DE3246111C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine berührungsfreie Drehzahlmeßvorrichtung für zahn­ ärztliche Handstücke mit aus ferromagnetischem Werkstoff gefertigtem Rotor; sie befaßt sich ferner mit Anwendungen einer solchen Vorrichtung bei einer Drehzahlanzeige- oder Drehzahlregelvorrichtung für zahnärztliche Handstücke.

Bei einer bekannten, insbesondere für Kraftfahrzeugräder bestimmten, berüh­ rungsfreien Drehzahlmeßvorrichtung (US-PS 42 88 746) ist mit einem Rotor, insbesondere einer Radnabe, ein Magnetring fest verbunden, der eine Mehrzahl von magnetisierbaren Sektoren in Form von über seine Umfangsfläche äquidistant verteilten zylindrischen Erhebungen oder kreisförmigen Vorsprüngen aufweist. Der drehbare Magnetring wirkt über einen Luftspalt mit einem Statorpolschuh derart zusammen, daß die magnetisierbaren Sektoren des Magnetrings beim Vor­ beilauf an dem Statorpolschuh das Magnetfeld ändern.

Beim Arbeiten mit zahnärztlichen Handstücken wird ein mit dem Handstückkopf verbundenes Werkzeug mit hoher Drehzahl gedreht. Bei steigender Belastung des Werkzeugs sinkt in der Regel die Drehzahl beträchtlich ab. Die Kenntnis der unter Last vorliegenden Drehzahl ist für die Behandlung erwünscht, für eine Datenanalyse bei klinischen Experimenten zweckmäßig und zur Regelung der Handstückdrehzahl auf einen konstanten Wert notwendig. Es wurde ver­ sucht, bei einem mittels eines Mikromotors angetriebenen zahnärztlichen Hand­ stücks die Motordrehzahl anhand der Motorantriebsspannung oder des Motor­ stroms zu ermitteln. Dies ist jedoch wenig befriedigend, weil die Drehzahl nur mittelbar über die Spannung oder den Strom erfaßt wird und infolgedessen be­ trächtliche Fehler vorliegen können. Es wurde ferner für pneumatisch ange­ triebene zahnärztliche Handstücke eine magnetische Drehzahlmeßvorrichtung entwickelt, bei der als Drehzahldetektor ein magnetisches Widerstandselement oder ein Hallelement vorgesehen ist und eine Impulsspannung unter Ausnutzung der beim Drehen des Handstückrotors verursachten Änderungen des magneti­ schen Widerstandes erzeugt wird. Dabei ist ein Teil des Handstückrotors ma­ gnetisiert, oder in den Rotor ist ein kleiner Dauermagnet eingebettet. Bei zahn­ ärztlichen Handstücken ist der Rotor sehr klein, und er enthält einen Spann­ mechanismus zum Halten des Werkzeugs. Infolgedessen ist es schwierig, in den Handstückrotor einen Magneten einzubetten. Wird der Rotor selbst aus dauer­ magnetischem Werkstoff gefertigt und magnetisiert, müssen für den Rotor Spe­ zialwerkstoffe eingesetzt werden. Außerdem müssen Lager aus nichtmagnetischem Werkstoff vorgesehen werden, um Änderungen des magnetischen Flusses erfas­ sen zu können. Das heißt, Lager aus gewöhnlichem ferromagnetischem Metall können nicht benutzt werden. Dies stellt einen wesentlichen Nachteil einer sol­ chen magnetischen Drehzahlmeßvorrichtung dar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine berührungsfreie Drehzahlmeß­ vorrichtung für zahnärztliche Handstücke zu schaffen, die ein einfaches und genaues Erfassen der Handstückdrehzahl gestattet und gleichzeitig die Ver­ wendung der für solche Handstücke üblichen Werkstoffe zuläßt.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Drehzahlmeßvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gelöst durch einen elektromagnetischen Induk­ tionsimpulsgenerator mit einer in der Nähe des Rotors im Kopf des Handstücks vorgesehenen Dauermagnetanordnung und einer um die Dauermagnetanordnung gewickelten Spule, wobei der Rotor um seinen Umfang herum mit Ausnehmun­ gen und/oder Vorsprüngen versehen ist.

