DE2710049A1

DE2710049A1 - Ultraschall-zahnbehandlungsgeraet

Info

Publication number: DE2710049A1
Application number: DE19772710049
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl Ing Wieser
Original assignee: Medtronic Medizinisch Elektronische Geraete GmbH
Current assignee: Medtronic Medizinisch Elektronische Geraete GmbH
Priority date: 1977-03-08
Filing date: 1977-03-08
Publication date: 1978-09-14
Also published as: DE2710049C2; US4184092A

Description

Dipl.-Ing. A. Wasnwior Dipl.-Ing. H. Graf

Patentanwälte Postfach 38	itmNedwteM Your UMr	HJrg 1	UnoarZofclMn Our IM.	D-8400 REGENSBURG 1 GREFLINGER STRASSE 7 Telefon (09 41) 54753 Telegramm Begpatent Rgb. Telex β 5709 repatd
2 8400 Regens!
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M/p 8360 4. März 1977

Gr/Ja

HttTTkONItVGMBH, Usinger Straße 33, 6390 Usingen 2 Ultraschall-Zahnbehandlungsgerät

Die Erfindung betrifft ein Ultraschall-Zahnbehandlungsgerät mit einem elektromechanischen! Wandler, z.B. magnetostriktivem ode: piezoelektrischem Wandler, und mit einem den Wandler treibenden Generator.

Ein Ultraschall-Zahnbehandlungsgerät dieser Art ist beispielsweise in der DT-AS 2 459 841 beschrieben.

Bei diesem bekannten Ultraschall-Zahnbehandlungsgerät ist eine Nachstimmung des als Generator dienenden Impuls-Oszillators auf die jeweilige Resonanzfrequenz des Wandlers vorgesehen, die sowohl von dem verwendeten bzw. am Wandler angekuppelten Werkzeug als auch von der Belastung des Wandlers bzw. von dem Anpreßdruck abhängt, mit dem das Werkzeug gegen einen zu behandelnden Zahn angedruckt wird. Durch die Frequenznachstimmung des Generators auf die jeweilige

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Konten: Bayerische Vereinsbank (BLZ 75020073) 5 839300 Gerichtsstand Regensburg Postscheck München 80989-801

tatsächliche resonanzfrequenz des Wandlers soll eine optimale Leistungsabgabe fUr den Wandler bzw. fUr das Ultraschall-Zahnbehandlungsgerüt erreicht werden. FUr die .Jachstimmung des Oszillators bzw. Generators wird dabei die Schwingkreischarakteristik des Wandlers als Kriterium verwendet.

Ua bei Ultraschall-Zahnbehandlungsgeräten, die insbesondere zum Entfernen von Zahnstein usw. dienen und die mit relativ hoher Leistung betrieben werden, nicht mit Sicheiheit auszuschließen ist, daß bei unsachgemäßer Handhabung eines solchen Gerätes, z.B. durch eine noch wenig geUbte Cedienungsperson, und vor allem bei zu starkem Andrücken des mit dem Wandler verbundenen Werkzeuge· an den zu behandelnden Zahn '< eine nicht beabsichtigte Beschädigung des Zahnes bzw. Zahnschmelzes erfolgt, ist es bei derartigen Ultraschall-Zahnbehandlungsgeräten sinnvoll, Mittel vorzusehen, mit denen ein maximaler Schwellwert fUr diese Belastung einstellbar ist, und die dann beim Überschreiten dieses Schwellwertes eine automatische Abschaltung des den Wandler treibenden j Generators bewirken bzw. die Leistung dieses Generators vermindern.

