DE19916161A1 - Einrichtung zur Erzeugung hochfrequenter mechanischer Schwingungen für ein dentales Handstück - Google Patents
Einrichtung zur Erzeugung hochfrequenter mechanischer Schwingungen für ein dentales HandstückInfo
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Abstract
Eine Einrichtung zur Erzeugung hochfrequenter mechanischer Schwingungen für dentale Zwecke umfaßt einen in die Speiseleitung eines Schwingungserzeugers (12) eingefügten Stromfühler (50). Dessen Ausgangssignal wird auf einen der Eingänge eines Regelkreises (74) gegeben, der am anderen Eingang ein Speisestrom-Sollwertsignal erhält. Der Ausgang des Regelkreises (74) ist mit der Steuerklemme eines steuerbaren Oszillators (42) verbunden, der zusammen mit einer Leistungsstufe (46 bis 48) den Speisestrom für den Schwingungserreger (12) bereitstellt. Auf diese Weise erhält man eine konstante Abtriebsamplitude des Schwingungserzeugers unabhängig von der momentan an ihn angekoppelten Last.
Description
Die Erfindung betrifft eine dentale Einrichtung zur Erzeu
gung vorzugsweise hochfrequenter mechanischer Schwingungen
für ein dentales Handstück gemäß dem Oberbegriff des
Anspruches 1.
Unter Hochfrequenz wird in der vorliegenden Beschreibung
und den Ansprüchen eine im Ultraschallbereich liegende
Frequenz verstanden. Die Erfindung ist aber auch im
hörbaren Frequenzbereich und im Infraschallbereich ver
wendbar.
Beim Einsatz von dentalen Handstücken, die ein mit hoher
mechanischer Frequenz angetriebenes Werkzeug aufweisen,
ist die Belastung der die hochfrequenten mechanischen
Schwingungen erzeugende Einrichtung stark abhängig von
der Bedämpfung des Werkzeuges durch das jeweils bearbei
tete Gewebe. Diese Belastungen hängen von der komplexen
Kontaktgeometrie zwischen Werkzeug und Gewebeoberfläche
ebenso ab wie von dem Druck, mit welchem das Werkzeug
durch den Zahnarzt gegen das zu bearbeitende Gewebe
gedrückt wird. Arbeitet das Handstück mit einer zwischen
dem Werkzeug und der Gewebeoberfläche wirkenden Koppel
flüssigkeit, hängt die Belastung der Einrichtung zur
Schwingungserzeugung auch davon ab, ob und wieviel Kop
pelflüssigkeit zugeführt wird.
Um einen für die Praxis brauchbaren Wirkungsgrad des
Ultraschall-Handgerätes zu gewährleisten, muß der Zahn
arzt den Anpreßdruck des Werkzeuges (und damit des Hand
stückes) variieren. Dabei verfügt er letztlich nur über
eine weniger präzise taktile Rückmeldung, da die hohen
Frequenzen, mit denen das Werkzeug mechanisch in Schwingung
versetzt wird, nicht oder nicht mit der gewünschten
Genauigkeit vom menschlichen Ohr wahrgenommen werden.
Auch kann der Zahnarzt auf rasche Lastwechsel nicht so
kurzfristig reagieren, daß das Auftreten so hoher Schwin
gungsamplituden, welche zu Beschädigungen des Handstückes
oder des Werkzeuges führen, mit Sicherheit ausgeschlossen
sind, oder es besteht die Gefahr, daß für den Zahnarzt
unbemerkt oder unmerklich die Schwingung abnimmt oder
zusammenbricht und damit die Behandlungswirkung abnimmt
oder entfällt.
Durch die vorliegende Erfindung soll daher eine Einrich
tung zur Erzeugung hochfrequenter mechanischer Schwin
gungen für ein dentales Handstück so weitergebildet
werden, daß eine zuverlässige automatische Begrenzung
der Schwingungsamplitude gewährleistet ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine
Einrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sind in Unter
ansprüchen angegeben.
