DE4216370C1

DE4216370C1 - Foot pedal for controlling dental machinery - contains switches to determine actuating angle of sprung loaded top plate

Info

Publication number: DE4216370C1
Application number: DE19924216370
Authority: DE
Inventors: Josef 6947 Laudenbach De Hain; Hans 6800 Mannheim De Helfrich; Hermann 6143 Lorsch De Landgraf
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Sirona Dental Systems GmbH
Priority date: 1992-05-18
Filing date: 1992-05-18
Publication date: 1993-05-06
Anticipated expiration: 2012-05-19

Abstract

The foot pedal has an activation plate which can be moved from a neutral position, against the returning force of a spring (22), into at least two switching (11 to 15) positions in opposite directions to release a control process. The activation plate is held in the neutral position with a defined force by means of a catch (41). After a pressure point defined by the retaining force has been overcome, the movement of the activating plate is limited by either of two stops (27, 28) when it has traversed a relatively short path. USE/ADVANTAGE - Simplified control.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fußsteuervorrichtung für zahnärztliche Zwecke, die ein Betätigungsorgan enthält, welches zum Auslösen eines Steuervorganges aus einer Neutral stellung entgegen der Kraft einer Rückstellfeder in min destens zwei einander gegenüberliegend angeordnete Schalt stellungen bringbar ist, wobei das Betätigungsorgan mit Hilfe eines Federgliedes in der Neutralstellung mit defi nierter Haltekraft gehalten wird.The invention relates to a foot control device for dental purposes, which contains an actuator, which to trigger a control process from a neutral position against the force of a return spring in min at least two switches arranged opposite each other positions can be brought, the actuator with With the help of a spring link in the neutral position with defi holding force is held.

Eine solche Fußsteuervorrichtung ist beispielsweise aus der EP 04 55 852 A1 bekannt. Das Betätigungsorgan ist dort als Trittplatte aus gebildet, die einerseits um eine Horizontalachse kippbar und andererseits über eine Zwischenplatte um eine etwa vertikal liegende Drehachse schwenkbar gelagert ist.Such a foot control device is for example from the EP 04 55 852 A1 known. The actuator is there as a step plate formed on the one hand tiltable and about a horizontal axis on the other hand via an intermediate plate by approximately vertical horizontal axis of rotation is pivotally mounted.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Fußsteuervorrichtung der eingangs ge nannten, im besonderen bei einer, bei der das Betätigungs organ als Trittplatte ausgebildet ist, die einerseits um eine Horizontalachse kippbar und andererseits um eine etwa vertikale Achslagerung schwenkbar ist, eine erleichterte Be dienung und eine verbesserte Bediensicherheit in bezug auf das Betätigen der Schalt- und/oder Steuerorgane zum Auslösen eines Steuervorganges zu erreichen. The invention specified in claim 1 is the object the basis for a foot control device at the beginning mentioned, especially in one where the operation organ is designed as a tread plate that on the one hand a horizontal axis tiltable and on the other hand about an vertical axle bearing is pivotable, a lightened loading service and improved operator safety in relation to the actuation of the switching and / or control elements to trigger to achieve a tax transaction.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß zur Überwindung der mit einer definierten Haltekraft (Druck punkt) belasteten Neutralstellung eine gewisse Muskel anspannung erforderlich ist. Diese Muskelanspannung führt nach Überwindung der Haltekraft zu einem Überhub der in Verbindung mit den den Schaltstellungen zugeordneten An schlägen aufgefangen wird, wodurch die Bedienperson eine deutlich spürbare Rückmeldung dafür erhält, daß die Neutral stellung verlassen wurde und daß ein Schaltvorgang ausgelöst worden ist. Die Rückmeldung über den Schaltzustand ist von der Bedienperson insbesondere deshalb deutlich spürbar, weil die Begrenzung des Überhubes durch die Anschläge nach einem relativ kurzen Verstellweg unmittelbar nach Überwinden des Druckpunktes erfolgt.The invention is based on the knowledge that for Overcoming with a defined holding force (pressure point) put a certain muscle on the neutral position tension is required. This muscle tension leads after overcoming the holding force to an overstroke in Connection with the to assigned to the switch positions is caught, causing the operator a clearly noticeable feedback that the neutral position was left and that a switching process is triggered has been. The feedback about the switching status is from the operator is particularly noticeable because the limitation of the overstroke by the stops after one relatively short adjustment path immediately after overcoming the Pressure point.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles.Further advantages result from the subclaims and the following description of an embodiment.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Fußsteuervorrichtung in einer schaubildlichen Darstellung, Fig. 1 shows the Foot control device according to the invention in a diagrammatical representation,

