen Frequenz diese Versorgungsspannung über ein Ä-C-Glied bestehend aus einem in dieser Versorgungsleitung für den Oszillator eingeschalteten Widerstand und aus einem dem Oszillator bzw. den Klemmen zur Zuführung der Versorgungsspannung an den Oszillator parallelgeschaheten Kondensator zugeführt wird, und daß in dem Entladestromkreis dieses Kondensators ein als Schalter betriebener und von dem Ausgangssignal des Oszillators angesteuerter Transistor liegt, wobei dann der Widerstand und der Kondensator des R-C- Gliedes so gewählt sind, daß bei normaler Betriebsfrequenz die über den als Schalter betriebenen Transistor abgeführte Ladungsmenge bei gesperrtem Transistor dem Kondensator gerade wieder zugeführt werden kann.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine besondere Ausgestaltung der Kühlwasserzufuhr an das Arbeitsinstrument vorgesehen, wodurch die Möglichkeit des räumlich engsten Geräteaufbaus geschaffen wird. Die Abschaltung des Oszillators erfolgt bei der erfindungsgemäßen Antriebs- und Steuereinrichtung vorzugsweise über eine Abschaltverzögerungsschaltung in der Weise, daß bei Betätigung eines Schalters zunächst ein Steuerventil die Kühlwasserzufuhr sperrt und dann erst verzögert der Oszillator und damit das von der erfindungsgemäßen Antriebs- und Steuereinrichtung angetriebene Arbeitsinstrument abgeschaltet wird.
Die Erfindung wird im folgenden im Zusammenhang mit den Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
F i g. 1 ein Blockdiagramm einer Antriebs- und Steuereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 die Schaltung eines selbs' stabilisierten Inipulsgenerators zum Antrieb eines Wandlers;
F 1 g. 3 eine gegenüber der Fig. 2 erweiterte Antriebsschaltung zur Ansteuerung des Wandlers mit stromabhängiger Frequenznachführung;
F i g. 4 das Strom-Frequenzdiagramm des Wandlers;
F i g. 5 eine erste Schaltung zum verzögerten Abschalten der Antriebsschaltung für den Wandler;
F i g. 6 eine zweite Schaltung zum verzögerten Abschalten der Antriebsschaltung für den Wandler;
F i g. 7 in Prinzip-Darstellung ein wassergekühlter hochbelastbarer Widerstand zur Verwendung bei der erfindungsgemäßen Antriebs- und Steuereinrichtung.
Die in der Fig. 1 im Blockschaltbild gezeigte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebs- und Steuereinrichtung besteht im wesentlichen aus einer Gleichspannungsversorgungsquelle 1. einer Abschaltverzögerungsschaltung 2 sowie aus der eigentlichen Antriebsschaltung 3 für den im Handstück eines Gerätes zur Ultraschallzahnbehandlung untergebrachten elektromechanischen Wandlers 4. Die Ansteuerschaltung 3 enthält eine Endstufe 5 zur Ansteuerung des Wandlers 4. einen Oszillator 6 sowie eine Stufe 7 zur Nachstimmung des Oszillators. Außerdem ist bei der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform in einer für die Endstufe, den Oszillator und die Stufe 7 gemeinsamen Versorgungsleitung 8 ein Widerstand 9 vorgesehen, der ein insbesondere vom Stromverbrauch der Endstufe abhängiges Steuersignal über die Leitung 10 an die Stufe 7 /ur Nachstimmung des Oszillators 6 liefert, wie dies im folgenden im Zusammenhang mit der F i g. 5 noch näher erläutert werden wird.
