DE3123737C2

DE3123737C2 - Antriebsanordnung für einen zahnärztlichen Behandlungstisch oder -stuhl

Info

Publication number: DE3123737C2
Application number: DE3123737A
Authority: DE
Inventors: Takahiro Uji Matsui
Original assignee: J Morita Manufaturing Corp
Current assignee: J Morita Manufaturing Corp
Priority date: 1980-06-18
Filing date: 1981-06-15
Publication date: 1987-01-29
Also published as: DE3123737A1; US4420936A; JPS5710832U; JPS59909Y2

Abstract

Antriebsanordnung für einen zahnärztlichen Behandlungstisch oder -stuhl mit einem hydraulischen Zylinder zum Heben und Senken eines Sitzes. Die Antriebsanordnung weist einen hydraulischen Antriebskreis auf, der mit einer Hydraulikpumpe, einem ersten hydraulischen Ventil zum Hochfahren des Zylinders und einem zweiten hydraulischen Ventil zum Senken des Zylinders versehen ist. Zu der Antriebsanordnung gehört ferner ein hydraulischer Pumpenbetätigungskreis, der einen Luftschalter, ein erstes Luftventil zum Steuern des Luftschalters und des hydraulischen Ventils für das Hochfahren des Zylinders sowie ein zweites Luftventil zum Steuern des hydraulischen Ventils für das Senken des Zylinders aufweist. Die Antriebsanordnung kann ferner mit einem zweiten Zylinder zum Verschwenken einer Rückenlehne ausgestattet sein. Der zweite Zylinder läßt sich ebenfalls mittels eines hydraulischen Antriebskreises und eines hydraulischen Pumpenbetätigungskreises steuern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für einen zahnärztlichen Behandlungstisch oder -stuhl gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei einer bekannten Antriebsanordnung dieser Art (US-PS 32 40 529) umschließt ein in den hydraulischen Zylinder eintauchender stationärer Hohlkolben einen Ölsumpf, der mit dem über der Kolbenoberseite liegenden Innenraum des verstellbaren Zylinders über das erste hydraulische Ventil in Verbindung bringbar ist. Das erste Luftventil wirkt auf ein pneumatisches Hilfsventil, das im betätigten Zustand das normalerweise geschlossene erste hydraulische Ventil öffnet und gleichzeitig eine Verbindung zwischen einer Druckluftzuleitung und dem oberen Teil des Ölsumpfes herstellt. Mittels der Druckluft wird Öl aus dem Ölsumpf über das erste hydraulische Ventil in den Zylinderinnenraum gepreßt, um den Zylinder zu einer Hubbewegung zu veranlassen. Über das zweite Luftventil läßt sich das Hilfsventil bei gleichzeitiger Entlüftung des Ölsumpfes öffnen, so daß unter Schwerkraftwirkung Öl aus dem Zylinderinnenraum zum Ölsumpf zurückströmt und der Zylinder sich absenkt. Bei der bekannten Anordnung hängt insbesondere die im Einzelfall erzielte Hubgeschwindigkeit des Behandlungstisches oder -stuhls in unerwünschter Weise von dem auf den Zylinder einwirkenden Körpergewicht des Patienten ab. Letzteres ist bei einer anderen bekannten Antriebsvorrichtung (DE-OS 19 27 568) mit einer Hydraulikpumpe vermieden, die in einem über Elektromagnetventile gesteuerten hydraulischen Antriebskreis liegt. Solche Elektromagnetventile werden mit Niederspannung beaufschlagt, die einem Transformator entnommen wird. Dabei ist der verhältnismäßig hohe Verbrauch an elektrischer Energie unerwünscht. Außerdem kann es leicht zu Betriebsstörungen, beispielsweise durch Ausbrennen des im Dauerbetrieb beanspruchten Transformators, kommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine relativ einfache und besonders verläßliche Antriebsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die trotz weitgehenden Verzichts auf elektrische Komponenten für eine vom Körpergewicht des Patienten praktisch unabhängige Hubgeschwindigkeit sorgt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst.