Es wurde herausgefunden, daß bei den im dentalen Bereich
verwendeten Schwingungserzeugungs-Einrichtungen, die
üblicherweise im Ultraschallbereich arbeiten, der dem
eigentlichen Schwingungserzeuger (in der Regel ein Stapel
aus piezoelektrischen Scheiben) zugeführte Speisestrom
ein gutes Maß für die momentane Amplitude der abgegebenen
Schwingung ist. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung
gemäß Anspruch 2 wird dieser Speisestrom als Ist-Wert für
eine Amplitudenregelung verwendet, die nicht nur unzulässig
hohe Amplituden vermeidet, sondern auch während des
Arbeitens unter veränderlicher Belastung eine konstante
Amplitude des Schwingungserzeugers und damit auch des
Werkzeuges gewährleistet.
Gemäß Anspruch 3 erhält man eine präzise Regelung der
Amplitude durch geringfügig Änderungen der Frequenz des
Oszillators. Man hat also eine steile Regelkennlinie.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 gestattet
auch die Amplitudenregelung auf besonders einfache Weise
über ein Steuersignal, mit welchem die Steuerklemme
eines steuerbaren Oszillators beaufschlagt ist. Man macht
bei dieser Art des Vorgehens davon Gebrauch, daß ein auf
einer Flanke der Resonanzkurve des Gesamtsystems, welches
durch die Betriebsschaltung, den Schwingungserzeuger, das
Werkzeug und die Last vorgegeben ist, jede Frequenzänderung
zu einer Amplitudenänderung führt, genauer gesagt eine
Frequenzänderung in Richtung zum Maximum der Resonanzkurve
einer Erhöhung der Amplitude mit sich bringt, eine Fre
quenzänderung in der anderen Richtung zu einer Amplituden
verkleinerung führt. Steuerbare Oszillatoren sind auch
als preiswerte und zuverlässige Bauteile erhältlich.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist
im Hinblick auf ein rasches Nachführen der Ist-Amplitude
an die Soll-Amplitude von Vorteil. Auf diese Weise können
übermäßige mechanische Belastungen der zwischen dem
Schwingungserzeuger und dem Werkzeug liegenden Teile
der Einrichtung vermieden werden, die zu Materialbrüchen
führen können.
Die rasche Begrenzung des dem Schwingungserzeuger zuge
führten Speisestromes läßt sich gemäß Anspruch 5 auf
besonders einfache Weise realisieren, wobei die Strombe
grenzung bzw. eine Stromunterbrechung unmittelbar vor
dem Schwingungserzeuger erfolgt, so daß Trägheiten elek
tronischer Logikkreise und Leistungsstufen keine Rolle
spielen.
Die im Anspruch 6 angegebene Art und Weise der Realisierung
der Strombegrenzung ist bei ordnungsgemäßem Arbeiten der
Einrichtung verlustarm.
Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch
7 dient der unverzüglichen Reduzierung zu großen Speise
stromes für den Schwingungserreger. Die Variante gemäß
Anspruch 7 hat den Vorteil, daß die Strombegrenzung
über das Steuersignal für den Oszillator leistungs
arm erfolgt, kein für höhere Ströme ausgelegter Strombe
grenzungskreis notwendig ist.
Nachdem durch die vorliegende Erfindung mechanische
Überlastungen des Schwingungserzeugers und der durch
diese getriebenen Teile sich auch bei wechselnden Last
bedingungen vermieden werden, kann man die mittlere
Amplitude, mit der gearbeitet wird, auch höher wählen
(keine wechselnden Lastbedingungen Rechnung tragende
Sicherheitsmarge mit notwendig). Hierdurch treten dann
aber höhere Belastungsmittelwerte auf. Bei einem Schwin
gungsgenerator, der eine Mehrzahl unter Vorspannung an
einander vorliegender piezoelektrischer Scheiben aufweist,
ist es daher auch von besonderem Interesse, eine auch im
Dauerbetrieb zuverlässige und sichere Kontaktierung der
einzelnen piezoelektrischen Scheiben zu gewährleisten und
auch Ermüdungsbrüche an den Leistungsverbindungen zu den
piezoelektrischen Scheiben zu vermeiden. Hierzu wird im
Anspruch 8 vorgeschlagen, die Elektrodenschichten der
verschiedenen Scheiben direkt auf die Scheiben aufzubringen
(galvanisch, durch Aufdampfung, Aufsputtern usw.) statt
sie als getrennte Elemente zwischen die Scheiben zu legen,
wie bisher üblich.