In F i g. 2 ist eine komplette Antriebsschaltung für den
Wandler 4 dargestellt. Die Schaltung besteht im wesentlichen" aus den beiden Transistoren 71 und 72, die zusammen mit den im Kollektor- bzw. Basisstromkreis dieser Transistoren angeordneten Widerständen und ' Kondensatoren einen bekannten Multivibrator bilden, der über einen Koppclkondensator eine von dem Transistor 73 und dem zugehörigen Widerstand 11 gebildete Treiberstufe ansteuert. Der Emitter des Transistors 73 ist mit der Basis eines Transistors 74 verbunden, der zusammen mit einem Transistor 75 in Darlington-Schaltung betrieben die Endstufe zur Ansteuerung des Wandlers 4 bildet. Der Wandler 4 liegt dabei im Kollektorkreis der Transistoren 7"4 und 75. Ein Dämpfungswiderstand 12 und eine Diode 13 sind der Spule des elektromagnetischen Wandlers 4 im Kollektorkreis der Transistoren 74 und T5 parallel geschaltet. Durch diese Serienschaltung aus Diode 13 und Widerstand 12 soll nach Sperren der Transistoren 74 und 75 in an sich bekannter Weise ein negatives Überschwingen der Spannung an dem mit dem Kollektor dieser Transistoren verbundenen Ende der Spule 4 vermieden werden.
An den Eingangsklemmen 14 und 15 wird die Schaltung mit einer der gewünschten Ausgangsleistung und/oder der gewünschten Ausgangsfreqiien/ am Wandler 4 entsprechenden variablem Gleichspannung versorgt, wobei entsprechend dem n-p-n-Typ der Transistoren Γ4 und 75 die Klemme 14 an den positiven und die Klemme 15 an den negativen Pol der Spannungsqiielle angeschlossen ist. Um eine von Schwankungen der Versorgungsspannung sowie von der Belastung des Wandlers unbeeinflußte Wandlcrantriebsfrequcnz zu gewährleisten, wird dem aus den Transistoren Tl und 7~2 bestehenden Multivibrator sowie der von dem Transistor 73 gebildeten Treiberstufe die Versorgungsspannung über die Scnenschaltung der beiden in der Versorgungsleitung 16 angeordneter. Widerstände 17 und 18 zugeführt, wobei der Widerstand 17 variabel ausgebildet ist. Weiterhin liegt dem Multivibrator (7"1 und T2) sowie der Treibcrsiufc (73) ein Kondensator 19 parallel. Durch diese aus den Widerständen 17 und 18 und dem Kondensator 19 bestehende /?-C-Glied wird im.Zusammenwirken mit dem Transistor T3 eine Änderung der Frequenz des Multivibrators (Π. 72) bei Änderung der Vcrsorgungsspannung wirksam vermieden, wobei der Transistor 73 gewissermaßen als Schaltregler im Parallelbetrieb wirkt.
Erhöht sich beispielsweise die Versorgungsspannung an den Klemmen 14 und 15. so wird dies bei dem in seiner Frequenz direkt auf Spannungsänderungen reagierenden Multivibrator (71, 72) zu einer Erhöhung der Impulsfolgefrequenz führen. Eine Erhöhung der Frequenz des Multivibrators bedeutet andererseits, daß der als Schalter betriebene Transistor 73 mit zunehmender Frequenz nach immer kürzeren Zeitabschnitten öffnet und den Kondensator 19 über die Basis-Emitter-Sirecke der Transistoren 74 und 75 sowie über den parallelliegenden Widerstand 11 entlädt, so daß die Zeit in der der Transistor 73 geschlossen ist. schließlich nicht mehr ausreicht, um den Kondensator 19 auf die volle, an den Klemmen 14 und 15 anliegende Versorgungsspannung aufzuladen. Die am Kondensator 19 anliegende und somit als Versorgungsspannung für den Multivibrator (71 und 72) zur Verfügung stehende mittlere Gleichspannung liegt schließlich niedriger als die an den Klemmen 14 und 15 angelegte Versorgungsspannung, so daß auch die Frequenz des Multivibrators wieder abnimmt. Dieser Effekt führt bei exakter Dinicnsionierung insbesondere der Widerstände 17 und 18 sowie des Kondensators 19 zu einer ausgezeichneten Frequenzstabilität der Schaltungsanordnung selbst bei großen Änderungen der Speisespannung, wie die beispielsweise zur Leistungssteuerung des Wandlers 4 erforderlich sind.