Es wurde in diesem Zusammenhang auch bereits vorgeschlagen (ältere Patentanmeldung P 26 00 377.5) eine Abschaltung des Generators unter ausschließlicher Verwendung der Schwingkreis-Charakteristik des Wandlers vorzunehmen, was jedoch den ilachteil hat, daß diese Abschaltbzw. Sicherungsfunktion nur unter Verwendung einer ganz bestimmten Schaltungsanordnung möglich ist. Darüber hinaus hat der Vorschlag nach dieser älteren, nicht vorverö'ffentlichten Anmeldung den Nachteil, daß der Schwellwert, bei dem die Abschaltung des Generators bzw. dessen Leistungsverringerung erfolgt, von der grundsätzlich eingestellten Leistung fUr den Wandler sowie von dessen Resonanzfrequenz und damit auch von dem mit dem Wandler gekuppelten Werkzeug abhängig ist. Gewisse Schwierigkeiten bereitet daher bei diesem eilte ten Vorschlag, daß

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vor der Einstellung des Schwellwertes, bei dem die Abschaltung des Generators erfolgen soll, eine !formierung bzw. Berücksichtigung der Wandler-Charakteristik vorgenommen werden muß, was jedoch im praktischen Betrieb vielfach nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese !lachteile zu vermeiden und ein Ultraschall-Zahnbehandlungsgerät aufzuzeigen, bei welchem die Abschaltung bzw. Leistungsverminderung des Generators bei Überschreiten eines vorwählbaren Schwellwertes fUr die vom Wandler abgegebene Leistung bzw· für den Anpreßdruck des Werkzeuges an den zu behandelnden Zahn unabhängig von der Charakteristik des Wandlers ist, d.h. vor allem auch unabhängig von der sich mit Verwendung von verschiedenen Werkzeugen ändernden Eigenresonanz des Wandlers.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Ultraschall-Zahnbehandlungsgerät der eingangs geschilderten Art erfindungsgemäß so ausgebildet, daß aus einer bei Belastung des Wandlers auftretenden Strom- und/oder Frequenzänderung ein Steuer-Signal abgeleitet wird, welches bei Überschreitung eines vorwählbaren Schwellwertes den Generator abschaltet bzw. in seiner Leistung reduziert·

Oa bei dem erfindungsgemäßen UItraschall-Zahnbehandlungegerät fUr die Abschaltung lediglich die Strom- und/oder Frequenzänderung, die bei Belastung gegenüber dem unbelasteten Zustand auftritt als Abschaltkriterium verwendet wird, ist eine Berücksichtigung der jeweiligen Wandlercharakteristik bei dieser Abschaltung nicht notwendig, so daß ohne weitere Einstellung verschiedene Werkzeuge bei ein und demselben Ultraschall-Zahnbehandlungsgerät bzw. bei ein und demselben Wandler verwendet werden können· Darüber hinaus ist es auch möglich, unterschied liehe Wandler wahlweise bei einem einzigen Gerät zu verwenden. Darüber hinaus wird die Einstellung des Schwellwertes, bei dem die Abschaltung

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des Gerätes bzw. die Verminderung der Leistung dieses Gerätes erfolgt, wesentlich vereinfacht.

Entsprechend einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, daß ein erstes Signal entsprechend der Leerlauffrequenz des Wandlers (4, 5) abgeleitet wird, daß dieses erste Signal mit einem zweiten Signal entsprechend der Frequenz des Wandlers bei Belastung in einer Summen- bzw. Differenzschaltung verglichen wird, und daß das das Steuersignal bildende Ausgangssignal dieser Summen- bzw. Differenzschaltung mit einem dem vorgewählten Schwellwert entsprechenden Signal in einer Vergleichsschaltung verglichen wird.

Weiterhin ist es möglich, daß ein erstes Signal entsprechend dem Leer-

: laufstrom des landlers abgeleitet wird, daß dieses erste Signal mit einem zweiten Signal entsprechend dem Strom des Wandlers bei Belastung in einer Summen- bzw. Differenzschaltung verglichen wird, und daß

! das das Steuersignal bildende Ausgangssignal dieser Summen- bzw. '. Differenzschaltung mit einem dem vorgewählten Schwellwert entsprechenden ί Signal in einer Vergleichsschaltung verglichen wird.

ι Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprlichen beschrieben.