Bei der Antriebsanordnung nach der Erfindung wird der Behandlungstisch oder -stuhl zusammen mit dem Körpergewicht des Patienten nur von dem ein imkompressibles Fluid darstellenden Hydrauliköl abgestützt, so daß keine Änderung der Hubgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Körpergewicht des Patienten auftritt. Zugleich kommt die Antriebsanordnung ohne Relaisschalter, Magnetventile und zugehörigen Transformator aus. Die einzelnen Komponenten lassen sich robust und einfach aufbauen. Die Antriebsanordnung arbeitet daher besonders verläßlich. Die erforderliche Druckluft läßt sich von der für den Antrieb der zahnärztlichen Handstücke ohnehin vorhandenen Druckluftleitung abzweigen.
Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung ist im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht eines zahnärztlichen Behandlungstischs oder -stuhls, der mit einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung ausgestattet ist.
Fig. 2 den gesamten Hydraulikkreis und pneumatischen Steuerkreis der Antriebsanordnung nach der Erfindung.
Fig. 3 einen Schnitt eines pneumatisch betätigten hydraulischen Steuerventils der in der Anordnung nach Fig. 2 verwendeten Art, wobei das Ventil im geschlossenen Zustand veranschaulicht ist.
Fig. 4 einen Schnitt ähnlich Fig. 3, bei welchem das Steuerventil im geöffneten Zustand dargestellt ist, und
Fig. 5 eine Draufsicht auf das Steuerventil nach den Fig. 3 und 4.
Der zahnärztliche Behandlungstisch oder -stuhl 1 der Fig. 1 weist einen Sitz 2 und eine damit verbundene Rückenlehne 3 auf. Das Auf- und Abbwegen des Sitzes 2 erfolgt mittels einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit 11, die über eine Antriebsanordnung angetrieben und gesteuert wird, die im folgenden näher erläutert und im Sockel B untergebracht ist. Zum Verschwenken der Rückenlehne 3 ist eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit 12 vorgesehen.
In dem in Fig. 2 veranschaulichten hydraulischen Antriebskreis I liegen ein Ölbehälter 5, eine Hydraulikpumpe 4 sowie in hydraulischen Leitungen 7 und 13 sitzende, pneumatisch betätigte Öldruck- Regelventilanordnungen 6 und 14.
Dabei ist die Leitung 7 in eine abgehende Leitung 70 und eine zurückführende Leitung 71 unterteilt. In jeder der Leitungen 70, 71 sitzt jeweils ein hydraulisches Ventil 60 bzw. 61, die zusammen die Ventilanordnung 6 darstellen.
In entsprechender Weise ist die Leitung 13 in eine abgehende Leitung 130 und eine zurückführende Leitung 131 unterteilt. In jeder der Leitungen 130, 131 liegt ein hydraulisches Ventil 140 bzw. 141, die gemeinsam die Ventilanordnung 14 bilden. In Fig. 2 sind die Ventile 60, 61, 140 und 141 durchweg im Außerbetriebszustand oder AUS-Zustand dargestellt. Zu dem Hydraulikkreis gemäß Fig. 2 gehören ferner ein Rückschlagventil 15, ein Druckentlastungsventil 16 sowie Ölzuleitungsventile 17 und 18.
