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Dokumentenidentifikation DE202004002409U1 17.06.2004
Titel Stelleinrichtung mit berührungslosem Wegsensor
Anmelder steute Schaltgeräte GmbH & Co. KG, 32584 Löhne, DE
Vertreter Habbel & Habbel, 48151 Münster
DE-Aktenzeichen 202004002409
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 17.06.2004
Registration date 13.05.2004
Application date from patent application 17.02.2004
IPC-Hauptklasse G01B 7/02
IPC-Nebenklasse A61C 1/04   

Beschreibung[de]

Die Neuerung betrifft eine Stelleinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. einen Zahnarzt-Arbeitsplatz nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4.

Aus der Praxis sind derartige fußbetätigte medizinische Stelleinrichtungen bekannt. Sie weisen erstens Schalter mit lediglich zwei Positionen zum Ein- und Ausschalten bestimmter Funktionen auf. Die Schalter können über entsprechend flüssigkeitsdichte Abdeckkappen abgedichtet sein, so dass die fußbetätigte Stelleinrichtung mit einer hohen Schutzart ausgestaltet werden kann und ein entsprechend hohes Maß an Schutz vor eindringenden Flüssigkeiten gewährt. Diese Schutzarten sind einerseits aus hygienischen Gründen vorgesehen, andererseits auch um die Funktionssicherheit der Stelleinrichtung zu gewährleisten.

Im Rahmen des vorliegenden Vorschlags werden vereinfachend sämtliche Betätigungselemente als „Schalter" bezeichnet, unabhängig davon, ob es sich dabei im technischen Sinne um Schalter oder um Taster handelt.

Zweitens sind jedoch besonders feinfühlige Einstellungen erforderlich, beispielsweise im Bereich von Zahnärzten die Drehzahlregelung des als „Zahnarztbohrer" bezeichneten Werkzeugs. Aufgrund des für diese Feinfühligkeit wünschenswerten, großen Verstellwegs des zugehörigen Pedals kann die erforderliche bzw. gewünschte Abdichtung zur Erzielung einer entsprechend hohen Schutzart der gesamten Stelleinrichtung nur mit einem erheblichen Aufwand verwirklicht werden.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Stelleinrichtung dahingehend zu verbessern, dass diese mit besonders geringem Aufwand einen besonders hohen Schutz gegen eindringende Feuchtigkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird durch eine Stelleinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Gemäß Anspruch 4 kann ein Zahnarzt-Arbeitsplatz besonders vorteilhaft mit einer derartigen Stelleinrichtung ausgestattet sein.

Die Neuerung schlägt mit anderen Worten vor, eine berührungslose Wegaufnahme des Pedals vorzusehen, welches die besonders feinfühlige gewünschte Regelung bzw. Steuerung ermöglicht, beispielsweise die Drehzahlregelung des Zahnarztbohrers. Aufgrund dieser berührungslosen Ausgestaltung des Wegaufnehmers kann das Gehäuse der Stelleinrichtung im Bewegungsbereich dieses Pedals gegen das Eindringen von Flüssigkeiten abgedichtet sein. Da die Bewegungsaufnahme des Pedals berührungslos erfolgt, ist lediglich eine mechanische Lagerung des Pedals erforderlich, die den gewünschten Bewegungsbereich des Pedals ermöglicht. Ein Gehäusedurchbruch ins Gehäuseinnere der Stelleinrichtung ist jedoch nicht erforderlich, so dass ein zuverlässiger und vollständiger Schutz gegen eindringende Feuchtigkeiten verwirklicht werden kann. Beispielsweise kann das Pedal in einem Bereich des Gehäuses vorgesehen sein, wo das Gehäuse keine Trennfuge aufweist, die ggf. zwischen einer Oberschale und einer Unterschale des Gehäuses vorgesehen ist.

Vorschlagsgemäß besteht der vorgeschlagene berührungslose Wegaufnehmer aus einem permanentmagnetischen Linearsensor, der durch einen relativ zu diesem Linearsensor beweglichen Dauermagneten bedämpft wird, so dass, vergleichbar in etwa mit einem Potentiometer, an den beiden Enden des Linearsensors durch entsprechende Auswertespulen die Länge zweier Teilbereiche des Linearsensors in Abhängigkeit von der Position des Magneten ermittelt werden kann. Durch eine an sich bekannte und handelsübliche elektronische Schaltung kann ein von der Stellung des Magneten abhängiges Signal generiert werden, zum Beispiel ein Strom von 4 bis 20 mA, oder eine Spannung von 0 bis 5 V oder von 0 bis 10 V. Dieses jeweilige Ausgangssignal kann zur Drehzahlregelung, zur Helligkeitssteuerung, oder zu einer ähnlichen Beeinflussung des nachgeschalteten Verbrauchers in an sich bekannter Weise genutzt werden, wobei insbesondere im ärztlichen Bereich beispielsweise auch die Intensität eines Lasers oder eines HF-Chirurgiegerätes hierdurch gesteuert werden kann.