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Die Erfindung wird ie folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die elektrische Schaltung einer ersten AusfUhrungsform des erfindungsgemäßen Ultraschall-Zahnbehandlungsgerätes;

Fig. 2 die elektrische Schaltung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ultraschall-Zahnbehandlungsgerätes;

Fig. 3 Im BlockdiagrasM eine zentrale Registrier- bzw. Überwachungsein- ; richtung fUr Mehrere Ultraschall-Zahnbehandlungsgeräte gemäß Flg. 2. I

Das in Figur 1 gezeigte Ultraschall-Zahnbehandlungsgerät besteht aus j einen Generator 1, der an seinem Ausgang 2 ein impuls- oder sinusförmiges! Ausgangssignal liefert, welches der Basis eines Steuertransistors 3 j zugeführt wird, in dessen Kollektorkreis die Wicklung eines magneto- _; striktiven Wandlers angeordnet ist, der bzw. dessen mechanischer Ausgang das Werkzeug 5 des Ultraschall-Zahnbehandlungsgerätes trägt.

Der Generator 1 ist dabei beispielweise in nicht näher dargestellter Weise nit einer Frequenznachstimmung in der Weise versehen, daß die Frequenz des Ausgangssignals des Generators der kesonanzfrequenz des Wandlers unter Berücksichtigung der jeweiligen Belastung, d.h. unter Berücksichtigung der jeweiligen Kraft, Mit der das Werkzeug 5 gegen einer zu behandelnden Zahn angepreßt wird, nachgestimmt wird, um auf diese Weise eine optimale Leistungsabgabe zu erzielen, fce s« j

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ee» m*esen ee.wem bejebe Weiter-

' hin ist es auch möglich, anstelle eines magnetostriktiveη Wandlers einen piezoelektrischen Wandler zu verwenden, dessen Piezo-Element dann im Kollektorkreis des Steuertransistors 3 angeordnet ist.

Am Kollektor des Steuertransistors 3 ist weiterhin ein aus dem Kondensator

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6 und dem Widerstand 7 bestehendes üifferenzierglied angeschlossen, wobei der Widerstand 7 mit einem Anschluß an der Schaltungsmasse liegt und der Kondensator 6 den anderen Anschluß des Widerstandes 7 mit dem Kollektor des Steuertransistors 3 verbindet. Das an dem Verbi.idungspunkt zwischen dem Kondensator 6 und dem Widerstand 7 anliegende Ausgangssignal des Oifferenziergliedes wird jeweils einem Eingang 8 bzw. 9 eines UiiD- ; Gatters 10 bzw. 11 zugeführt, wobei jedes UiJD-Gatter 10 bzw. 11 einen ; Speicher 12 bzw. 13 ansteuert. Die Ausgänge dieser Speicher sind mit ■

den Eingängen einer Differenz-Bildungs-Logik 14 verbunden, die ein Ausgangssignal an einen Eingang einer Vergleichsschaltung 15 liefert, der an einem zweiten Eingang das Signal eines Einstellgliedes 16 zugeführt wird. Das Ausgangssignal der Vergleichsschaltang 15 wird Über die Leitung 17 einem Steuer- bzw. r.egeleingang 18 des Generators 1 zur ilachregelung dessen Leistung zugeführt.

;Im Emitterstromkreis des Steuertransistors 3 ist ein Widerstand 19 vorge-j !sehen, der quer zu den Eingangsklemmen eines Verstärkers 20 liegt, dessen! !Ausgang mit einem aus dem Kondensator 21 und dem Widerstand 22 bestehenden iDifferenzierglied verbunden ist, wobei ein Anschluß des Widerstandes 22 j mit der Schaltungsmasse in Verbindung steht, während der Kondensator 21

zwischen dem anderen Anschluß des Widerstandes 22 und dem Ausgang des Verstärkers 20 liegt. Das am Vecbindungspunkt zwischen dem Kondensator 21 und dem Widerstand 22 anliegende Ausgangssignal des Differenzierglie-,des wird dem "SET"-Eingang 23 eines Flip-Flops 24 zugeführt, welches ;so geschaltet ist, daß es im nichtgesetzten Zustand, d.h. bei Fehlen eines Signales am Eingang 23 an seinem Ausgang A ein Signal aufweist, während am komplementären Ausgang Ä ein Signal "NULL" anliegt. Die Ausgänge A und Ä sind mit den beiden anderen Eingängen 8¹ bzw. 9' der j UND-Gatter 10 bzw. 11 verbunden.