Wenn sich der Rotor des Handstücks dreht, ändert sich periodisch der die Spule durchsetzende magnetische Fluß entsprechend Änderungen des magneti­ schen Widerstandes des aus dem Induktionsimpulsgenerator und dem Handstück­ rotor bestehenden magnetischen Kreises. Der elektromagnetische Induktionsim­ pulsgenerator erzeugt auf diese Weise eine Induktionsspannung mit einer Im­ pulsanzahl pro Zeiteinheit, die proportional dem Produkt der Vorsprünge oder Ausnehmungen und der Drehzahl ist. Bei der erfindungsgemäßen Drehzahlmeß­ vorrichtung ist der Rotor nicht magnetisiert oder mit Magneten versehen. Für die Lagerung des Rotors bedarf es keiner magnetisch nichtleitender Lager.

Eine besonders einfache Anordnung wird erhalten, wenn in weiterer Ausge­ staltung der Erfindung als Ausnehmungen zwei bezüglich der Drehachse am unteren Endabschnitt des zylindrischen Rotors symmetrisch ausgebildete ver­ jüngte oder abgeflachte Abschnitte vorgesehen sind, die Vorsprünge von dem Umfangsteil des unteren Endabschnitts gebildet sind, sowie die Dauermagnet­ anordnung halbkreisförmige Gestalt hat, nahe dem Umfang des unteren Endab­ schnitts angeordnet ist und symmetrisch mit Bezug auf die Rotorachse liegende N- und S-Pole bildet, wobei die Spule um den Mittelabschnitt der Dauermagnet­ anordnung herumgewickelt ist. Die Dauermagnetanordnung kann dabei zweck­ mäßig in dem Kopf des Handstücks mittels eines Klebers oder einer konischen Tellerfeder festgelegt sein.

Das von der erfindungsgemäßen Drehzahlmeßvorrichtung erzeugte Signal läßt sich durch entsprechende elektrische Verarbeitung für eine Drehzahlanzeige, beispielsweise eine analoge oder digitale Drehzahlanzeige oder eine Drehzahlan­ zeige anhand von Schallsignalen, oder für eine Drehzahlregelung, beispielswei­ se durch Regeln der Antriebsspannung eines elektromotorisch angetriebenen zahnärztlichen Handstücks oder durch Regeln des Drucks der Antriebsluft ei­ nes pneumatisch angetriebenen zahnärztlichen Handstücks, nutzen.

Bevorzugte Anwendungen der Drehzahlmeßvorrichtung nach der Erfindung er­ geben sich aus den Ansprüchen 5 bis 9.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1(a) einen Schnitt durch den vorderen Teil eines mit pneumatischen Lagern ausge­ rüsteten Handstücks nach der Erfin­ dung,

Fig. 1(b) eine Ansicht der Anordnung gemäß Fig. 1(a), von unten gesehen,

Fig. 2(a) einen Schnitt durch den vorderen Teil eines erfindungsgemäßen Handstücks mit Kugellagern,

Fig. 2(b) eine Ansicht der Anordnung nach Fig. 2(a), von unten gesehen,

Fig. 3 eine Ansicht von unten für eine abge­ wandelte Ausführungsform mit einer Dauermagnetanordnung, die an beiden Enden eines halbkreisförmigen Fluß­ führungsteils sitzende Dauermagnet­ stücke aufweist,

Fig. 4 eine Ansicht von unten für eine wei­ ter abgewandelte Ausführungsform mit einer Dauermagnetanordnung, bei der ein Dauermagnetstück im Bereich des mittleren Teils eines halbkreisför­ migen Flußführungsteils angeordnet ist,

Fig. 5 ein Blockschaltbild der Drehzahlanzeigevor­ richtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 ein Zeitdiagramm für verschiedene bei der Anordnung nach Fig. 5 auftretende Signale,

Fig. 7 ein Blockschaltbild der Drehzahlregelvor­ richtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 8 ein Zeitdiagramm von verschiedenen bei der Anordnung nach Fig. 7 auftretenden Signalen,

Fig. 9 eine teilweise aufgeschnittene Seitenan­ sicht eines bei der Regelvorrichtung vor­ gesehenen Druckregelventils und

Fig. 10 ein Luftfließdiagramm für eine mit dem Regelventil gemäß Fig. 9 ausgestattete Anordnung.