Vorteilhaft ist der Linearsensor im Gehäuse der Stelleinrichtung angeordnet, während der Dauermagnet gemeinsam mit dem Pedal beweglich ist. Aufgrund des größeren erforderlichen Bauraums für den Linearsensor kann dieser problemlos im Gehäuse angeordnet sein, während für den Konstrukteur eine erheblich größere Gestaltungsfreiheit bei der Ausgestaltung des Pedals ermöglicht wird, wenn am oder im Pedal lediglich der vergleichsweise kleine Dauermagnet angeordnet werden soll. Auch die Verbindung mit der zugehörigen, vorerwähnten elektronischen Schaltung ist innerhalb des Gehäuses problemlos. Grundsätzlich jedoch ist auch eine umgekehrte Anordnung denkbar, mit am oder im Pedal befindlichem Linearsensor und im Gehäuse befindlichem Dauermagneten.

Vorzugsweise kann das Pedal im Wesentlichen horizontal beweglich sein. Dies ist beispielsweise im Bereich der Drehzahlregelungen für Zahnarztbohrer aus der Praxis bekannt, so dass für den Anwender ein bekannter Bewegungsablauf auch bei Verwendung der vorschlagsgemäßen Stelleinrichtung beibehalten werden kann. Zudem ergibt sich durch die horizontale Beweglichkeit des Pedals die Möglichkeit eines besonders großen Verstellweges, der ergonomisch problemlos nutzbar ist. Mit „im Wesentlichen" ist dabei bezeichnet, dass die Bewegungsrichtung des Pedals auch leicht schräg stehend ausgestaltet sein kann. Weiterhin ist mit „im Wesentlichen" bezeichnet, dass zusätzlich zu dem vergleichsweise großen horizontalen Verschiebeweg des Pedals auch ein demgegenüber kleinerer vertikaler Bewegungsbereich des Pedals vorgesehen sein kann. So kann beispielsweise das Ein- und Ausschalten des Zahnarztbohrers durch vertikale Betätigungen des Pedals erfolgen, während die Drehzahlregelung durch die horizontale Pedalbewegung geregelt wird.

Es ist möglich, die Linearsensoren gerade oder gebogen auszugestalten, oder – je nach Bauweise – denselben Sensor wahlweise gerade oder gekrümmt einzubauen. Auf diese Weise ergibt sich die Möglichkeit, eine besonders gute Anpassung der Stellvorrichtung an die Ergonomie zu ermöglichen, indem beispielsweise der Linearsensor gekrümmt eingebaut wird und das Pedal in einem entsprechenden Bogen beweglich ist, so dass beispielsweise die Ferse des Benutzers auf einem Untergrund aufstehen kann, während der Benutzer das Pedal betätigt. Dabei beschreibt die Fußspitze des Benutzers einen Kreisbogen und entsprechend diesem Bogenverlauf kann das Pedal beweglich sein. Bei entsprechend hoher Sensibilität des Sensors kann vorgesehen sein, diesen Sensor geradlinig einzubauen, während dennoch das Pedal entlang einer Kurvenbahn beweglich ist, so dass sich der Abstand zwischen Pedal und Linearsensor während der Bewegung des Pedals verändert. Eine besonders zuverlässige Signalaufnahme und ein entsprechend preisgünstiger, weil mit weniger Anforderungen an die Sensitivität herzustellender Linearsensor wird ermöglicht, wenn der Verlauf des Sensors und der Bogenverlauf, in dem das Pedal beweglich ist, etwa gleich sind.

Die Auswertung der vom Sensor abgegebenen Signale kann in der Stelleinrichtung mittels einer Auswertungsschaltung vorgenommen werden, die zwischen den beiden Endpositionen des Pedals einen kontinuierlichen Anstieg des Ausgangssignals von einem Minimalwert zu einem Maximalwert bewirkt. Auf diese Weise ist eine besonders feinfühlige Steuerung möglich, weil der gesamte Verstellweg für die Einstellung einer bestimmten Stellgröße genutzt werden kann. Alternativ kann jedoch vorgesehen sein, von einer Zwischen- oder Mittelstellung ausgehend, die einen Minimalwert darstellt, nach rechts und nach links zu den beiden Endpositionen des Pedals Ausgangswerte mit unterschiedlichen Vorzeichen zu erzeugen. Diese beiden unterschiedlich ausgerichteten Stellgrößen können beispielsweise genutzt werden, um einen Zahnarztbohrer von Rechtslauf auf Linkslauf umzuschalten, so dass bei bestimmten Anwendungsfällen, wie beispielsweise der Kieferchirurgie, ein festgegangener Bohrer durch Drehzahlumkehr möglichst schnell und für den Patienten schonend wieder freigängig werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird nachfolgend anhand der rein schematischen Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt

1 eine perspektivische Ansicht auf eine Stelleinrichtung, und

2 eine ausschnittsweise und im Vergleich zu 1 in größerem Maßstab dargestellte Ansicht in das Gehäuse der Stelleinrichtung hinein, im Bereich des beweglichen Pedals.

In 1 ist mit 1 insgesamt eine medizinische fußbetätigte Stelleinrichtung bezeichnet, die für einen Zahnarzt-Arbeitsplatz vorgesehen ist. Die Stelleinrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 auf und einen Tragbügel 3.

Mittig auf der Oberseite der Stelleinrichtung 1 ist ein Vier-Wege-Schalter 4 angeordnet, beispielsweise zum Anheben und zur Neigungsverstellung eines Behandlungsstuhls. An zwei sich gegenüberliegenden Seiten am Rand des Gehäuses sind zwei weitere Schalter 5 vorgesehen, beispielsweise zum Ein- und Ausschalten einer Beleuchtung und zum An- und Abschalten des Wasserzuflusses einer Mundspülung.

Im vorderen, dem Benutzer zugewendeten Bereich der Stelleinrichtung 1 ist ein Pedal 6 vorgesehen, welches horizontal beweglich ist und einen geringen vertikalen Hub aufweist. Über den vertikalen Hub kann ein Schalter betätigt und ein angeschlossener Zahnarztbohrer ein- und ausgeschaltet werden, während über die horizontale Verstellbarkeit des Pedals 6 die Drehzahlregelung dieses Bohrers erfolgt.

2 zeigt, dass innerhalb des Gehäuses 2 ein permanentmagnetischer Linearsensor 7 angeordnet ist, und dass im Pedal 6 ein Dauermagnet 8 vorgesehen ist. Das Gehäuse 2 weist im Bewegungsbereich des Pedals 6 keine Durchbrüche auf, sondern ist geschlossen ausgestaltet. Zur mechanischen Führung des Pedals 6 können Rippen vorgesehen sein, entlang derer das Pedal verschiebbar ist, oder es können Nuten vorgesehen sein, beispielsweise zur Aufnahme von Gleitlagern, Linearkugellagern oder dergleichen, wobei eine derartige Nut lediglich eine Vertiefung im Gehäusse, jedoch keinen flüssigkeitsdurchlässigen Gehäusedurchbruch darstellt.


Anspruch[de]
  1. Fußbetätigte medizinische Stelleinrichtung, mit einem über eine bestimmte Wegstrecke beweglichen Pedal, gekennzeichnet durch einen berührungslosen Wegaufnehmer, der einen permanent magnetischen Linearsensor (7) und einen relativ zu diesem beweglichen Dauermagneten (8) aufweist, wobei die Stelleinrichtung (1) ein Gehäuse (2) aufweist, welches im Bewegungsbereich des Pedals (6) gegen eindringende Flüssigkeiten abgedichtet ist.
  2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearsensor (7) im Gehäuse (2) angeordnet ist und der Dauermagnet (8) gemeinsam mit dem Pedal (6) beweglich ist.
  3. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Pedal (6) im Wesentlichen horizontal beweglich ist.
  4. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearsensor (7) gebogen verläuft und das Pedal (6) entlang einer dementsprechend gebogen verlaufenden Bahnkurve beweglich ist.
  5. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Auswertungsschaltung, welche über den Verstellbereich des Pedals (6) den Signalen des Linearsensors (7) ein Ausgangssignal zuordnet, welches von einem Minimal- zu einem Maximalwert ansteigt.
  6. Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Auswertungsschaltung, welche entlang dem Verstellbereich des Pedals (6) den Signalen des Linearsensors (7) ein Ausgangssignal zuordnet, welches von einem positiven Maximalwert zu einem Minimalwert sinkt und anschließend zu einem negativen Maximalwert ansteigt.
  7. Stelleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Minimalwert der Mittelstellung des Pedals (6) zugeordnet ist.
  8. Stelleinrichtung (1) für einen Zahnarzt-Arbeitsplatz, kennzeichnet durch eine Stelleinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Drehzahlregelung des Zahnarztbohrers.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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