Die Antriebsanordnung gemäß Fig. 2 umfaßt ferner einen pneumatischen Betätigungskreis II mit einer Stromquelle 19 und druckluftgesteuerten elektrischen Schaltern 9 und 21, die in zwei elektrischen Stromkreisen liegen und die mittels einer Luftventilanordnung 10 für das Heben und Senken des Sitzes bzw. einer Luftventilanordnung 20 zum Vor- und Rückwärtsschwenken der Rückenlehne betätigt werden. Die druckluftgesteuerten elektrischen Schalter 9 und 21 dienen dem Anschalten der Hydraulikpumpe 4 an die Stromquelle 19 bzw. dem Abtrennen der Hydraulikpumpe 4 von dieser Stromquelle. Die Luftventilanordnung 10 ist in ein Luftventil 100 zum Heben und ein Luftventil 101 zum Senken unterteilt, während die Luftventilanordnung 20 ein Luftventil 200 zum Vorwärtsschwenken und ein Luftventil 201 zum Rückwärtsschwenken umfaßt. Die Luftventile 100, 101, 200 und 201 sind gleich aufgebaut. Infolgedessen ist im folgenden nur das Luftventil 100 näher beschrieben. Die Luftventile 101, 200 und 201 arbeiten entsprechend und sind in der Zeichnung mit entsprechenden Bezugszeichen versehen.
Das Luftventil 100 ist mit drei Anschlüssen a ₁, a ₂ und a ₃ versehen. Die Luftquelle ist bei 22 angedeutet. Der Anschluß a ₁ ist mit einer Zweigleitung 230 einer Luftzuleitung 23 verbunden; er ist im Außerbetriebszustand des Ventils 100 geschlossen. Der Anschluß a ₂ steht über eine Leitung 24 mit dem druckluftbetätigten elektrischen Schalter 9 in Verbindung, während eine Zweigleitung 25 der Leitung 24 an einen Drucklufteinlaß 601 des hydraulischen Steuerventils 60 angeschlossen ist. Der andere Anschluß a ₃ des Luftventils 100 öffnet den Durchlaß zwischen der Leitung 24 und der Zweigleitung 230, wenn das Ventil 100 betätigt, d. h. ein Knopf 1001 in Fig. 2 nach rechts gedrückt wird.
Ein Luftauslaß a ₄ des Luftventils 100 steht während des Außerbetriebszustands des Ventils mit der Atmosphäre in Verbindung. Die Luftventile 101 und 201 sind nur an die hydraulischen Ventile 61 bzw. 141 angeschlossen, d. h. nicht mit den Luftschaltern verbunden. Entsprechend dem Luftventil 100 steht das Luftventil 200 mit dem anderen druckluftbetätigten elektrischen Schalter 21 in Verbindung.
Im Speisestromkreis der Hydraulikpumpe 4 (Fig. 2) liegen des weiteren eine Schmelzsicherung f, ein Endschalter 30, der den Stromkreis unterbricht, wenn die Kolben-Zylinder-Einheit 11 ihren oberen oder unteren Totpunkt erreicht, ein der Kolben-Zylinder-Einheit 12 zugeordneter weiterer Endschalter 31, der ähnlich wie der Endschalter 30 arbeitet, und ein Masseanschluß 32.
Der Aufbau der hydraulischen Ventile 60, 61, 140 und 141 ergibt sich aus den Fig. 3 bis 5. Diese Ventile sind genau gleich ausgebildet. Die Ventile 60 und 140 lassen in Fig. 2 Öl nach oben durch, während die Ventile 61 und 141 Öl in in Fig. 2 nach unten weisender Richtung durchlassen.
Jedes der Ventile 60, 61, 140 und 141 weist einen Ventilkörper 33, eine an dem Ventilkörper 33 angebrachte Abdeckung 34, einen zwischen dem Ventilkörper 33 und der Abdeckung 34 sitzenden Kolben 35, einen mit dem Kolben 35 fest verbundenen Ventilschaft 36, einen Ventilschaft 48 und ein mit dem Schaft 48 verbundenes Absperrglied 38auf, das die Aufgabe hat, einen in dem Ventilkörper 33 ausgebildeten Ventildurchlaß 37 wahlweise freizugeben oder abzusperren. Zu dem Ventil gehören ferner ein Öleinlaß 39 und ein Ölauslaß 40, die im Ventilkörper 33 ausgebildet sind und mit dem Ventildurchlaß 37 in Verbindung stehen, ein Lufteinlaß 41 in der Abdeckung 34, über den Druckluft auf den Kolben 35 einwirken kann, eine Feder 45, die den Kolben 35 ständig in einer der Wirkungsrichtung der Druckluft entgegengesetzten Richtung vorspannt, und ein Stellglied 44 zur Vorgabe des Hubs des Ventilschafts 36.