Das in den Fig. 1(a) und 1(b) veranschaulichte Hand­ stück 1 weist einen Kopf 2 auf, in dem ein Rotor 7 über pneumatische Lager drehbar gelagert ist. Zu dem Rotor 7 gehört ein Turbinenrad 4. In dem einen Ende 7 a des Ro­ tors sitzt mit Preßpassung eine vordere Führung 3 für ein zahnärztliches Werkzeug. Über eine Düse 5 werden das Turbinenrad 4 und die pneumatischen Lager mit Druck­ luft beaufschlagt. Bei 6 ist eine Wasserdüse angedeutet. Der Rotor 7 ist aus einem ferromagnetischem Werkstoff, beispielsweise Kohlenstoffstahl, gefertigt. Am Ende 7 a des Rotors sind auf beiden Seiten Abflachungen 71 ausge­ bildet. Diese Abflachungen stellen Ausnehmungen dar, und mit den Abflachungen kann ein Schraubenschlüssel in Ein­ griff gebracht werden, wenn ein Werkzeug festgespannt oder freigegeben werden soll. Weil die Umfangsfläche am Ende 7 a des Rotors durch die Abflachungen 71 diskonti­ nuierlich gemacht wird, werden im Bereich der Abflachun­ gen Luftspalte gebildet, die größer sind als im Bereich der zylindrischen Umfangsteile 72. Der Kopf 2 ist aus einem magnetisch nicht- oder schlechtleitenden Werk­ stoff, beispielsweise Messing, gefertigt. In dem Kopf ist eine halbkreisförmige Dauermagnetanordnung 11, um deren mittleren Abschnitt eine Spule 12 herumgewickelt ist, mittels eines Klebers derart festgelegt, daß die N- und S-Pole der Dauermagnetanordnung symmetrisch mit Bezug auf die Drehachse des Rotors einander gegenüber zu liegen kommen und dicht an das Ende 7 a des Rotors heranreichen.

Es wird auf diese Weise eine berührungsfreie Drehzahl­ meßvorrichtung 17 mit einem elektromagnetischen Induk­ tionsimpulsgenerator 10 erhalten. Letzterer besteht aus der Dauermagnetanordnung 11, um deren mittleren Ab­ schnitt die Spule 12 gewickelt ist, und aus dem Rotor 7, der aus ferromagnetischem Werkstoff gefertigt und an seiner Umfangsfläche mit den Ausnehmungen 71 und den Vorsprüngen 72 versehen ist. Der Impulsgenerator 10 und der Rotor 7 bilden einen magnetischen Kreis. Wenn der Rotor 7 angetrieben wird, wird der magnetische Wider­ stand des magnetischen Kreises auf Grund der die Ausneh­ mungen bildenden Abflachungen 71 zweimal je Umdrehung geändert, was eine zweimalige Änderung des magnetischen Flusses bedingt, der die Dauermagnetanordnung 11 durch­ setzt. Auf diese Weise wird in der Spule 12 eine im­ pulsförmige Spannung induziert, deren Frequenz propor­ tional der Anzahl der Abflachungen 71 und der Drehzahl ist. An Hand dieses elektrischen Impulssignals läßt sich die Drehzahl des Rotors 7 genau erfassen. Das elektri­ sche Signal läuft über Leitungen, die durch ein in den Kopf 2 eingebettetes Rohr 13 aus rostfreiem Stahl hin­ durchführen, und das Signal wird elektrisch verarbeitet, um die Drehzahl anzuzeigen, aufzuzeichnen und/oder zu regeln.

Die Ausführungsform gemäß den Fig. 2(a) und 2(b) unter­ scheidet sich von der zuvor erläuterten Ausführungsform dadurch, daß zur Lagerung des Rotors 7 anstelle von pneumatischen Lagern in diesem Fall Kugellager vorgese­ hen sind. Außerdem wird bei dieser Ausführungsform die Dauermagnetanordnung 11 mittels einer konischen Teller­ feder 8, die dem Festlegen des äußeren Laufrings des einen Lagers dient, in einer Nut 2 a gehalten.