Fig. 2 Einzelteile der Fußsteuervorrichtung nach Fig. 1 in einer Explosionsdarstellung, unterteilt in die Abschnit te 2A und 2B. Fig. 2 parts of the foot control device according to FIG. 1 in an exploded view, divided into the sections te 2 A and 2 B.

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung zur Lagerung der Schalt platte, Fig. 3 is a schematic diagram for mounting the circuit board,

Fig. 4 einen ersten Ausschnitt aus Fig. 2 in der Drauf sicht, Figure 4 view. A first section of FIG. 2 in plan,

Fig. 5 einen zweiten Ausschnitt aus Fig. 2 im Schnitt. Fig. 5 shows a second section of Fig. 2 in section.

Die Fig. 1 zeigt die gesamte Fußsteuervorrichtung in einer schaubildlichen Darstellung. Ein in der Draufsicht im wesent lichen rechteckiges Gehäuse 1 ist durch Längsteilung entlang einer Trennlinie 2 in zwei Gehäusehälften unterteilt, in ein Basisteil 3 und ein darüber angeordnetes Betätigungsorgan 4. Das Betätigungsorgan 4 enthält ein haubenartig ausgebildetes Auflageteil 5, welches eine im Querschnitt leicht konkave Oberfläche aufweist, die, ausgehend von einem neutralen Mit telteil, seitliche Abschnitte enthält, welche mehrere, längs verlaufende Anlageflächen 6 aufweist, die sägezahnartig ab gestuft sind. Die so gebildeten, längs verlaufenden Kanten geben dem Bedienerfuß insbesondere bei seitlichen Auslenk bewegungen guten Halt, wodurch Kipp-und/oder Drehbewegungen exakt ausgeführt werden können. Mit Hilfe eines am Basisteil 3 vorzugsweise lösbar befestigten Bügels 7 kann eine Änderung des Stellplatzes der Fußsteuervorrichtung problemlos durchge führt werden. Fig. 1 shows the entire Foot control device in a diagrammatical representation. A plan view in wesent union rectangular housing 1 is divided by longitudinal division along a dividing line 2 into two housing halves, in a base part 3 and an actuator 4 arranged above. The actuator 4 contains a dome-shaped support part 5 , which has a slightly concave surface in cross section, which, starting from a neutral center part, contains side sections which have a plurality of longitudinal contact surfaces 6 , which are stepped sawtooth-like. The longitudinal edges formed in this way give the operator's foot good hold, in particular in the case of lateral deflection movements, as a result of which tilting and / or rotating movements can be carried out exactly. With the help of a bracket 7 , preferably releasably attached to the base part 3 , a change in the parking space of the foot control device can be carried out without problems.