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Die Arbeitsweise des in Fig. 1 gezeigten Ultraschall-Zahnbehandlungsge-

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rates läßt sich wie folgt beschreiben:

Vor Inbetriebnahme des Gerätes wird zunächst beispielsweise mit Hilfe eines Schalters und einer an dem Schalter vorgesehenen Skala an dem Einstellglied 16 ein Schwellwert fUr eine maximale Härte bzw. Leistung eingestellt, bei der das Gerät automatisch abschalten soll. Nun wird das Gerät beispielsweise durch Einschalten des Generators 1 in Betrieb gesetzt, wobei zumindest unmittelbar nach dem Einschalten das am magnetostriktiven Wandler vorgesehene Werkzeug 5 noch nicht in Eingriff mit dem zu behandelnden Zahn steht, so daß der Wandler vom Generator 1 im "Leerlauf" betrieben wird. Aus der hierbei am Kollektor des Steuertransistors 3 anliegenden Wechselspannung wird durch das aus dem Kondensator 6 und dem Widerstand 7 bestehende Differenzierglied ein Signal gebildet, welches der Leerlauffrequenz des magnetostriktiven Wandlers entspricht und welches Über das Uf-D-Gatter 10 dem Speicher 12 zugeführt '■ wird, da sich nach dem Einschalten des Gerätes der Flip-Flop 24 in einem Zustand befindet, in welchem an dem Ausgang A ein Signal anliegt.

Wird nun das Werkzeug 5 am magnetostriktiven Wandler mit einem zu behandelnden Zahn in Berührung gebracht, so ändert sich aufgrund der größeren Belastung am Mechanischen Ausgang de« magnetostriktiven Wandlers der Stromfluß durch die Wicklung 4 und damit auch durch den Widerstand 19, was zu einer Spannungsänderung an diesem Widerstand fuhrt, so daß am Ausgang des von dem Kondensator 21 und dem Widerstand 22 gebildeten Oifferenziergliedes, d.h. am Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 21 und dem Widerstand 22 ein Kippimpuls erzeugt wird, der den Flip-Flop 24 derart umschaltet, daß nunmehr am Ausgang Ä ein Signal anliegt, während das Signal am Ausgang A NULL ist. Dies hat zur Folge, daß nahezu vom Beginn der ersten Belastung des Werkzeuges 5 an Über das nunmehr durchgeschaltete UND-Gatter/ein der Frequenz des magnetostriktiven Wandlers unter Belastung entsprechendes Signal von dem aus dem

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Kondensator 6 und dem Widerstand 7 bestehenden Differenzierglied dem Speicher 13 zugefUht wird, während der Speicher 12 wegen des gesperrten UND-Gattezs 10 kein weiteres Signal erhält.

üapich einerseits die Resonanzfrequenz des Wandlers mit zunehmender Belastung bzw. mit zunehmendem Anpreßdruck zwischen Werkzeug 5 und dem zu behandelnden Zahn zu niedrigeren Frequenzen hin verschiebt und andererseits der Generator 1 so nachgestimmt wird, daß die Frequenz des Ausfangssignals des Generators in etwa der jeweiligen Resonanzfequenz des Wandlers entspricht, ist auch das dem Speicher 13 zugeführte Signal abhängig von der Belastung mehr oder weniger unterschiedlich von dem Signal, welches dem Speicher 12 zugeführt wurde. Dieser Unterschied wird in der Differenzbildungslogik 14 festgestellt und dann in der Vergleichsschaltung 15 mit dem von dem Einstellglied gelieferten Wert verglichen. Solange der von der Differenzbildungslogik 14 gelieferte Wert unter dem Wert liegt, der vom Einstellglied 16 entsprechend der getroffenen Einstellung geliefert wird, d.h. solange die am Wandler bzw. am Werkzeug 5 vorliegende Belastung kleiner ist als der am Einstellglied 16 eingestellte maximale Schwellwert, liegt am Ausgang der Vergleichsschaltung 15 kein Signal an. Wird der vom Einstellglied 16 gelieferte Wert jedoch von dem Wert bzw. Signal der Differenzbildungsjlogik 14 überschritten, so erzeugt die Vergleichsschaltung 15 an der Leitung 17 ein Ausgangssignal, welches eine Abschaltung des Generators bzw. eine Reduzierung der Leistung dieses Generators bewirkt.