Mit der in F i g. 2 gezeigten Schaltung ist es auch möglich, die am Wandler 4 zur Verfügung stehende Leistung unter Verwendung der an sich bekannten Impulslängenmodulation auf einen ganz bestimmten Wert einzustellen. Die Einstellung der Ausgangsleistung des Wandlers 4 erfolgt hierbei mit Hilfe des verstellbaren Widerstandes 17. bei konstanter Versorgungsspannung an den Klemmen 14 und 15. Mit Vergrößerung des Widerstandes 17 nimmt die Ladungsmenge ab, die im Kondensator 19 während des Zcitintervalls gespeichert werden kann, in dem der Transistor 73 gesperrt ist. Dies hat zur Folge, daß nach dem Abfluß dieser Ladung durch den geöffneten Transistor 73 eine vorzeitige Sperrung der aus den Transistoren 74 und 75 aufgebauten Endstufe erfolgt. Dies bedeutet also, daß durch Änderung des Widerstandes 17 und damit durch Änderung der Ladung des Kondensators 19 die Einschaltdauer der Endstufe sowie die an den Wandler 4 abgegebene Leistung verändert werden kann.
Eine Kombination beider Methoden zur Leistungssteuerung, nämlich einer Lcislungsgrobeinstellung durch Änderung der den Klemmen 14 und 15 ziigeführtcn Versorgungsspannung sowie einer Feineinstellung mit Hilfe des Widerstandes 17, ist besonders vorteilhaft. Die in F i g. 2 gezeigte Antricbsschaltung entspricht voll dem Erfindungsgedanken und ist in ihrer Ausführung voll brauchbar zur Ansteuerung eines Gerätes bzw. Handstückes zur Ultraschallzahnbehandlung.
Fig. 3 zeigt eine Weiterbildung der erfindiingsgemäßen Steuereinrichtung, bei der die in F i g. 2 gezeigte Ansteucrsehaltting durch eine Frcquen/nachstimmschaltung ergänzt wurde, wodurch sichergestellt werden soll. d;iß die Frequenz des von dem Multivibrator abgegebenen Steuersignale in jedem Fall möglichst dei Resonanzfrequenz des elektromagnetischen Wandler* entspricht. Der mit den Transistoren 71 und Tl aufgebaute Multivibrator sowie die von dem Transistoi 73 gebildete Trciberstufe sind in der F i g. 3 dei einfacheren Darstellung wegen in dem Kästchen 2( zusammengefaßt worden. Die Schaltung zur Frequenz nachstimmung besteht im wesentlichen aus einen Differentialverstärker, der von den beiden Transistoret 76 und 77 gebildet wird, wobei der Basis de Transistors 76 über den aus den Widerständen 21 um 22 gebildeten Spannungsteiler eine erste Vergleichs spannung und der Basis des Transistors 77 über den au den beiden Festwiderständen 23 und 25 sowie aus den veränderlichen Widerstand 24 gebildeten Spannungstei ler eine zweite Vergleichsspannung zugeführt wird. Wi' bereits im Zusammenhang mit F i g. 1 erwähnt wurde liegt in der gemeinsamen Versorgungsleitung 8 für di Transistoren der in Fig.3 gezeigten Ansteuereinrich tung ein Widerstand 9, an dem bein Betrieb de Schaltung eine Spannung abfällt, die annähern proportional zu dem Strom durch den Transistor 7 bzw. durch die Spule des elektronagnetischen Wandler 4 ist. da dieser Strom wesentlich größer ist als der Stror durch die übrigen Transistoren bzw. Widerstände de Schaltung.