Dabei ist dann gemäß Anspruch 9 besonders vorteilhaft,
wenn die verschiedenen Elektrodenschichten jeweils einen
auf die Mantelfläche der Scheiben hinausgeführten An
schlußabschnitt aufweisen. Die Anschlußabschnitte sind
so besonders sicher gegen Verformung und Ermüdungsbrü
che geschützt.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10
ist eine symmetrische Potentialbeaufschlagung der Elek
trodenschichten gewährleistet.
Bei einer Einrichtung gemäß Anspruch 11 kann man die
gleichwertigen Elektrodenschichten der verschiedenen
Scheiben auf einfache Weise durch axiale elektrische
Leiter verbinden, welche auf die Außenseite des Schei
benstapels aufgelötet werden.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 12
wird ein Spannungsüberschlag zwischen den auf unterschied
lichem Potential liegenden Elektrodenschichten und An
schlußleitern, die mit den Anschlußabschnitten verbunden
sind, sicher vermieden.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungs
beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher
erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1 Eine schematische Darstellung der elektromecha
nischen Teile eines dentalen Ultraschall-Hand
stückes sowie einer Betriebsschaltung hierfür;
Fig. 2 Eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1, in welcher
jedoch eine abgewandelte Betriebsschaltung wie
dergegeben ist;
Fig. 3 Eine graphische Darstellung der Resonanzkurve
des schwingungsfähigen Gesamtsystems, welches
durch das Ultraschall-Handstück und seine Betriebs
schaltung gebildet ist; und
Fig. 4 Eine perspektivische Ansicht einer piezoelek
trischen Scheibe und von ihr getragener Elektro
denschichten.
In Fig. 1 ist mit 10 insgesamt ein dentales Ultraschall-
Handstück bezeichnet.
Es umfaßt einen Stapel 12 aus piezoelektrischen Scheiben
14, welcher auf einen hinteren Schaftabschnitt 16 einer
ingesamt mit 18 bezeichneten Sonotrode unter Vorspannung
aufgesetzt ist. Auf dem Schaftabschnitt 16 sitzt ferner
eine Gegenmasse 20, und der Scheibenstapel 12 und die
Gegenmasse 20 sind durch einen Gewindering 22 gegen
einen Flanschabschnitt 24 der Sonotrode 18 festgespannt.
Die Sonotrode 18 hat ferner einen vor dem Flanschabschnitt
24 liegenden Antriebsabschnitt 26, an dessen freiem
Ende ein Umlenkring 28 angebracht ist. Dieser ist so
ausgebildet, daß an einem von ihm getragenen ersten
Anschlußabschnitt 30, der mit der Sonotrode 18 verbun
den ist, und an einem hierzu um 90° versetzten zweiten
Anschlußabschnitt 32 gleichzeitig Schwingungsbäuche
erhalten werden. Der Anschlußabschnitt 32 trägt eine
Spannzange 34, in welcher ein stabförmiges Ultraschall-
Werkzeug 36 angebracht ist.
Die gesamte Anordnung ist in ein gestrichelt angedeute
tes Gehäuse 38 integriert.
Zum Erzeugen eines Betriebsstromes für den Scheibenstapel
12 (bzw. eines anderen hochfrequente mechanische Schwin
gungen bereitstellenden Schwingungserzeugers, z. B. eines
magnetostriktiven Elementes) und zur Einregelung konstan
ter Amplitude der Sonotrode 18 unabhängig von den Last
verhältnissen am Werkzeug 36 ist eine insgesamt mit.
40 bezeichnete Betriebsschaltung vorgesehen. Diese umfaßt
einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 42. Dessen
Ausgangssignal wird zum Ansteuern eines schnellen Halblei
terschalters 44 verwendet, der z. B. ein Leistungstransis
tor wie ein MOSFET sein kann. Der schnelle Halbleiterschal
ter 44 zerhackt die von einer Gleichspannungsquelle
46 abgegebene Gleichspannung mit einer Frequenz, die
dem Ultraschallbereich entspricht (z. B. etwa 25 kHz).