Es versteht sich, daß bei dieser Ausführungsform die Dauermagnetanordnung 11 auch mittels eines Klebers fi­ xiert werden kann, und daß es umgekehrt möglich ist, bei der Ausführungsform nach den Fig. 1(a) und 1(b) eine konische Tellerfeder 8 der in Fig. 2(a) gezeigten Art heranzuziehen.

Bei der abgewandelten Ausführungsform nach Fig. 3 weist die Dauermagnetanordnung 11 flache Dauermagnetstücke 111 auf, die an den beiden Enden eines halbkreisförmi­ gen Flußführungsteils 112 derart angebracht sind, daß sie einander mit Bezug auf die Drehachse des Rotors 7 symmetrisch gegenüberstehen. Die Spule 12 ist auf den mittleren Abschnitt des Flußführungsteils 112 gewickelt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 weist die Dauerma­ gnetanordnung 11 einen stabförmigen Dauermagneten 113 auf, der in den mittleren Abschnitt eines halbkreisför­ migen Flußführungsteils 114 eingesetzt ist. Die Enden des Flußführungsteils 114 stehen einander mit Bezug auf die Rotordrehachse symmetrisch gegenüber. Die Spule 12 ist auf den Dauermagneten 113 gewickelt.

Durch Verwendung der Dauermagnete 111 bzw. 113 in Ver­ bindung mit den Flußführungsteilen 112 bzw. 114 lassen sich die Kosten der Dauermagnetanordnung weiter vermin­ dern.

Die erläuterte Drehzahlmeßvorrichtung kann in Verbindung mit unterschiedlichen Handstücken vorgesehen werden, bei­ spielsweise auch bei geraden Handstücken, deren Abtriebs­ welle in Längsrichtung des Handstücks verläuft. Es kommt auch nicht auf den im Einzelfall verwendeten Antrieb an, der beispielsweise elektrisch oder pneumatisch ausgebil­ det sein kann. Im Falle der vorliegenden Drehzahlmeßvor­ richtung braucht der Rotor 7 nicht magnetisiert oder mit Magneten ausgestattet zu sein. Es sind auch keine ma­ gnetisch nichtleitenden Lager erforderlich. Infolgedes­ sen ist die Anordnung einfach, kostensparend und dauer­ haft. Die Anordnung gestattet es, die unter Last auf­ tretende Drehzahl exakt zu bestimmen; sie eignet sich damit unter anderem für die zahnärztliche Ausbildung, für klinische Experimente und Behandlungen sowie für verschiedenartige Steuer- und Regelaufgaben.

Fig. 5 zeigt die Anwendung der zuvor erläuterten Dreh­ zahlmeßvorrichtung bei einer digitalen Drehzahlanzeigevorrichtung. Die Drehzahlanzeigevorrichtung weist einen der Dreh­ zahlmeßvorrichtung 17 bzw. dem Impulsgenerator 10 ent­ sprechenden Impulsgenerator 32 auf, der der Drehzahl entsprechende Impulse erzeugt und dem ein Wechselspan­ nungsverstärker 33 zum Verstärken der vom Impulsgene­ rator 32 abgegebenen Impulsspannung nachgeschaltet ist.

Auf den Verstärker 33 folgt eine Formerschaltung 34, die das Ausgangssignal des Verstärkers 33 in ein Rechteck­ signal umwandelt. Das Rechtecksignal wird einer Zähl/ Latch-Schaltung 35 zugeführt, die die Anzahl der Aus­ gangsimpulse der Formerschaltung 34 zählt und den Zähl­ wert festhält. Mittels einer Drehzahlwiedergabeeinheit 36 wird das Ausgangssignal der Zähl/Latch-Schaltung 35 digital wiedergegeben. Ein Zeitsignalgenerator 37 steu­ ert die Funktionen der zuvor genannten Vorrichtungstei­ le.