F i g. 4 zeigt den Stromverlauf durch den Wandler 4 in Abhängigkeit von der Frequenz, wobei der Strom durch den Wandler 4 im Bereich der Resonanzfrequenz fm ein Maximum aufweist. Diese Strom-Frequenzkennlinie des Wandlers 4 wird nun bei der in F i g. 3 gezeigten Schaltung zur Nachstimmung des Oszillators bzw. Multivibrators auf die Resonanzfrequenz des Wandlers 4 benutzt. Die Schaltung wird dabei so ausgelegt, daß die gesamte Schwinganordnung ohne Belastung etwas außerhalb der Resonanzfrequenz des elektromagnet!- sehen Wandlers im Bereich zunehmenden Stromes betrieben wird, beispielsweise bei der Frequenz f der Fig.4. Auf Grund des von der Frequenz abhängigen Stromes durch den Wandler 4 entsteht im Widerstand 9 ein ebenfalls frequenzabhängiges Steuersignal, welches zu einer Regelspannung am Ausgang bzw. Kollektor des Transistors 76 führt, die dann über den Transistor 78 dem Punkt X des aus den beiden Transistoren Π und 72 bestehenden Multivibrators zugeführt wird und diesen Multivibrator so lange verstimmt, bis die Resonanzfrequenz des Wandlers 4 erreicht ist. bei welcher der Strom durch den Wandler wieder abnimmt (vgl. F i g. 4). Die Schaltung gemäß F i g. 3 besitzt somit einen geschlossenen Regelkreis, der auf Grund des Stromes durch den Widerstand 9 proportionale Frequenzverschiebung des Oszillators bzw. Multivibrators in Richtung frCs führt. Das Zeitverhalten des Regelkreises wird im wesentlichen durch die Kondensatoren 26 und 27 am Punkt X bzw. an der Basis des Transistors 77 bestimmt.
Die bei Verwendung eines magnetostriktiven Wandlers zur Zahnbehandlung mit Ultraschall in diesem Wandler bzw. an der Operationsstelle auftretende Wärme muß durch Wasserkühlung abgeführt werden. In der Praxis zeigt sich, daß beim Abschalten der elektrischen Antriebsenergie vom Wandler und Kühlwasserventil durch Ausgleichsvorgänge im Schlauchsystem für das Kühlwasser ein Nachträufeln des Wassers an der Austrittsstelle am Instrument auftritt.
In Fig. 5 ist eine Schaltung gezeigt, die diesen Nachteil dadurch vermeidet, daß die Antricbsschaluing für den Wandler bei Betätigung eines gemeinsamen Schalters 26 zeitverzögert gegenüber dem Wasserventil 27 für das Kühlwasser abgeschaltet wird. Die in Fig. 5 gezeigte Schaltung besitzt zu diesem Zweck einen Transistor 79, dessen Kollektor E mit der Strecke zumindest ein der Versorgungsleitung des Multivibrators bzw. Oszillators angeordnet ist. Beim Einschalten des Schalters 26 wird der Kondensator 28 über den Widersland 29 aufgeladen, bis die Spannung an der Basis des Transistors 79 ausreicht, um diesen Transistor zu öffnen. Gleichzeitig wird mit dem Schließen des Schalters 26 auch das Ventil 27 für die Kühlwasserzufuhr geöffnet. Nach dem Öffnen des Schalters 26 schaltet zunächst das Ventil 27 die Wasserzufuhr ab, während der Transistor 79 zunächst noch geöffnet bleibt und den Multivibrator mit der Spannungsversorgung verbindet, bis der Kondensator 28 sich entladen hat.
F i g. 6 zeigt eine ganz ähnliche Schaltung, die jedoch an Stelle des Transistors 79 ein Relais A mit dem Relaiskontakt a verwendet. Beim Schließen des Schalters 26 wird einerseits das Ventil 27 für die Kühlwasserzufuhr geöffnet und andererseits das Relais A erregt, welches den Kontakt a schließt und damit den Multivibrator zur Erzeugung des Steuersignals für den Wandler 4 einschaltet. Gleichzeitig lädt sich über den geschlossenen Schalter 26 der Kondensator 28 auf. Wird nun der Schalter 26 geöffnet, so schließt das Ventil 27 und schaltet die Kühlwasserzufuhr ab, während das Relais A noch solange erregt bleibt, bis sich der Kondensator 28 über dieses Relais entladen hat.