Wie aus der Darstellung nach Fig. 2B hervorgeht, ist das Basisteil 3 wannenartig ausgebildet und enthält einen hoch gezogenen und leicht nach außen gewölbten Rand 8, der mit einem leicht nach innen gezogenen Rand 9 des haubenartig ausgebildeten Fußauflageteils 5 (Fig. 2A) korrespondiert. Im montierten Zustand wird so eine spritzwassergeschützte Verbindung hergestellt. Sowohl das Basisteil 3 als auch das Fußauflageteil 5 sind aus elastischem Material, vorzugs weise aus Gummi, wodurch, wie aus der nachfolgenden Beschrei bung noch näher hervorgeht, ein problemloses Schalten sowohl bei Kippen um eine Querachse als auch bei Drehen um eine Horizontalachse möglich ist. As can be seen from the illustration according to FIG. 2B, the base part 3 is trough-shaped and contains a raised edge 8 which is slightly curved outwards, which corresponds to a slightly inwardly drawn edge 9 of the hood-like foot rest part 5 ( FIG. 2A). In the assembled state, a splash-proof connection is established. Both the base part 3 and the footrest part 5 are made of elastic material, preferably made of rubber, which, as can be seen in more detail from the following description, makes it easy to switch both when tilting about a transverse axis and when rotating about a horizontal axis.

In das wannenartig ausgebildete Basisteil 3 ist eine Grund platte 10 aus festem Material, vorzugsweise aus Alu, ein setzbar. Die Grundplatte 10 ist Träger mehrerer Steuer- und Schaltelemente 11 bis 15 sowie nicht näher bezeichneter elek trischer Anschlußelemente. Die Schalt- und Steuerelemente 11 bis 15 werden mit einer im montierten Zustand oberhalb der Grundplatte angeordneten Schaltplatte 16 (Fig. 2A) bzw. mit einer darüber angeordneten Trittplatte 17, die wiederum mit dem Fußauflageteil 5 verbunden ist, betätigt. Die Lagerung der Schaltplatte 16 an der Grundplatte 10 wird unter Zuhil fenahme der Prinzipdarstellung nach Fig. 3 näher erläutert.In the trough-like base part 3 is a base plate 10 made of solid material, preferably made of aluminum, a seat. The base plate 10 is a carrier of several control and switching elements 11 to 15 and unspecified electrical connection elements. The switching and control elements 11 to 15 are actuated with a switching plate 16 ( FIG. 2A) arranged in the assembled state above the base plate or with a step plate 17 arranged above it, which in turn is connected to the footrest part 5 . The mounting of the circuit board 16 on the base plate 10 is explained in more detail with the aid of the basic illustration according to FIG. 3.

Die Schaltplatte 16 weist an der Unterseite zwei Paar Vor sprünge 18, 19 auf, die mit Halbschalenquerlagern 20, 21 der Grundplatte 10 (Fig. 2B) korrespondieren. In der Neutral stellung (Ruhestellung) werden die vier Vorsprünge 18, 19 mit Hilfe zweier Blattfedern 22 (in Fig. 2B ist die eine, linke Blattfeder nicht eingezeichnet) in den Halbschalenquer lagern 20, 21 spielfrei gehalten. In dieser Stellung sind die beiden unterhalb der Vorsprünge angeordneten und in Lagerschalenebene justierten Steuerelemente 13 und 14 ge schaltet, d. h. deren Betätigungselemente sind gedrückt. Die Blattfedern 22 sind spangenartig ausgebildet und um greifen einerseits Vorsprünge 23 der Grundplatte 10 und an dererseits beidseitig angeordnete Steckachsen 24, die in entsprechenden Bohrungen 25 der Schaltplatte 16 geführt sind. Die so gebildeten Lager 18, 20 und 29, 21 weisen einen Ab stand zueinander auf, der dem doppelten Abstand a der Steck achse (Pos. 24) zu einer Querlagerachse (18, 20; 19, 21) entspricht (Fig. 3). Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand a etwa 20 bis 30 mm bei einer Gesamtlän ge der Trittplatte 17 von ca. 200 bis 250 mm und einer Breite von ca. 110 bis 140 mm. The circuit board 16 has on the underside two pairs of projections 18 , 19 which correspond to half-shell transverse bearings 20 , 21 of the base plate 10 ( FIG. 2B). In the neutral position (rest position), the four projections 18 , 19 are held with the help of two leaf springs 22 (in FIG. 2B, the one, left leaf spring is not shown) in the half-shell cross 20 , 21 free of play. In this position, the two control elements 13 and 14 arranged below the projections and adjusted in the bearing shell plane are switched, ie their actuating elements are pressed. The leaf springs 22 are clasp-like and grip on one hand protrusions 23 of the base plate 10 and on the other hand on both sides arranged through axles 24 which are guided in corresponding bores 25 of the circuit board 16 . The bearings 18 , 20 and 29 , 21 thus formed have a distance from each other, which corresponds to twice the distance a of the insertion axis (item 24 ) to a transverse bearing axis ( 18 , 20 ; 19 , 21 ) ( Fig. 3). In the present exemplary embodiment, the distance a is approximately 20 to 30 mm with a total length of the tread plate 17 of approximately 200 to 250 mm and a width of approximately 110 to 140 mm.