Solange das hydraulische Ventil nicht mit Druckluft beaufschlagt wird, stehen der Öleinlaß 39 und der Ölauslaß 40 nicht miteinander in Verbindung, weil der Ventildurchlaß 37 durch das Absperrglied 38 unter der Wirkung der Feder 45 abgesperrt ist. Wird jedoch am Lufteinlaß 41 Druckluft eingeleitet, wird der Kolben 35 entgegen der Kraft der Feder 45 in einer solchen Richtung verschoben, daß der Ventildurchlaß 37 öffnet. Der Durchlaß zwischen dem Öleinlaß 39 und dem Ölauslaß 40 wird daher freigegeben.
Bei dem vorstehend erläuterten hydraulischen Steuerventil ist zusätzlich zu dem Ventilschaft 36 der weitere Ventilschaft 48 vorgesehen, der das Absperrglied 38 trägt, im wesentlichen koaxial zu dem Schaft 36 verläuft und an letzterem anliegt. Eine Feder 43 umgibt den Schaft 48 und spannt das Absperrglied 38 im Zusammenwirken mit der Feder 45 in solcher Richtung vor, daß der Ventildurchlaß 37 abgesperrt wird. Es versteht sich jedoch, daß die Ventilschäfte 36 und 48 durch einen einzigen Ventilschaft ersetzt werden können und die Feder 45 in einem solchen Fall die Funktion der Feder 43 mitübernehmen kann.
Das Stellglied 44 zur Vorgabe der Ölmenge wird von einer Schraube gebildet, die in den oberen Teil des Ventilschafts 36 eingeschraubt ist und die sich mit ihrem Kopf 440 gegen die Oberseite 340 der Abdeckung 34 anlegen kann. Wenn das Stellglied 44 in den Fig. 3 und 4 nach unten gedreht wird, erfolgt eine Verkürzung des Abstandes zwischen dem Schraubenkopf 440 und der Oberseite 340, wodurch der Hub des Kolbenschafts 48 kleiner wird. Die Öffnungsweite zwischen dem Absperrglied 38 und dem Ventildurchlaß 37 wird verringert; durch den Druchlaß 37 tritt nur eine geringe Ölmenge hindurch. Wenn dagegen die Schraube 44 gelöst wird, wird die Öffnungsfläche des Ventildurchlasses 37 vergrößert; durch den Durchlaß kann eine große Ölmenge hindurchtreten. Ein Anschalg 49 ist in den unteren Teil des Ventilkörpers 33 eingeschraubt. Er beeinflußt die Federkraft, die von der Feder 43 auf den Ventilschaft 48 ausgeübt wird. Das hydraulische Ventil ist ferner mit einem O-Ring 51 zum Abdichten der Druckluftseite gegenüber der Hydraulikseite, einem zweiten O-Rihg 50 zum Abdichten der Druckluftseite gegenüber der Atmosphäre sowie einem dritten O-Ring 52 zum Abdichten der Druckluftseite gegenüber der Atmosphäre versehen. Der O-Ring 52 befindet sich an der Verbindungsstelle zwischen der Abdeckung 34 und dem Ventilkörper 33. Des weiteren ist eine Dichtung 55 für den Kolben 35 vorgesehen. Die Abdeckung 34 ist mit dem Ventilkörper 33 über Schrauben 54 verbunden. In dem hydraulischen Ventil ist eine Kolbenkammer 47 ausgebildet, die über eine Lüftungsöffnung 46 auf Atmosphärendruck gehalten wird. Über der Oberseite des Kolbens 35 befindet sich ein Raum 53.
Mit Hilfe des vorstehend erläuterten hydraulischen Ventils läßt sich eine verläßliche EIN/AUS-Steuerung selbst für Öldrücke erreichen, die höher als die bei handelsüblichen Magnetventilen sind. Beispielsweise lassen sich Öldrücke beherrschen, die mehr als fünfmal größer als die bei konventionellen Magnetventilen (etwa 10⁶ Pa) sind.
Der Lufteinlaß 41 des Ventils 60 ist an die Zweigleitung 25 angeschlossen. Der Einlaß der abgehenden Leitung 70ist mit dem Öleinlaß 39 verbunden, während der Auslaß der Leitung 70 mit dem Ölauslaß 40 in Verbindung steht. Der Lufteinlaß des Ventils 61 ist in entsprechender Weise mit einer Zweigleitung 26 verbunden. Abweichend von dem Anschluß des Ventils 60 ist jedoch im Falle des Ventils 61 der Einlaß der zurückführenden Leitung 71 mit dem Öleinlaß 39 verbunden, während der Auslaß der Leitung 71 an den Ölauslaß 40 angeschlossen ist. Die Ventile 140 und 141 sind in entsprechender Weise angeschlossen.