Bei der praktischen Ausführung der erfindungsgemäßen Antriebs- und Steuereinrichtung für Ultraschall-Zahnbehandlungsgeräte kommt der räumlich gedrängten Bauweise besondere Bedeutung zu. Da die elektronische Antriebsschaltung vorteilhaft in monolitischer Integrationstechnik oder in Dickfilmtechnik ausgeführt werden kann, sind deren räumliche Abmessungen gering.
Mehr Probleme, insbesondere auch der Baugröße wirft der Dämpfungswiderstand 12 auf, in welchem bein Abschalten des Transistors 75 in in der Spule de; Wandlers 4 gespeicherte Energie vernichtet werdet muß. Auf Grund der in diesem Widerstand umgesetzlei Leistung erfolgt eine sehr starke Erwärmung diese Widerstandes. Aus diesem Grund wird der Widerstani 12 entsprechend der Darstellung der F i g. 7 auf einei Kühlkörper 30 befestigt, durch den die Kühlwasserzu fuhr zum Arbeitsinstrument oder Handstück hindurcri geführt ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen «09542/

Claims (16)

Patentansprüche:
1. Elektrische Antriebs- und Steuereinrichtung für impulsgesteuerte Ultraschall-Zahnbehandlungsgerate od. dgl., mit einem elektromechanischen, beispielsweise magnetostriktiven Wandler und einem Oszillator, dadurch gekennzeichnet, daß der das Impulssignal für den Wandler liefernde Oszillator (6) in seiner Frequenz durch eine Steuerspannung stabilisiert und/oder nachgeregelt ist.
2. Antriebs- und Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Oszillator (6) zur Frequenznachstimmung ein vom Strom durch den Wandler (4) abgeleitetes Steuer- oder Regelsignal zugeführt wird.
3. Antriebs- und Steuereinrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler |4) einen bei Resonanzfrequenz ansteigenden und »owohl oberhalb als auch unterhalb der Resonanzfrequenz abfallenden Stromverbrauch aufweist.
4. Antriebs- und Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bii 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (6) so eingestellt ist, daß der Wandler ohne Belastung geringfügig außerhalb der Resonanzfrequenz im Bereich zunehmenden Stromverbrauchs bzw. zunehmender Stromaufnahme betrieben wird.
5. Antriebs- und Steuereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (6) ein Multivibrator ist.
6. Antriebs- und Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis eines den Wandler (4) ansteuernden Endstufentransistors (75) ein Widerstand (9) zur Erzeugung der Regelspannung vorgesehen ist.
7. Antriebs- und Steuereini ichtung nach Anspruch
6, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (9) in einer für den Endstufen-Transistor (75) und für einen Regelspannungs-Verstärker gemeinsamen Versorgungsleitung (8) liegt, und daß der Widerstand (9) vorzugsweise in Serie mit Dämpfungs widerständen (24, 25) dem Steuereingang des Regelspannungsverstärkers (76, 77) parallel liegt.
8. Antriebs- und Steuereinrichtung nach Anspruch
7, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand zur Erzeugung der Regelspannung vorzugsweise in Serie mit Dämpfungswiderständen (24, 25) der Basis-Kollektorstrecke eines Transistors (77) des Regelspannungsverstärkers parallel liegt.
9. Antriebs- und Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelspannungsverstärker (76, 77) ein Differentialverstärker ist, dem an einem Eingang eine der Versorgungsspannung proportionale erste Steuerspannung und am zweiten Eingang eine zweite Steuerspannung zugeführt wird, die der Differenz der Versorgungsspannung und der Spannung an dem die Regelspannung erzeugenden Widerstand (9) proportional ist.
10. Antriebs- und Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Ausgangsleistung des Wandlers (4) durch Änderung der Gleichstromvcrsorgungsspannung und/oder durch Änderung der Einschaltzeit eines den Wandler ansteuernden Transistors (74, 75) erfolgt.