Wird die Schaltplatte in der in Fig. 4 mit 26 angegebenen Pfeilrichtung belastet, so schwenkt die Schaltplatte nicht um die Steckachsenlagerung 24, sondern um das Halbschalen querlagerpaar 18, 20. Die beiden Vorsprünge 19 heben dabei von den Halbschalenquerlagern 21 ab. Dabei wird das Betäti gungselement des unter dem Halbschalenlager 21 liegenden Steuerelements 14 entlastet und dadurch ein Steuersignal ausgelöst. Nach einer relativ kurzhubigen Kippbewegung (etwa 1 bis 2 mm Verstellweg) liegt die Schaltplatte 16 an einem Anschlag 27 der Grundplatte 10 an. Entsprechendes gilt für die gegenüberliegende Seite, wo ein Anschlag 28 (Fig. 2B) die Kippbewegung der Schaltplatte in der anderen Richtung begrenzt. In den durch die Anschläge 27 bzw. 28 begrenzten Schaltstellungen sind die in der Ruhestellung nicht aktivier ten Schaltelemente 13, 14 und 15 aktiviert, d. h. je nachdem, nach welcher Seite die Schaltplatte gekippt wird, wird ent weder das Schaltelement 13 betätigt oder es werden die Schalt- und Steuerelemente 14 und 15 aktiviert.If the switching plate is loaded in the arrow direction indicated in FIG. 4 with 26 , the switching plate does not pivot about the thru-axle bearing 24 , but about the half-shell pair of transverse bearings 18 , 20 . The two projections 19 stand out from the half-shell transverse bearings 21 . In this case, the actuating element of the control element 14 lying under the half-shell bearing 21 is relieved and a control signal is thereby triggered. After a relatively short-stroke tilting movement (approximately 1 to 2 mm adjustment range), the switching plate 16 bears against a stop 27 of the base plate 10 . The same applies to the opposite side, where a stop 28 ( FIG. 2B) limits the tilting movement of the circuit board in the other direction. In the switching positions limited by the stops 27 and 28 , the switching elements 13 , 14 and 15 which are not activated in the rest position are activated, ie depending on which side the switching plate is tilted, either the switching element 13 is actuated or it becomes the Switching and control elements 14 and 15 activated.