Die oben erwähnte Nachstimmung des Generators 1 auf die jeweilige !resonanzfrequenz des Wandlers kann beispielsweise unter Ausnutzung der Tatsache erfolgen, daß der Wandler die Charakteristik eines Schwingkreises aufweist, dessen Durchlaßkurve sich in Abhängigkeit von der Belastung am Wandler verschiebt, so daß eine hierbei an der Wicklung 4 des Wandlers auftretende Spannungsänderung bzw. eine Änderung des Stromflusses

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durch den Wandler als NachsteuerkLterium fUr den Generator 1 verwendet weiden kann· Eine derartige Frequenz-Nachstimmung ist beispielsweise in der DT-AS 2 459 841 beschrieben. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Wandler selbst als frequenzbestimmendes Glied fUr den Generator zu verwenden.

Mach dem Abschalten bzw. beim Abschalten des Zahnbehandlungsgerätes | gemäß Fig. 1 wird ein Schalter 25 betätigt, der den Flip-Flop zurücksetzt, d.h. in einen Zustand, in welchem wiederum am Ausgang A ein Signal anliegt, während das Signal am Ausgang A ιJULL ist.

j Figur 2 zeigt eine abgewandelte AusfUhrungsform, bei der fUr die

Sicherheitsabschaltung des Gerätes ausschließlich von der Tatsache Gebrauch gemacht wird, daß sich der Strom durch den Wandler bzw. durch

verringert oder die Wicklung 4 bei zunehmender Belastung ändert bzw./eihöht. Der Emitter des Steuertransistors 3 ist hierbei mit dem Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 26 verbunden, der den Strom, der durch die Wicklung 4 des Wandlers sowie durch den Steuertransistor 3 fließt, bzw. den Mittelwert dieses Stromes in ein proportionales digitales Signal umwandelt, welche dann den Eingängen 8 bzw. 9 der UND-Gatter 10 und 11 zugeführt wird. In seiner Grundausführung entspricht das Ultraschall-Zahnbehandlungsgerät gemäß Fig. 2 ansonsten dem Gerät gemäß Fig. 1, allerdings mit der Ausnahme, daß der Flip-Flop 24 nicht durch einen bei Belastung des Wandlers auftretenden Kippimpuls, sondern durch einen Zeitschalter 27, z.B. durch einen "NOWO-Flop" umgeschaltet wird, welcher beim Einschalten des Gerätes nach dem Aufladen eines als zeitbestimmendes Glied dienenden Kondensators 28 umschaltet und dadurch einen Schaltimpuls an den Flip-Flop 24 liefert.

Die Wirkungsweise des in Fig. 2 gezeigten Ultraschall-Zahnbehandlungsgerätes läßt sich wie folgt beschsiben:

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ι !ach dem Einschalten des Gerätes liefert der Generator 1 ein Steuersignal an den Steuertransistor 3, der den magnetostriktion Wandler zunächst im Leerlauf betreibt. Der hierbei auftretende Strom durch die Wicklung fuhrt zu einer Spannung am Widerstand 19, die durch den Analog-Digital-Wandler in ein digitales Signal umgewandelt wird, welches entsprechend der Stellung des Flip-Flops 24 (am Ausgang A liegt ein Signal an) über: · das U.iD-Gatter dem Speicher bzw. Zähler 12 zugeführt wird, .!ach einer ^! gewissen Zeitdauer, d.h. dann, wenn sich der Kondensator 28 auf einen ', vorgegebenen Schwellwert aufgeladen hat, schaltet der MOiJO-Flip 27 um und liefert ein Signal an den SET-Eingang 23 des Flip-Flops 24, wodurch das Signal am Ausgang Λ liULL wird, während am Ausgang Ä ein Signal an-1 iegt. Dies hat wiederum zur Folge, daß das UiNlD-Gatter 10 gesperrt ist j und keine weiteren Signale in den Speicher bzw. Zähler 12 gelangen können. Alle nachfolgend vom Analog-Digital-Wandler gelieferten Signale | gelangen Über das Ui<lD-Gatter 11 an den Speicher 13, d.h. auch diejenigen Signale, die vom Analog-Digital-Wandler 26 geliefert werden, wenn sich der Wandler im belasteten Zustand befindet. Die Umschaltzeit des MONO-Flops wird zweckmäßiger Weise so kurz gewählt, daß ein Umschalten des Flip-Flops 24 in jedem Fall noch vorher erfolgt, bevor der behandelnde Arzt das Werkzeug 5 des Ultraschall-Zahnbehandlungsgerätes in Eingriff mit einem zu behandelnden Zahn bringen konnte.

Der Unterschied zwischen dem von der Belastung bzw· von dem Anpreßdruck zwischen Werkzeug 5 und zu behandelndem Zahn abhängige digitale Signal des Speichers 13 und dem Leerlaufsignal im Speicher 12 wird wiederum in der Differenzbildungslogik 14 festgestellt, deren Ausgangssignal in der Vergleichsschaltung 15 mit dem von dem Einstellglied 16 gelieferten Signal verglichen wird. Sobald das Ausgangssignal der Differenzbildungs-Jbgik 14 das Signal des Einstellgliedes 16 Überschreitet, d.h. sobdd der Anpreßdruck zwischen dem zu behandelnden Zahn und dem Werkzeug 5 einen vorgegebenen Schwellwert Übersteigt, liefert die Vergleichsschal-

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tung 15 wiederum Über die Leitung 17 ein Signal an den Steuer- bzw. liegeleingang des Generators, wodurch der Generator 1 abgeschaltet bzw. in seiner Leistung reduziert wird.

Bei der in Fig. 2 gezeigten AusfUhrungsform ist noch vorgesehen, in einer zweiteiligen Anzeigevorrichtung 29, beispielsweise in zwei Übereinander angeordneten LED-Reihen, die in unterschiedlicher Farbe leuchten, einerseits das Ausgangssignal der Differenzbildungslogik, d.h. den tatsächlichen Anpreßdruck des Werkzeuges 5, und andererseits das Signal des Einstellgliedes 16, d.h. den eingestellten Schwellwert darzustellen.
*) Unter LED-Reihen versteht man Lumineszenzdioden-Reihen Weiterhin ist bei dem Ultraschallzahnbehandlungsgerät gemäß Fig. 2 ein Mehrkanal-Kegistrierschreibwerk 30 vorgesehen, dessen tingünge Über Üigital-Analog-Wandler 31 mit dem Ausgang des Speichers 12, dem Ausgang des Speichers 13 sowie mit dem Ausgang der Vergleichsschaltung 15 verbunden sind. Auf diese Weise werden in dem .xegistrierschreibwerk 30 in drei Spuren 32, 33 und 34 verschiedene Parameter aufgezeichnet, nämlich in der Spur 32 die Leerlaufbelastung, in der Spur 33 die Belastung bei einer Zahnbehandlung zuzüglich der Leerlaufbelastung und in Spur 34 die tatsächliche Belastung bzw. den Anpreßdruck des Werk- j

zeuges 5 gegen den zu behandelnden Zahn, wobei die Spitze 34' die ein- |

gestellte Ausläsehärte bzw. den am Einstellglied 16 eingestellten ! Schwellwert wiedergibt, bei dem die automatische Abschaltung erfolgt.