Die Funktionsweise der Anordnung nach Fig. 5 sei unter Bezugnahme auf die Fig. 6 erläutert. Das Ausgangssignal (in Form einer Impulsspannung) a des Impulsgenerators 32 wird mittels des Wechselspannungsverstärkers 33 zu dem Signal b der Fig. 6 verstärkt, das der Formerschal­ tung 34 zugeht und in das Rechtecksignal c umgeformt wird. Dieses Rechtecksignal c gelangt an die Zähl/Latch- Schaltung 35 und wird durch Austasten mittels des in Fig. 6 dargestellten Austast- oder Torsignals d in das Signal c′ umgesetzt, das heißt in ein Signal, das inner­ halb eines bestimmt vorgegebenen Intervalls erzeugt wird. Die Anzahl der Impulse des Signals c′ innerhalb eines Austastintervalls entspricht der Drehzahl. Die Im­ pulszahl wird mittels der Zähl/Latch-Schaltung 35 ge­ zählt, mittels des Latch-Signals e der Fig. 6 festgehal­ ten und an die Drehzahlwiedergabeeinheit 36 ausgegeben. Die Wiedergabeeinheit 36 zeigt die Rotordrehzahl des Handstücks 1 entsprechend dem Signal c′ an. Die von der Drehzahlmeßvorrichtung 17 abgegebene Impulsspannung än­ dert sich mit der Drehzahl des Rotors 1 sowie mit der Anzahl der Abflachungen 71 entsprechend dem im Einzel­ fall gewählten Aufbau der Drehzahlmeßvorrichtung. Die­ ser Umstand ist bei der Schaltungsauslegung berücksich­ tigt, so daß die Anzahl der Impulse in zweckentsprechen­ der Weise gezählt und von der Drehzahlwiedergabeeinheit 36 angezeigt wird. Die Zähl/Latch-Schaltung 35 wird mit­ tels des Rückstellsignals f der Fig. 6 zurückgestellt, worauf auf Grund des Torsignals d die Anzahl der Impul­ se erneut gezählt und wiedergegeben wird.

Das oben erläuterte Arbeitsspiel wird in vorbestimmten Intervallen wiederholt. Das Zähl- und Wiedergabeinter­ vall wird dabei mittels eines Steuerimpulses g (Fig. 6) bestimmt; es läßt sich durch Ändern der Periode des Steuerimpulses g einstellen. Die Drehzahlwiedergabeein­ heit 36 kann in einen Steuerkasten eingebaut werden, der die verschiedenen Schaltungskomponenten aufnimmt. Die Drehzahlwiedergabeeinheit 36 kann aber auch unabhän­ gig davon nahe der Kopfstütze eines Behandlungsbettes angebracht werden, wo sie vom Zahnarzt leicht abgelesen werden kann. Des weiteren ist es möglich, die Drehzahl­ wiedergabeeinheit 36 so klein auszuführen, daß sie in das Handstück integriert werden kann. In jedem Fall wird eine genaue Drehzahlanzeige erhalten, was sowohl für die Durchführung der Dentalbehandlung als auch für Versuche nützlich ist.