Die Schaltplatte 16 (Fig. 2A) enthält eine Bohrung 30, in die im montierten Zustand ein Zapfen 31 der Trittplatte 17 Um diese Achse ist die Trittplatte 17 gegenüber der Schalt platte 16 in horizontaler Ebene schwenkbar. Die Schaltplatte 16 enthält außerdem einen angeformten, etwa T-förmig ausgebilde ten Federbalken 33, der an den beiden Enden des Querschenkels Betätigungsflächen 34 zur Betätigung der Schaltelemente 11 und 12 (Fig. 2A) aufweist. Der Federbalken 33 ist aufgrund seiner Elastizität um einen Drehpunkt, der etwa bei der Po sition 35 liegt, beidseitig auslenkbar. Mittig des Federbal kens ist ein Mitnahmezapfen 36, der in eine entsprechende Mitnahmebohrung 37 der Trittplatte 17 eingreift, so daß bei einem Verdrehen der Trittplatte um den Lagerzapfen 31 der Federbalken 33 entsprechend um die Schwenkachse 35 ausge lenkt wird. The circuit board 16 ( Fig. 2A) contains a bore 30 , in the assembled state, a pin 31 of the tread plate 17 about this axis, the tread plate 17 is pivotable relative to the switching plate 16 in the horizontal plane. The circuit board 16 also includes a molded, approximately T-shaped spring bar 33 , which has actuating surfaces 34 for actuating the switching elements 11 and 12 ( FIG. 2A) at the two ends of the transverse leg. The cantilever 33 is due to its elasticity about a pivot point, which is approximately at the position 35 , deflectable on both sides. In the center of the Federbal kens is a driving pin 36 , which engages in a corresponding driving hole 37 of the tread plate 17 , so that when the tread plate is rotated about the bearing pin 31 of the cantilever 33 , it is deflected accordingly about the pivot axis 35 .

Die Verbindung des Fußauflageteils 5 mit der Trittplatte erfolgt durch im Fußauflageteil 5 kreuzweise angeordnete keilförmige Stege 38, die in entsprechend angeordnete Nuten 39 der Trittplatte 17 eingreifen, wodurch eine optimale Drehmomentübertragung gegeben ist.The compound of Fußauflageteils 5 with the pedal plate carried by the Fußauflageteil 5 crosswise wedge-shaped webs 38 which engage in correspondingly arranged grooves 39 of the footboard 17, is provided whereby an optimum torque transmission.

Um die Trittplatte 17 sowohl in bezug auf die Kippbarkeit um die Querlager 20, 21 als auch in bezug auf die Ver schwenkbarkeit um die Vertikalachslagerung 30, 31 in einer definierten Neutralstellung (Ruhestellung) zu halten, sind spezielle Rastelemente 40 und 41 vorgesehen, deren Funktion anhand der Fig. 4 und 5 näher erläutert wird.In order to keep the tread plate 17 both in relation to the tiltability about the transverse bearings 20 , 21 and in relation to the pivotability about the vertical axis bearing 30 , 31 in a defined neutral position (rest position), special latching elements 40 and 41 are provided, their function is explained in detail with reference to FIGS. 4 and 5.

Das Rastelement 40 (Fig. 2B) dient dazu, den Federbalken 33 in der Neutralstellung mit definierter Kraft zu halten und nach Überwinden der Haltekraft (Druckpunkt) in durch Anschlä ge 42, 43 begrenzte Endstellungen, die den Schaltstellungen entsprechen, zu fixieren. Die Fig. 4 zeigt in einer Drauf sicht das Rastelement 40 und die entsprechende Zuordnung zum Federbalken. Das Rastelement 40 ist als separates, in die Schaltplatte einsetzbares Teil ausgebildet und aufgrund seiner Formgebung so weit federelastisch, daß es zur Über windung eines bestimmten Druckpunktes in der Neutralstellung einer gewissen Stellkraft bedarf, wobei diese Stell- oder Auslenkkraft durch die unmittelbar danach wirkenden Anschlä ge 42 oder 43 bewußt aufgefangen wird, was für den Benutzer eine deutlich spürbare Rückmeldung dafür ist, daß das ent sprechende Schaltelement (11 oder 12) betätigt worden ist.The locking element 40 ( FIG. 2B) serves to hold the spring bar 33 in the neutral position with a defined force and, after overcoming the holding force (pressure point), to fix end positions limited by stops 42 , 43 , which correspond to the switching positions. Fig. 4 shows a top view of the locking element 40 and the corresponding assignment to the cantilever. The latching element 40 is designed as a separate part that can be inserted into the circuit board and, due to its shape, is so resilient that it requires a certain actuating force to overcome a certain pressure point in the neutral position, this actuating or deflecting force being caused by the immediately acting stops 42 or 43 is deliberately collected, which is a clearly noticeable feedback for the user that the corresponding switching element ( 11 or 12 ) has been actuated.