Die so rechteckmodulierte Gleichspannung, deren Amplitude
typischerweise zwischen 20 und 40 V liegen kann, wird
auf einen Amplitudenübersetzer 48 gegeben. Es kann sich
hierbei typischerweise um einen Transformator mit geeig
netem Übersetzungsverhältnis (in der Praxis Faktor 2
bis 4) handeln.
Der vom Amplitudenübersetzer 48 abgegebene Strom wird
durch einen Stromfühler 50 gemessen. Der Stromfühler 50
hat eine kurze Zeitkonstante, die dem Reziproken der
Arbeitsfrequenz des steuerbaren Oszillators 42 entspricht
oder kleiner ist als diese. Auf diese Weise ist der Ist-
Wert des Speisestromes für den piezoelektrischen Schei
benstapel 12 mit hoher Zeitauflösung meßbar. Der vom
Stromfühler 50 zum Scheibenstapel 12 fließende Strom läuft
durch einen steuerbaren Schalter 52, der ebenfalls eine
kurze Ansprechzeit aufweist, die mit dem Reziproken
der Frequenz des Oszillators 42 vergleichbar ist oder
kleiner als diese, zum Scheibenstapel 12 und von dort
über eine Erdleitung 53 zurück.
Der steuerbare Schalter 52 ist normalerweise geschlossen
und ist durch einen Widerstand 54 überbrückt, der den
Speisestrom auf einen solchen Wert begrenzt, bei welchen
weder am Scheibenstapel 12 noch an der Sonotrode 18 noch
am Umlenkring 28 noch am Werkzeug 36 unzulässig hohe
mechanische Belastungen auftreten, die zu einem Ermüdungs
bruch führen könnten.
Wahlweise kann man den Widerstand 54 auch weglassen,
so daß der Speisestrom unter noch zu schildernden Notfall
bedingungen vollständig unterbrochen wird.
Die Ansteuerung des steuerbaren Schalters 52 erfolgt
durch das Ausgangssignal eines Komparators 56, der am
einen Eingang das Ausgangssignal des geringe Zeitkon
stante aufweisenden Stromfühlers 50 und am anderen Ein
gang ein dem maximal zulässigen Strom zum Scheibenstapel
12 vorgebendes Sollwert-Signal erhält. Der Komparator
56 ist ebenfalls rasch, d. h. er hat eine Zeitkonstante,
die dem Reziproken der Frequenz des Oszillators 42 ent
spricht oder kleiner ist als diese.
Auf die oben beschriebene Art und Weise ist gewährleistet,
daß der Speisestrom zum Scheibenstapel 12 bei abrupter
Lastverminderung innerhalb einer kurzen Zeitspanne, die
dem Bruchteil einer Schwingungsamplitude oder einigen
wenigen Schwingungsamplituden entspricht, auf einen.
unschädlichen Wert zurückgenommen wird.
Zur Gesamtsteuerung des Ultraschall-Handstückes 10 ist
ein Prozessor 60 vorgesehen. Dieser arbeitet mit einem
Display 62 zusammen, welches z. B. ein kleiner LCD-Schirm
sein kann. Über ein Eingabefeld 64 können dem Prozessor
60 aktuelle Arbeitsdaten eingegeben werden, z. B. die
Art des jeweils verwendeten Werkzeuges 36, die Art der
durchgeführten Arbeit (polieren einer Zahnoberfläche,
abrasives Abtragen von Konkrementen, bohren von Kavitäten)
eingegeben werden kann. Der Prozessor 60 arbeitet mit
einem Massenspeicher 66 zusammen, z. B. einem ROM, in
welchem das Programm, nach welchem der Prozessor 60
arbeitet und charakteristische Daten für unterschied
liche Werkzeuge und unterschiedliche durchzuführende
Arbeiten abgelegt sind.