Auch bei der in Fig. 7 veranschaulichten Anwendung der vorliegenden Drehzahlmeßvorrichtung bei einer Drehzahlregel­ vorrichtung wird das Ausgangssignal a (Fig. 8) des Im­ pulsgenerators 32 von dem Wechselspannungsverstärker 33 zu dem Signal b verstärkt und dann von der Formerschal­ tung 34 in das Rechtecksignal c umgewandelt. Ein Dreh­ zahlsollwertgeber 39 erzeugt eine der Sollgeschwindig­ keit entsprechende Impulsfolge d. Das Rechtecksignal c und die Impulsfolge d werden in die Signale c′ bzw. d′ mittels eines Torimpulses umgewandelt, der von dem Zeitsignalgenerator 37 erzeugt und der Zähl/Latch-Schal­ tung 35 bzw. einer Zähl/Latch-Schaltung 38 zugeführt wird. Infolgedessen geht der Zähl/Latch-Schaltung 35 ein der Ist-Drehzahl des Rotors entsprechendes Signal zu, während die Zähl/Latch-Schaltung 38 mit einem der Soll- Drehzahl entsprechenden Signal beaufschlagt wird. Die Zählwerte der Zähl/Latch-Schaltungen 35, 38 werden auf Grund des vom Zeitsignalgenerator 37 kommenden Latch­ impulses f (Fig. 8) an die Drehzahlwiedergabeeinheit 36 bzw. eine Solldrehzahl-Wiedergabeeinheit 40 ausgegeben. Die betreffenden Ausgangssignale werden digital ange­ zeigt. Gleichzeitig wird die Ist-Drehzahl mit der Soll- Drehzahl mittels einer Vergleicherschaltung 41 vergli­ chen. In Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis über­ mittelt eine Drucksteigerungs/Druckminderungs-Entschei­ dungsschaltung 42 einen Drucksteigerungsbefehl oder ei­ nen Druckminderungsbefehl an eine Antriebssteuerschal­ tung 43. Der Inhalt der Zähl/Latch-Schaltung 38 wird auf Grund des Latch-Impulses f in eine Rechenschaltung 44 eingegeben. Die Rechenschaltung 44 weist einen Vor­ wärts/Rückwärts-Zähler auf, der mittels des Latch-Impul­ ses f auf Rückwärtszählbetrieb gestellt wird. Auf Grund eines Rechenimpulses g (Fig. 8) wird ein der Ist-Dreh­ zahl entsprechendes Impulssignal c′′ dem Takteingang der Rechenschaltung 44 zugeführt, und der Inhalt des Zählers wird heruntergezählt. Wenn innerhalb der von dem Tor­ impuls e vorgegebenen Zeitspanne die Impulszahl d′ grö­ ßer als die Impulszahl c′′ ist, erreicht der Zähler den Zählwert d′-c′′. Ist die Impulszahl d′ kleiner als die Impulszahl c′′, durchläuft der Zähler den Zählwert 0, worauf der Ausgang eines Flipflops der Rechenschaltung 44 durch das Übertragsignal invertiert wird. Der Zähler wird dadurch auf Vorwärtszählbetrieb geschaltet, und der Zählerinhalt wird durch die verbleibenden Impulse hochgezählt. Entsprechend wird der Zählerstand des Zäh­ lers zu c″-d′. In beiden Fällen ermittelt also der Zäh­ ler den Wert |d′-c′′|. Der Inhalt der Rechenschaltung 44 geht über eine Latch-Schaltung 45 an einen D/A-Wandler 46, der beispielsweise aus Widerstandsketten aufgebaut ist und der das Ausgangssignal der Latch-Schaltung 45 in einen Analogwert umwandelt, mit dem ein Spannungs/ Frequenz-Wandler 47 beaufschlgt wird. Der Spannungs/ Frequenz-Wandler 47 gibt an die Entscheidungsschaltung 42 ein Signal ab, dessen Frequenz proportional der Ampli­ tude des Eingangssignals ist.

Die Antriebssteuerschaltung 43 besteht aus einer Schritt­ motor-Treiberschaltung 48, einem Schrittmotor 49 und ei­ nem Druckregelventil 50. Die Schrittmotor-Treiberschal­ tung 48 steuert den Schrittmotor 49 an Hand eines Druck­ steigerungs- oder Druckminderungsbefehls und einer dem Wert |d′-c′′| proportionalen Ausgangsspannung an. Der Schrittmotor 49 sorgt für eine entsprechende Verstellung des Druckregelventils 50. Wenn daher die Belastung des Handstückrotors ansteigt und die Ist-Drehzahl unter die Soll-Drehzahl absinkt, wird das Druckregelventil 50 so verstellt, daß der Treibluftdruck steigt. Wird umge­ kehrt die Ist-Drehzahl höher als die Soll-Drehzahl, er­ folgt mittels des Druckregelventils 50 eine Absenkung des Treibluftdruckes. Auf diese Weise wird die Drehzahl selbsttätig so beeinflußt, daß die Ist-Drehzahl mit der Soll-Drehzahl in Übereinstimmung gehalten wird. Wenn die Differenz zwischen Ist-Drehzahl und Soll-Drehzahl größer wird, rotiert der Schrittmotor 49 rascher. Da­ durch kann der Rotor rasch wieder auf die Solldrehzahl nachgeführt werden. Die Rotordrehzahl läßt sich also praktisch ständig konstant halten.

Die Zähl/Latch-Schaltungen 35 und 38 werden durch das Rückstellsignal i (Fig. 8) des Zeitsignalsgenerators 37 zurückgestellt, und die vorliegend erläuterte Arbeits­ weise wird auf Grund des nächsten Torimpulses e wieder­ holt. Auf diese Weise wird in vorbestimmten kurzen Zeitintervallen die Ist-Drehzahl mit der Soll-Drehzahl verglichen und bedarfsweise korrigiert. Die Vergleichs- und Korrekturperiode wird durch den gleichfalls vom Zeit­ signalgenerator 37 bereitgestellten Steuerimpuls j (Fig. 8) bestimmt; sie läßt sich durch Ändern der Periode des Steuerimpulses j einstellen.

Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform eines für das Druckre­ gelventil 50 vorgesehenen Druckminderungsventils. Dabei sind Anschlüsse 63 und 64 vorgesehen, die mittels eines in einem Ventilkörper sitzenden Ventils 62 geöffnet oder geschlossen werden. Zu beiden Seiten des Ventils 62 be­ finden sich Druckfedern 65, 66. Wenn der Druck der über den Anschluß 63 zugeführten Speiseluft hoch ist, werden der Luftdruck und die Kraft der Feder 65 größer als die Kraft der Feder 66. Infolgedessen wird das Ventil 62 nach oben geschoben; die Verbindung zwischen den Anschlüs­ sen 63 und 64 wird verschlossen. Wenn umgekehrt die Kraft kleiner wird, die auf einen in das Ventil 50 integrierten Kolben 67 einwirkt, wird das Ventil 62 abgesenkt; der Durchlaß zwischen den Anschlüssen 63 und 64 wird freige­ geben. Der vorstehend geschilderte Schließ/Öffnungsvor­ gang wird in kurzen Zeitintervallen wiederholt. Auf Grund dessen wird der am Anschluß 64 bereitgestellte Luftdruck weitgehend konstant gehalten. Ein Gewindeschaft 68, gegen den sich das obere Ende der Feder 66 abstützt, ist über ein Koppelglied 69 mit einer Transmissionswelle 70 ver­ bunden. In Abhängigkeit von dem Arbeiten des Schrittmo­ tors 49 wird die Transmissionswelle 70 gedreht; der Ge­ windeschaft 68 wird entsprechend auf- und abbewegt. Durch die Auf- und Abbewegung des Gewindeschafts 68 wird die von der Feder 66 ausgeübte Druckkraft geändert; es erfolgt eine Einstellung des am Anschluß 64 abgegebenen Luftdrucks. Auf diese Weise wird die vorstehend erläu­ terte Regelung durchgeführt.

Fig. 10 zeigt einen mit dem Druckregelventil 50 gemäß Fig. 9 ausgestatteten Pneumatikkreis. Dabei wird Druck­ luft von einer Luftquelle 81 aus über ein Absperrventil 82 und eine Filter- und Abscheideeinheit 83 zum Besei­ tigen der in der Luft enthaltenen Feuchtigkeit einem Druckminderungsventil 84 zugeführt, das den Druck der Luftquelle 1 auf einen konstanten Wert herabsetzt. Das Druckminderungsventil 84 gibt den dem Handstück 1 zuge­ henden Höchstdruck vor. Auf das Druckminderungsventil 84 folgt ein weiteres Filter, beispielsweise in Form eines Baumwolltuch- oder Wattefilters, zum Beseitigen von in der zugeführten Luft enthaltenem Staub. Das Druckregelventil 50 ist zwischen das Filter 85 und ein Drosselventil 87 geschaltet, das die dem Handstück 1 zugehende Luftdurchflußmenge bestimmt. Mittels eines Magnetventils 88 wird die Luftzufuhr ein- und ausge­ schaltet. Das Druckregelventil 50 stellt den Druck der dem Handstück 1 zugehenden Luft in der oben geschilder­ ten Weise ein und sorgt auf diese Weise für eine Rege­ lung der Rotordrehzahl.

Unter Nutzung des genauen Drehzahlmeßsignals der in dem Handstück untergebrachten Drehzahlmeßvorrichtung sorgt die erläuterte Regeleinrichtung für eine exakte Rege­ lung der Drehzahl. Das heißt, die Ist-Drehzahl wird auf dem durch die jeweilige Anwendung bestimmten, vor­ eingestellten Sollwert gehalten.

Claims (9)

1. Berührungsfreie Drehzahlmeßvorrichtung für zahnärztliche Hand­ stücke mit aus ferromagnetischem Werkstoff gefertigtem Rotor, gekennzeichnet durch einen elektromagnetischen Induktionsim­ pulsgenerator (10) mit einer in der Nähe des Rotors (7) im Kopf (2) des Handstücks (1) vorgesehenen Dauermagnetanordnung (11) und einer um die Dauermagnetanordnung (11) gewickelten Spule (12), wobei der Rotor (7) um seinen Umfang herum mit Ausnehmungen (71) und/oder Vorsprüngen (72) versehen ist.

2. Drehzahlmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Ausnehmungen (71) zwei bezüg­ lich der Drehachse am unteren Endabschnitt (7 a) des zylindrischen Rotors (7) symmetrisch ausgebildete verjüngte oder abgeflachte Abschnitte vorgesehen sind, daß die Vorsprünge (72) von dem Umfangsteil des unteren Endabschnitts (7 a) gebildet sind, sowie daß die Dauermagnetanordnung (11) halbkreisförmige Gestalt hat, nahe dem Umfang des unteren Endabschnitts (7 a) angeordnet ist und symmetrisch mit Bezug auf die Ro­ torachse liegende N- und S-Pole bildet, wobei die Spu­ le (12) um den Mittlabschnitt der Dauermagnetanord­ nung herumgewickelt ist.

3. Drehzahlmeßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dauermagnetanordnung (11) in dem Kopf (2) mittels eines Klebers festgelegt ist.

4. Drehzahlmeßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dauermagnetanordnung (11) in dem Kopf (2) mittels einer konischen Tellerfeder (8) festgelegt ist.

5. Anwendung der berührungsfreien Drehzahlmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 bei einer Drehzahlanzeigevorrich­ tung für zahnärztliche Handstücke mit einer Formerschaltung (34) zum Umwandeln des Signals der Drehzahlmeßvorrichtung in ein Rechtecksignal, dessen Impulsfolgefrequenz der Drehzahl entspricht, sowie einer Zähl/Latch-Schaltung (35) zum Zählen der Impulszahl des Rechtecksignals und zum Betätigen einer Drehzahlwiedergabeeinheit (36) entsprechend dem Zählergebnis zwecks digitaler Anzeige der Drehzahl.

6. Anwendung nach Anspruch 5 mit einem Verstärker (33) zum Ver­ stärken der Impulsspannung des Impulsgenerators (32) sowie einem Zeitsignalgenerator (37) zum Steuern der Formerschal­ tung (34) und der Zähl/Latch-Schaltung (35).

7. Anwendung der berührungsfreien Drehzahlmeßvorrichtung nach ei­ nem der Ansprüche 1 bis 4 bei einer Drehzahlregelvorrichtung für zahnärztliche Handstücke mit einer Formerschaltung (34) zum Umwandeln des Signals der Drehzahlmeßvorrichtung in ein Rechtecksignal, dessen Impulsfolgefrequenz der Drehzahl ent­ spricht, einer Zähl/Latch-Schaltung (35) zum Zählen der Impuls­ zahl des Rechtecksignals und zum Betätigen einer Drehzahlwieder­ gabeeinheit (36) entsprechend dem Zählergebnis zwecks digitaler Anzeige der Drehzahl, einer Vergleicherschaltung (41) zum Ver­ gleichen der von der Zähl/Latch-Schaltung (35) festgehaltenen Rotordrehzahl mit einer Solldrehzahl sowie einer Antriebssteuer­ schaltung (43) zur Treibluftregelung einer Handstückturbine ent­ sprechend dem von der Vergleicherschaltung (41) ausgegebenen Dif­ ferenzwert zwecks Aufrechterhaltung der Rotordrehzahl auf dem Sollwert.

8. Anwendung nach Anspruch 7 mit einem Verstärker (33) zum Verstär­ ken der Impulsspannung des Impulsgenerators (32), einem Zeitsi­ gnalgenerator (37) zum Steuern der Formerschaltung (34) und der Zähl/Latch-Schaltung (35) sowie einer Drucksteigerungs/Druckmin­ derungs-Entscheidungsschaltung (42), die in Abhängigkeit von dem Ausgang der Vergleicherschaltung (41) einen Drucksteigerungs- oder einen Druckminderungsbefehl an die Antriebssteuerschaltung (43) gibt.

9. Anwendung nach Anspruch 7 oder 8, bei welcher die Antriebs­ steuerschaltung (43) eine Schrittmotor-Treiberschaltung (48), einen Schrittmotor (49) und ein Drucksteuerventil (50) aufweist.