11. Antriebs- und Steuereinrichtung nach einem
der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß einem Oszillator (71, 72) mit einer von der Versorgungsspannung abhängigen Frequenz diese Versorgungsspannung über ein Ä-C-Glied, bestehend aus einem in der Versorgungsleitung angeordneten Widerstand (17, 18) sowie aus einem dem Oszillator parallelgeschalteten Kondensator (19). zugeführt wird, und daß in einem Entladestromkreis, dieses Kondensators (»9) ein als Schalter betriebenes und von dem Ausgangssignal des Oszillators angesteuerter Transistor (73) liegt, wobei der Widerstand (17, 18) und der Kondensator (19) des /?-C-Gliedes so gewählt sind, daß bei normaler Betriebsfrequenz die über den als Schalter betriebe nen Transistor (73) abgeführte Ladungsmenge des Kondensators, bei gesperrtem Transistor dem Kondensator (1^) gerade wieder zugeführt werden kann.
12. Antriebs- und Steuereinrichtung nach Anspruch H, dadurch gekennzeichnet, daß der als Schalter betriebene Transistor (73) eine dem Endstufentransistor (74, 75) zur Ansteuerung des Wandlers (4) vorgeschaltete, vorzugsweise .ils Emitterfolger arbeitende Treiberstufe ist.
13. Antriebs- und Steuereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Os7;llator (6) über eine Abschaltverzögerungsschaltung derart abgeschaltet wird, daß beim Öffnen eines Schalters (26) zunächst ein Ventil für die Kühlwysserzufuhr an ein den Wandler aufweisende-, Arbeitsinstrument abgeschaltet wird, bevor die Spannungsversorgung für den Oszillator (6) unterbrochen wird.
14. Antriebs- und Steuereinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschaltverzögerungsschaltung aus einem Transistor (79) besteht, dessen Emitterkollektorstrecke in der Versorgungsleitung des Oszillators (6) liegt und dessen Basis mit einem Kondensator (28) in Verbindung steht, der nach öffnen des Schalters (26) bia zu seiner vollständigen Entladung den Transistor (79) im durchgeschalteten Zustand hält.
15. Antriebs- und Steuereinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein einem Ladekondensator (28) parallelgeschaltetes Relais (A) vorgesehen ist, welches im nichterregten Zustand zumindest die Versorgungsspannung zum Oszillator unterbricht, und welches auf Grund der Entladung des Ladekondensators (28) auch nach dem Öffnen des Schalters (26) im erregten Zustand bis zur vollständigen Entladung des Kondensator! verbleibt.
16. Antriebs- und Steuereinrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dal· der Spule des magnetostriktiven Wandlers eir Dämpfungswiderstand (12) parallel geschaltet ist und daß dieser Dämpfungswiderstand auf einen Kühlkörper (30) befestigt ist, der von dem den Arbeitsinstrument zugeführten Kühlwasser durch strömt wird.