Wenn das Luftventil 100 mittels des Betätigungsknopfs 1001 in die Arbeitsstellung gebracht wird, gelangt Druckluft von der Zweigleitung 230 über die Leitung 24 zu dem druckluftgesteuerten elektrischen Schalter 9. Der Schalter 9 wird eingeschaltet, wodurch der elektrische Speisestromkreis des Motors der Hydraulikpumpe 4 geschlossen wird. Öl wird von der Pumpe 4 angesaugt und über die abgehende Leitung dem hydraulischen Ventil 60 zugeführt. Gleichzeitig wird durch Einspeisen von Druckluft über die Zweigleitung 25 das Ventil 60 geöffnet. Infolgedessen gelangt Öl über das Ventil 60 in die hydraulische Kolben-Zylinder- Einheit 11. Der zugehörige Kolben bewegt sich nach oben. Wenn die erforderliche Sitzposition erreicht ist, wird durch Rückstellen des Luftventils 100 in die Außerbetriebsstellung der Schalter 9 in die AUS-Stellung gebracht; gleichzeitig wird das hydraulische Ventil 60 geschlossen. Der Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit 11 bleibt infolgedessen in der betreffenden Lage stehen. Im Ventil 60 noch vorhandene Druckluft strömt über die Zweigleitung 25 zum Luftventil 100 zurück; sie wird über den Luftauslaß a ₄ nach außen abgelassen. Der Innenraum der Kolbenkammer 47 des hydraulischen Ventils wird danach über die Lüftungsöffnung 46 auf Atmosphärendruck gehalten.
Wenn das Luftventil 101 in die Arbeitsstellung gebracht wird, tritt Druckluft über die Leitung 26 in das hydraulische Ventil 61 ein. Der Ventildurchlaß dieses Ventils wird geöffnet, wodurch eine Verbindung mit der zurückführenden Leitung 71 hergestellt wird. Infolgedessen strömt Öl zum Ölbehälter 5 zurück. Wenn das Luftventil 101 in die Außerbetriebsstellung zurückgebracht wird, schließt das Ventil 61. Der Kolben der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit 11 hört mit seiner Abwärtsbewegung auf. Die Zurückführung von Luft vom Ventil 61 und die Aufrechterhaltung von Atmosphärendruck in der Kolbenkammer 47 geschehen in der gleichen Weise, wie vorstehend erläutert. Mit der beschriebenen Einrichtung läßt sich also der Sitz 2 heben und senken. Es versteht sich, daß mittels einer genau entsprechenden Einrichtung die hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit für das Verschwenken der Rückenlehne betätigt werden kann. Durch gleichzeitiges Betätigen der Luftventile 100 bzw. 101 und 200 bzw. 201 können die Verstellung von Sitz und Rückenlehne gleichzeitig erfolgen.
Die erläuterte Kombination von Luftventilen, druckluftbetätigten elektrischen Schaltern und pneumatisch gesteuerten hydraulischen Ventilen gestattet es, eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit völlig ohne Relaisschalter oder Magnetventil zu steuern. Infolgedessen kann ein Niederspannungs-Steuerstromkreis mit einem Transformator zum Betätigen von Relaisschaltern und Magnetventilen entfallen. Der Stromverbrauch wird gesenkt. Das Problem von Transformatorausfällen ist ausgeräumt. Die für die vorliegend beschriebene Antriebsanordnung vorgesehene Luftquelle 22 kann die ohnehin vorhandene Luftquelle des Behandlungsstuhls oder -tisches oder die Luftquelle für das Handstück sein. Damit werden die Kosten gesenkt; es wird ein besonders verläßliches Steuersystem erhalten.