Aus den im Massenspeicher 66 abgelegten Daten und den
Eingaben am Eingabefeld 64 bestimmt der Prozessor Soll
werte für die gewünschte Arbeitsamplitude der Sonotrode
18 (und damit des Werkzeuges 30) und einen Sollwert
für den Speisestrom, der im Betrieb nicht überschritten
werden darf. Dieses Signal wird über einen D/A-Wandler 68
als Vergleichssignal auf den zweiten Eingang des schnel
len Komparators 56 gegeben.
Der Prozessor 60 erzeugt ferner das Steuersignal für
den spannungsgesteuerten Oszillator 42.
Das oben beschriebene Ultraschall-Handstück mit zugehö
riger Betriebsschaltung arbeitet folgendermaßen:
Nach Eingabe der Daten für das Werkzeug 36 und die durch zuführende Arbeit am Eingabefeld 64 bestimmt der Prozes sor unter Berücksichtigung im Massenspeicher 66 abgeleg ter Daten eine Normal-Arbeitsfrequenz für den Oszillator 42. Diese ist so gewählt, daß man einen Arbeitspunkt (vgl. Fig. 3) des schwingungsfähigen Gesamtsystems, welches durch die Betriebsschaltung 40, den Scheibenstapel 12, die Sonotrode 18, den Umlenkring 28 und das Werkzeug 36 gebildet ist, der auf der hochfrequenten Flanke der Resonanzkurve des Gesamtsystems liegt, welche in Fig. 3 bei 70 gezeigt ist. Man erkennt, daß durch Erniedri gerung der Oszillatorfrequenz die Amplitude ausgehend vom Grund-Arbeitspunkt P vergrößert wird, während eine Frequenzerhöhung zu einer Verkleinerung der Amplitude führt.
Nach Eingabe der Daten für das Werkzeug 36 und die durch zuführende Arbeit am Eingabefeld 64 bestimmt der Prozes sor unter Berücksichtigung im Massenspeicher 66 abgeleg ter Daten eine Normal-Arbeitsfrequenz für den Oszillator 42. Diese ist so gewählt, daß man einen Arbeitspunkt (vgl. Fig. 3) des schwingungsfähigen Gesamtsystems, welches durch die Betriebsschaltung 40, den Scheibenstapel 12, die Sonotrode 18, den Umlenkring 28 und das Werkzeug 36 gebildet ist, der auf der hochfrequenten Flanke der Resonanzkurve des Gesamtsystems liegt, welche in Fig. 3 bei 70 gezeigt ist. Man erkennt, daß durch Erniedri gerung der Oszillatorfrequenz die Amplitude ausgehend vom Grund-Arbeitspunkt P vergrößert wird, während eine Frequenzerhöhung zu einer Verkleinerung der Amplitude führt.
Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel kann das Maximum
der Resonanzkurve bei etwa 25000 Hz liegen und die Halb
wertsbreite der Resonanzkurve kann je nach Güte des
Gesamtschwingungssystem zwischen 20 und 100 Hz liegen.
Die bei Resonanz erhaltene maximale Amplitude kann bei
50 bis 100 µm liegen. Typische Arbeitsamplituden, die
kurzfristig noch erhöht werden können betragen 30 bis
80 µm.
Der Prozessor 60 erhält nun an einem weiteren Eingang
das Ausgangssignal des Stromfühlers 50. Dieses Signal
wird über einen im Prozessor 60 enthaltenen A/D-Wandler 72
auf den einen Eingang eines Software-Regelkreises 74
gegeben, dessen anderer Eingang mit einem Soll-Strom-Signal
beaufschlagt ist, welches der Prozessor 60 aus den Kenn
daten für die jeweils durchzuführende Arbeit und den
Werkzeugkenndaten abgeleitet hat.
Das Ausgangssignal des Regelkreises 74 stellt (ggf. nach
Umsetzung in ein Analogsignal) das Steuersignal für den
Oszillator 42 dar.
Ist das Werkzeug 36 nicht an zu bearbeitendes Gewebe
angekoppelt, so erhöht sich wegen der nicht gegebenen
Bedämpfung durch eine Last die Amplitude der Sonotode
18, was an einer entsprechenden Erhöhung des Speisestromes
registriert werden kann, der durch den Scheibenstapel
12 fließt. Der Regelkreis 74 verändert nun das Steuer
signal für den Oszillator 42 im Sinne einer Frequenzer
höhung, wodurch die Schwingungsamplitude gemäß der Reso
nanzkurve 70 von Fig. 3 vermindert wird.