DE19742459841 1974-12-18 1974-12-18 Elektrische antriebs- und steuereinrichtung fuer mit ultraschall arbeitende zahnbehandlungsgeraete Withdrawn DE2459841B2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19742459841 DE2459841B2 (de) 1974-12-18 1974-12-18 Elektrische antriebs- und steuereinrichtung fuer mit ultraschall arbeitende zahnbehandlungsgeraete

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19742459841 DE2459841B2 (de) 1974-12-18 1974-12-18 Elektrische antriebs- und steuereinrichtung fuer mit ultraschall arbeitende zahnbehandlungsgeraete

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2459841A1 DE2459841A1 (de) 1976-07-08
DE2459841B2 true DE2459841B2 (de) 1976-10-14

Family

ID=5933724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19742459841 Withdrawn DE2459841B2 (de) 1974-12-18 1974-12-18 Elektrische antriebs- und steuereinrichtung fuer mit ultraschall arbeitende zahnbehandlungsgeraete

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2459841B2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2710049A1 (de) * 1977-03-08 1978-09-14 Medtronic Medizinisch Elektron Ultraschall-zahnbehandlungsgeraet
EP0005377A1 (de) * 1978-05-08 1979-11-14 Litton Industrial Products Inc. Zahnärztliches Handstück und Oszillator-Schaltungsanordnung für den Antrieb eines Wandlers

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2492280A1 (fr) * 1980-10-16 1982-04-23 Sormel Sa Bol vibrant
JPH065060B2 (ja) * 1985-12-25 1994-01-19 株式会社日立製作所 内燃機関用超音波式燃料微粒化装置の駆動回路
US5754016A (en) * 1996-09-18 1998-05-19 Dentsply Research & Development Corp Method of continuous control of tip vibration in a dental scalar system
US6900673B2 (en) 2002-06-04 2005-05-31 Coltene/Whaledent, Inc. Microcontroller unit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2710049A1 (de) * 1977-03-08 1978-09-14 Medtronic Medizinisch Elektron Ultraschall-zahnbehandlungsgeraet
EP0005377A1 (de) * 1978-05-08 1979-11-14 Litton Industrial Products Inc. Zahnärztliches Handstück und Oszillator-Schaltungsanordnung für den Antrieb eines Wandlers

Also Published As

Publication number Publication date
DE2459841A1 (de) 1976-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE68922079T2 (de) Elektronischer Wecksignalgenerator.
EP1050894B1 (de) Schaltungsvorrichtung zum Regeln einer induktiven Last
DE60022836T2 (de) Drehzahlregelkreis für einen Gleichstrom-Motor
EP0135119B1 (de) Sperrwandler-Schaltnetzteil
EP0721692A1 (de) Sperrwandler
DE19714980C2 (de) Ultraschall-Positionssensor mit einem Impulsgenerator zur Erzeugung von kurzen Spannungsimpulsen
DE1437900A1 (de) Elektrische Wellengeneratoren zur wahlweisen Erzeugung von Rechteck-,Dreieck-,Saegezahn- und aehnlichen Wellen
DE2607463A1 (de) Ueberlastungsschutzschaltung
EP3667917A1 (de) Steuerschaltung für eine oszillatorschaltung zum betrieb von parallelgespeisten oszillatoren
DE2459841B2 (de) Elektrische antriebs- und steuereinrichtung fuer mit ultraschall arbeitende zahnbehandlungsgeraete
DE2506196C2 (de) Gleichstrom-Schaltvorrichtung zur Erhöhung des Spitzenstromes
EP0899860B1 (de) Leistungsendstufenschaltung mit PWM-Betrieb und Dauereinschaltbetrieb
DE19626678A1 (de) Leistungsgeregelte Brennstoffversorgung
EP0559928B1 (de) Schaltender Gleichspannungswandler
EP0353533B1 (de) Schaltungsanordnung bei Endstufen für die Steuerung von Stellmagneten
WO2000057567A1 (de) Lastsynchrone verdoppler-ladungspumpe mit integriertem längsregler
DE69216410T2 (de) Regelung eines verriegelungs motor mit variabler geschwindigkeit
DE1537159B2 (de) Impulserzeuger bestehend aus zwei aktiven Halbleiterbauelementen
DE4200983A1 (de) Bremsschaltung fuer kleine universalmotoren
EP0485865A1 (de) Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Entladungslampe
EP0509343A2 (de) Verfahren zum Betreiben eines Schaltreglers sowie Anordnung
EP0133570A2 (de) Anregeschaltung für piezoelektrische Schallgeber
DE10301501B4 (de) Schaltungsanordnung und Verfahren zur Erzeugung eines Pulsweiten-modulierten Signals
EP2001119B1 (de) Steuerschaltung für einen Gleichstrommotor
DE2757637C2 (de) Regeleinrichtung zur Erzeugung einer geregelten Gleichspannung

Legal Events

Date Code Title Description
8239 Disposal/non-payment of the annual fee