Das Rastelement 41 dient dazu, die Schaltplatte 16 in der Neutralstellung mit bestimmter Haltekraft zu fixieren und bei Überwindung dieser Haltekraft die Kippbewegung bis Er reichen des Anschlages 27 freizugeben. Auch hier ist der Verstellweg relativ kurz und das Erreichen des Anschlages unmittelbar nach Überwinden des Druckpunktes für den Be nutzer deutlich spürbar. Auch dieses Rastelement ist feder elastisch ausgebildet, wobei unter Bezugnahme auf Fig. 5 ein in der Schaltplatte 16 gelagerter Zylinderstift 45 an einer schrägen Fläche 46 des Rastelements 11 so anliegt, daß die Schaltplatte mit definierter Kraft in der Neutralposi tion gehalten wird. Nach Überwinden des Druckpunktes wird die Schaltplatte nach unten freigegeben, bis unmittelbar danach diese am Anschlag 27, der wiederum einer Schalt stellung entspricht, zur Anlage kommt.The latching element 41 is used to fix the circuit board 16 in the neutral position with a certain holding force and, when this holding force is overcome, to release the tilting movement until it reaches the stop 27 . Here too, the adjustment path is relatively short and the user can clearly feel that the stop has been reached immediately after overcoming the pressure point. Also, this locking element is spring-elastically formed, wherein with reference to Fig. 5 a mounted in the circuit board 16. Cylindrical pin 45 so abuts an inclined surface 46 of the detent element 11 so that the circuit board is held tion with a defined force in the neutral Posi. After overcoming the pressure point, the circuit board is released downwards until it comes to rest immediately at the stop 27 , which in turn corresponds to a switching position.

Claims

1. Foot control device for dental purposes, which contains an actuating member ( 4 ) which can be brought to trigger a control process from a neutral position against a restoring force in at least two mutually opposite switching positions, the actuating member being actuated with the aid of a latching member ( 40 , 41 ) is held in the neutral position with a defined holding force, and after overcoming a pressure point defined by the holding force, the actuating member ( 4 ) is limited by a stop ( 27 , 28 ) after a relatively short adjustment path and a control process is triggered.

2. Foot control device according to claim 1, in which the arrangement is made such that after overcoming the pressure point, the holding force decreases sharply or becomes ineffective, during which, when a stop in the switch positions is reached ( 27 , 28 ; 42 , 43 ) compared to the holding force, the lower restoring force increases or becomes effective.

3. Foot control device according to claim 1, wherein the actuating member ( 4 ) comprises a tread plate ( 17 ) which can be pivoted about a vertical axle bearing ( 30 , 31 ) against a switching plate ( 16 ) in the horizontal plane, the switching plate ( 16 ) contains a cantilever ( 33 ) which interacts on the one hand with the aid of a driver member ( 36 ) with the tread plate ( 17 ) and on the other hand with a first locking member ( 40 ) arranged on the circuit board ( 16 ).

4. foot control device according to claim 3, in which the switching plate ( 16 ) and cantilever ( 33 ) as an integral part, preferably made of plastic, are formed.

5. foot control device according to claim 4, wherein the spring bar ( 33 ) is approximately T-shaped, the ends of the cross leg actuating surfaces ( 34 ) for interacting with them and arranged on the base plate ( 10 ) switching / control elements ( 11 , 12 ) included.

6. Foot control device according to claim 3, in which the switching plate ( 16 ) can be tilted about a horizontal axle bearing ( 18 , 20 ; 19 , 21 ) and in which a second latching element ( 41 ) is arranged at least in the one tilt position corresponding to a switching position.

7. foot control device according to one of claims 1 to 6, wherein the latching member ( 40 ) also includes stops ( 42 , 43 ) for the spring beam ( 33 ).

8. foot control device according to one of claims 1 to 6, wherein the latching member ( 40 , 41 ) consists of an elastically deformable plastic.