Das Uegistrier-Schreibwerk 33 wird insbesondere fUr Ausbildungszwecke j vorgesehen, um es dem Ausbildner anhand der Aufzeichnungen des Registriejr Schreib-Werkes 30 sowie anhand der Anzeige der Anzeigevorrichtung 29 zu ermöglichen, den Verlauf einer Zahnbehandlung zu erkennen bzw. zu beurteilen«

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Bei eine« größeren Schul- brw. Ausbildungsbetrieb wird das Registrierschreibwerk 30 entsprechend Fig. 3 sowie ggf. auch die Anzeigevorrichtung 29 zweckmäßigerweise zentral fUr mehrere Zahnbehandlungsgeräte 35 gemäß Fig. 2 vorgesehen, wobei dann Über einen Auswahlschalter 36 die einzelnen Ultraschall-Zahnbehandlungsgeräte 35 wahlweise an das Registrijirschreibwerk 30 angeschaltet werden können.

Die Erfindung wurde voranstehend an Ausfuhrungsbeispielen näher erläutert. Es versteht sich, daß Änderungen sowie Ergänzungen möglich sind, ohne daß dadurch der Erfindungsgedanke verlassen wird.

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L e e r s e ι t e

Claims

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Patentansprüche

./Ultraschall-Zahnbehandlungsgerät mit einem elektromechanischen! Wandler, z.B. magnetostriktiven oder piezoelektrischen Wandler, und mit einem den Wandler treibenden Generator, dadurch gekennzeichnet, da'i) aus einer bei Belastung des Wandlers (4, 5) auftretenden Strom- und/ oder Frequenzänderung ein Steuersignal abgeleitet wird, welches bei Überschreitung eines vorwählbaren Schwellwertes (16) den Generator (i) abschaltet bzw· in seiner Leistung reduziert.

2. Ultraschall-Zahnbehandlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- ! net, daß der Generator (l) jeweils auf die tatsächliche Resonanz- j ' frequenz des Wandlers (4, 5) nachgestimmt wird.

! 3. Ultraschall-Zahnbehandlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

zeichnet, daß der Wandler (4, 5) Teil des frequenzbestimmenden Gliedes des Generators (i) ist.

4. Ultraschall-Zahnbehandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (l) ein impuls- oder sinusförmiges Signal zum Antreiben des Wandlers (4, 5) liefert.

5. Ultraschall-Zahnbehandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Signal entsprechend der Leerlauffrequenz des Wandlers (4, 5) abgeleitet wird, daß dieses erste Signal mit einem zweiten Signal entsprechend der Frequenz des Wandlers (4, 5) bei Belastung in einer Summen- bzw. Differenzschaltung (14) verglichen wird, und daß das das Steuersignal bildende Ausgangssignal dieser Summen- bzw. Differenzschaltung (14) mit einem dem vorgewählten Schwellwert entsprechenden Signal in einer Vergleichsschaltung (15) verglichen wird.

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ό. Ultraschall-Zahnbehandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Signal entsprechend dem Leerlaufstrom des Wandlers (4, 5) abgeleitet wird, daß dieses erste Signal mit einem zweiten Signal entsprechend dem Strom des Wandlers bei Belastung in einer Summen- bzw. Üifferenzschaltung (14) verglichen wird, und daß das das Steuersignal bildende Ausgangssignal dieser Summen- bzw. üifferenzschaltung (14) mit einem dem vorgewählten Schwellwert entsprechenden Signal in einer Vergleichsschaltung (15) verglichen wild.