Wird das Werkzeug 36 belastet, indem es in Anlage an
ein zu bearbeitendes Gewebe, z. B. einen Zahnbelag ge
bracht wird, so sinkt die Amplitude der Sonotrode 18
und damit auch der durch den Scheibenstapel 12 fließende
Strom. Der Regelkreis 70 erkennt dies und ändert nun
das Steuersignal für den Oszillator 42 im Sinne einer
Erniedrigung der Oszillatorfrequenz. Hierdurch wird
die Amplitude der Sonotrode 18 wieder angehoben, bis
der gewünschte Amplituden-Sollwert erreicht ist.
Kommt es zu einem sehr raschen Lastwechsel für die Sono
trode 18, z. B. durch Bruch des Werkzeuges 36 oder eine
sonstige rasche Änderung des akustischen Widerstandes,
so erkennt dies der Komparator 56 und öffnet unverzüg
lich (innerhalb eines Bruchteiles einer Periode oder
einiger weniger Perioden den steuerbaren Schalter 52).
Der Scheibenstapel 12 wird ab diesem Moment dann nur
noch mit dem durch den Widerstand 54 vorgegebenen redu
zierten Speisestrom bzw. gar nicht mehr mit Speisestrom
beaufschlagt. Durch diese rasche Reduzierung des Speise
stromes werden mechanische Beschädigungen des Ultraschall-
Handstückes durch sehr kurzfristige Laständerungen vermie
den.
Beim abgewandelten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2
ist der steuerbare Schalter 52 nicht in die Zuleitung
zu dem Scheibenstapel 12 eingefügt, sondern in die zum
steuerbaren Oszillator 42 führende Steuerleitung, und als
Umschalter ausgebildet. Er gibt bei Betätigung anstelle
des am Ausgang des Prozessors 60 bereitgestellten verän
derlichen Steuersignales ein Fest-Steuersignal (angedeutet
durch einen Widerstand 54') auf den Oszillator 42, das so
gewählt ist, daß auch bei Last null die Amplitude im zu
lässigen Bereich verbleibt.
Auf diese Weise ist das Steuersignal für den steuerbaren
Oszillator 42 begrenzt, und man erhält analog eine rasche
Begrenzung des Speisestromes bei abruptem Lastwechsel.
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer piezo
elektrischen Scheibe 14. Die ringförmige Scheibe 14 trägt
auf ihrer Oberseite eine Elektrodenschicht 76, auf ihrer
Unterseite eine Elektrodenschicht 78.
Die Elektrodenschicht 76 hat zwei in Umfangsrichtung
um 180° versetzte Anschlußabschnitte 80, welche sich
über einen Teil der Umfangsfläche der Scheibe erstrecken.
Entsprechend trägt die untere Elektrodenschicht 78 zwei
einander gegenüberliegende Anschlußabschnitte 82, die
ebenfalls auf der Umfangsfläche der Scheibe 12 liegen.
Die Anschlußabschnitte 80 und 82 sind um 90° gegeneinander
versetzt.
Im Bereich der Anschlußabschnitte der jeweils anderen
Elektrodenschicht sind die Elektrodenschichten 76, 78
mit kreisbogenförmigen Randausnehmungen 84, 86 versehen,
so daß die Anschlußabschnitte äquivalenter Elektrodenschich
ten durch jeweils direkt aufgelötete Leiter miteinander
verbunden werden können, ohne daß die Gefahr eines Kurz
schlusses besteht.
Die Elektrodenschichten 76, 78 und die Anschlußabschnitte
80, 82 sind in situ auf die Scheiben 12 aufgebracht,
z. B. aufgedampft, aufgesputtert oder galvanisch aufge
bracht. Sie können auch durch Siebdruck oder andere
geeignete Verfahren erzeugt worden sein.