Claims

1. Antriebsanordnung für einen zahnärztlichen Behandlungstisch oder -stuhl

- mit einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit zum Heben und Senken des Behandlungstisches oder -stuhls,

- einem mit der Kolben-Zylinder-Einheit verbundenen, einen Antrieb aufweisenden hydraulischen Antriebskreis, und

- einem an den hydraulischen Antriebskreis angeschlossenen pneumatischen Betätigungskreis, der ein erstes und ein zweites Luftventil aufweist, von denen das erste den Antrieb durch Druckluftzufuhr zu einem pneumatisch betätigbaren Schaltelement einschaltet und ein in dem hydraulischen Antriebskreis liegendes, normalerweise gesperrtes, hydraulisches Ventil durch Druckluftbeaufschlagung öffnet, um ein Heben der Kolben-Zylinder-Einheit zu erreichen, und von denen das zweite bei Betätigung ein in dem hydraulischen Antriebskreis liegendes, normalerweise gesperrtes, hydraulisches Ventil durch Druckluftbeaufschlagung öffnet, um ein Senken der Kolben-Zylinder-Einheit zu erreichen,

- wobei die Kolben-Zylinder-Einheit angehalten ist, solange mittels der Luftventile die Druckluftzufuhr zu dem hydraulischen Antriebskreis unterbrochen ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

- als Antrieb eine Hydraulikpumpe (4) vorgesehen ist,

- das pneumatische betätigbare Schaltelement als im elektrischen Speisestromkreis der Hydraulikpumpe (4) liegender, druckluftgesteuerter elektrischer Schalter (9) ausgebildet ist,

- das das Senken der Kolben-Zylinder-Einheit (11) steuernde hydraulische Ventil (61) ein von dem das Heben der Kolben- Zylinder-Einheit (11) steuernden hydraulischen Ventil (60) gesondertes Ventil ist und die beiden hydraulischen Ventile (60, 61) im geöffneten Zustand vom Hydrauliköl immer in nur jeweils einer Richtung durchströmt sind, sowie

- der Steuereingang (25) des das Heben der Kolben-Zylinder- Einheit (11) steuernden hydraulischen Ventils (60) parallel zu dem Steuereingang des druckluftgesteuerten Schalters (9) an den Ausgang (a 2) nur des ersten Luftventils (100) angeschlossen ist, während der Steuereingang (26) des das Senken der Kolben-Zylinder-Einheit (11) steuernden hydraulischen Ventils (61) an den Ausgang (b 2) nur des zweiten Luftventils (101) angeschlossen ist.

2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweite Kolben-Zylinder-Einheit (12) zum Verschwenken einer mit dem Sitz (2) des Behandlungstisches oder -stuhls verbundenen Rücklehne (3).

3. Antriebsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch die zweite Kolben-Zylinder-Einheit (12) mittels des hydraulischen Antriebskreises (I) gesteuert ist, der weitere hydraulische Ventile (140, 141) zum Heben bzw. Senken der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit (12) aufweist, und daß der pneumatische Betätigungskreis (II) mit einem zweiten im elektrischen Speisestromkreis der Hydraulikpumpe (4) liegenden druckluftgesteuerten elektrischen Schalter (21) und mit weiteren Luftventilen (200, 201) zu Steuern der hydraulischen Ventile (140, 141) versehen ist.