7. Ultraschall-Zahnbehandlungsgerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltkreis mit einem Eingang vorgesehen ist, j welcher Über elektronische Schaltmittel (lO, 11) wahlweise mit einem ersten Kanal mit einem ersten Speicher (12) sowie mit einem zweiten j Kanal (13) verbunden werden kann, und daß die Schaltmittel (10, 11) : so gesteuert werden, daß dem eisten Kanal, vorzugsweise bei Inbetriebt

iiahme des Ultraschall-Zahnbehandlungsgatites das erste Signal und dem ! zweiten Kanal das zweite Signal zugeführt werden, wobei die Ausgänge j des ersten Kanales sowie des zweiten Kanales mit der Summen- bzw. Differenzschaltung (14) verbunden sind.

8. Ultraschall-Zahnbehandlungsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Kanal ein zweiter Speicher (13) vorgesehen ist.

j 9. Ultraschall-Zahnbehandlungsgerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch j j gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (10, 11) durch ein Schaltsignal umgeschaltet werden.

10. Ultraschall-Zahnbehandlungsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltsignal von einer Änderung des Stromes durch

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den Wandler (4, 5) bei dessen Belastung abgeleitet wird.

11. Ultraschall-Zahnbehandlungsgerät nach Anspruch 10, dadurch gekenn- j

zeichnet, daß im Stromkreis des Wandlers (4, 5), vorzugsweise im : Emitterstromkreis eines den Wandler ansteuernden Steuertransistors

:

(3) ein Widerstand (19) vorgesehen ist, und daß das Schaltsignal durch eine Differenziereinrichtung (21, 22) von der Spannungsänderung am ' Widerstand (19) abgeleitet wi d.

:12. Ultraschall-Zahnbehandlungsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennj zeichnet, daß das Schaltsignal von einem Zeitschalte; (27) abgegeben wird, der nach dem Einschalten des Ultraschall-Zahnbehandlungsgerätes in Betrieb gesetzt wird.

13. Ultraschall-Zahnbehandlungsgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Schaltmittel von zwei

ι UND-Gattern (10, 11) gebildet sind, von denen jeweils ein Gatter (1O) im ersten Kanal und das andere Gatter (11) in dem zweiten Kanal vor-

' gesehen sind, wobei ein Eingang (8, 9) jedes Gatters mit dem Eingang des Schaltkreises verbunden ist, während die zweiten Eingänge (δ¹, der Gatter (10, 11) entsprechend dem Schaltsignal im Gegentakt angesteuert werden.

14. Ultraschall-Zahnbehandlungsgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zwiten Eingänge (8¹, 9¹) der UiO-Gatter (10, 11) jeweils mit einem von zwei komplementären Ausgängen(/., K) eines Flip-Flops (24) verbunden sind, welchem das Schaltsignal zugeführt wird.

15. Ultraschall-Zahnbehandlungsgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 14,

: dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis des Wandlers (4, 5), vor-

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zugsweise in Eaitterkreis eines den Wandler (4, 5) ansteuernden Steuertransistors (3) ein Widerstand (19) vorgesehen ist, dessen Spannung den Eingang eines Analog-Digital-Wandler* (26) zugeführt wird, der an seine« ausgang das erste sewie zweite Signal liefert·

16. Ultraschall-Zahnbehandlungsgerät nach eine· der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (29) zur Anzeige des Steuersignals und/oder des vorgewühlten Schwellwertes vorgesehen sind·

17. Ultraschall-Zahnbehandlungsgerüt nach eine« der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (30) zur Anzeige bzw. zum Aufzeichnen des Ausgangssignals des ersten sowie des zweiten Kanals vorgesehen sind.

118. Ultraschall-Zahnbehandlungsgerüt nach eine« der Ansprüche 1 bis 17, : dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (30) zur Anzeige bzw· zu« Aufzeichnen des den Generator abschaltenden bzw· in seiner Leistung vor-ι ringernden Signals vorgesehen sind·

19· Ultraschall-Zahnbehandlungsgerüt nach eine« der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (29, 30) zur Anzeige und zum Aufzeichnen fUr wenigstens zwei Geräte (35) gemeinschaftlich vorgesehen sind, und daß durch einen Auswahlschalter (36) die Mittel (29, 30) wahlweise an ein Gerät anschaltbar sind·

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