Claims (12)
1. Dentale Einrichtung zur Erzeugung vorzugsweise hoch
frequenter mechanischer Schwingungen für ein dentales
Handstück, mit einem Schwingungserzeuger (12), mit einem
Oszillator (42) und einer diesem nachgeschalteten Leis
tungsstufe (44, 46, 48), dadurch gekennzeichnet, daß
Mittel (50, 52) vorgesehen sind, welche den dem Schwin
gungszeuger (12) zugeführten Speisestrom unterhalb eines
vorgegebenen Maximalwertes halten.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel (50, 52), welche den dem Schwingungser
reger (12) zugeführten Speisestrom begrenzen, einen Strom
fühler (50) aufweisen, der zwischen die Leistungsstufe
(48) und dem Schwingungserzeuger (12) eingefügt ist und
dessen Ausgangssignal auf den einen Eingang eines Regel
kreises (74) gegeben wird, welcher an einem zweiten Eingang
ein Strom-Soll-Wert-Signal erhält und dessen Ausgang
mit einer Steuerklemme des steuerbar ausgebildeten Oszil
lators (42) verbunden ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Strom-Soll-Wert-Signal so gewählt ist, daß
der Arbeitspunkt des schwingungsfähigen Gesamtsystems
aus Schwingungserzeuger (12) und mit diesem gekoppelter
Last (18, 28, 36) auf einer Flanke der Resonanzkurve (70)
des schwingungsfähigen Gesamtsystems liegt, vorzugsweise
auf der hochfrequenten Flanke der Resonanzkurve.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Stromfühler (50) eine der
Periode des Oszillators (42) vergleichbare oder gegenüber
dieser kürzeren Zeitkonstante aufweist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß in die von der Leistungsstufe
(44, 46, 48) zum Schwingungserzeuger (12) führende Leitung
ein Strombegrenzungskreis (52) eingefügt ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Strombegrenzungskreis einen normalerweise
geschlossenen Schalter (52) aufweist, der durch das
Ausgangssignal eines Komparators (56) angesteuert wird,
der mit dem Ausgangssignal eines bzw. des zwischen den
Ausgang der Leistungsstufe (44, 46, 48) und den Schwin
gungserzeuger (12) eingefügten Stromfühlers (50) und einem
Maximalstrom-Signal (68) beaufschlagt ist, wobei der
Stromfühler (50) und der Komparator (56) mit der Periode
des Oszillators (42) vergleichbare oder demgegenüber
kleinere Zeitkonstante aufweist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuerklemme des steuerbaren
Oszillators (42) über einen Schalter (52) mit einem Fest
steuersignal (54') beaufschlagbar ist, der durch das
Ausgangssignal eines Komparators (56) angesteuert wird,
der mit dem Ausgangssignal eines bzw. des zwischen den
Ausgang der Leistungsstufe (46) bis (48) und den Schwin
gungserzeuger (12) eingefügten Stromfühlers (50) und einer
Maximalstrom-Signal beaufschlagt ist, wobei der Stromfühler
(50) und der Komparator (56) mit der Periode des Oszil
lators (42) vergleichbare oder demgegenüber kleinere
Zeitkonstante aufweist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schwingungsgenerator (12)
eine Mehrzahl unter Vorspannung an einander anliegender
piezoelektrischer Scheiben (14) aufweist und die Scheiben
(14) an ihren Stirnflächen Elektrodenschichten (76, 78)
tragen, die in situ erzeugt sind.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektrodenschichten (76, 78) jeweils einen
angeformten Anschlußabschnitt (80, 82) aufweisen, der
über einem Abschnitt der Umfangsfläche der Scheibe (14)
liegt.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektrodenschichten (76, 78) jeweils zwei
einander gegenüberliegende Anschlußabschnitte (80, 82)
aufweisen.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anschlußabschnitte (80,
82), die mit den Elektrodenschichten (76, 78) der einen
bzw. der anderen Stirnfläche der Scheibe (14) in Verbin
dung stehen, in Winkelrichtung gegeneinander versetzt
sind.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Elektrodenschichten (76,
78) und die Anschlußabschnitte (80, 82) der jeweils
gegenüberliegenden Elektrodenschicht benachbarte Randaus
nehmungen (84, 86) aufweisen.
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