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Die
Erfindung betrifft ein Lichthärtgerät.
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Lichthärtgeräte, bei
denen die von der Lichtquelle erzeugte Wärme über Kühlkörper abgeführt wird, die in der Regel
von einem Gebläse
beaufschlagt sind, sind seit langem bekannt. So zeigt die
DE 81 35 468 U1 ein
Dental-Photopolymerisationsgerät,
bei dem ein Kühlkörper dort
anfallende Wärme ableiten
soll. Der Kühlkörper liegt
im Kühlluftstrom
eines Kühlgebläses.
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In
neuerer Zeit sind Lichthärtgeräte bekannt geworden,
die mit ausgesprochen hoher Leistung arbeiten. Die Leistung wird
entweder durch LEDs oder durch Laserdioden erzeugt und dient der
Polymerisation des Dentalrestaurationsteils, bei Handgeräten typischerweise
im Mund des Patienten.
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Ein
Beispiel für
ein derartiges Lichthärtgerät, das mit
einer Laserdiode arbeitet, ist aus der
DE 37 19 561 A1 entnehmen.
Bei dieser Lösung
ist ein Kühlkörper mit
Kühlrippen
an der Laserdiode in Wärmeleitverbindung
angebracht. Die Steuerelektronik ist in einem separaten und staubgeschützten Kasten aufgenommen,
der von dem Kühlkörper deutlich
beabstandet ist.
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Ferner
ist es gemäß der
DE 102 42 366 A1 der
vorliegenden Anmelderin bekannt geworden, eine gedruckte Schaltung
seitlich eines Kühlkörpers in
Schlitzen zu realisieren, die zwischen Kühlrippen vorgesehen sind. Hierdurch
werden die betreffenden Kühlrippen
praktisch in ihrer Funktion ausgeschaltet, was für das Verhältnis zwischen Kühlwirkung
und Gewicht ungünstig
ist.
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Die
DE 10 2004 022 095
A1 beschreibt darüberhinaus
eine medizinische Bestrahlungsvorrichtung, deren Lichtquelle zur
Wärmeableitung
mit einer Wärmeleitplatte
aus Metall verbunden ist, die neben der Lichtquelle selbst sowie
der Linse des Lichtauslasses der medizinischen Bestrahlungsvorrichtung von
einem Druckluftstrom umflossen wird. Nachteilig hierbei ist die
Anordnung der Wärmeleitplatte
im Luftstrom nach der Kühlung
der Lichtquelle, wodurch die Kühlluft
durch die Lichtquelle bereits aufgeheizt wurde und die effektive
Temperaturdifferenz zwischen Luftstrom und Wärmeleitplatte und somit die
Kühlwirkung
verringert werden.
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Ferner
beschreibt die
US
2001/0 046 652 A1 die Montage von einzelnen Lichtquellen
auf einem sowohl elektrisch als auch thermisch leitenden Grundkörper, der
durch speziell ausgeformte Vertiefungen, in denen die Lichtquellen
befestigt sind, die Lichtausbeute der Lichtquellen durch eine stark
reflektierende Beschichtung und eine entsprechende Trichterform
der Vertiefungen maximieren soll. Zur weiteren Wärmeableitung soll eine Heat
Pipe Verwendung finden.
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Ferner
ist auch die Verwendung von sogenannten Heat Pipes vorgeschlagen
worden. Derartige Heat Pipes sind seit längerem bekannt und dienen dazu,
an einer Stelle erzeugte Wärme
an eine entfernte Stelle zu leiten und dort abzuführen. Für Lichthärtgeräte als Handgeräte haben
sich derartige Lösungen
jedoch als eher unhandlich herausgestellt.
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Lichthärtgeräte müssen – gerade
als Handgeräte – besonders
kompakt sein. Daher werden häufig
von einem Kühlluftstrom,
der über
ein Gebläse erzeugt
wird, beaufschlagte Kühlkörper eingesetzt, um
die von der Lichtquelle erzeugte Wärme abzuführen. Andererseits darf der
Kühlluftstrom
nicht im Bereich der Lichtquelle, also an der Vorderseite des Lichthärtgeräts ausblasen,
da ansonsten der Patient und die Behandlungsstelle von dem austretenden Kühlluftstrom
beeinträchtigt
würde.
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Bei
einem geringen zur Verfügung
stehenden Querschnitt für
den Kühlluftstrom
muss für
den Wärmetausch
ein entsprechend vergrößerter Druckaufbau
durch das Gebläse
erfolgen, um zur Überwindung
der Strömungswiderstände den
erwünschten Kühlluftstrom
bereitzustellen. Bekanntlich erlaubt ein Gebläse in Saugbetrieb höchstens
die Bereitstellung von einer Druckdifferenz von einem Bar, wobei
dieser Wert auch nur theoretisch erreichbar ist.
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Für die Bereitstellung
einer größeren Druckdifferenz
ist daher die Realisierung eines Gebläses im Druckbetrieb erforderlich.
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Wenn
die Strömungsrichtung
eines Kühlerstroms
bei einem Lichthärtgerät nun von
vorne nach hinten erwünscht
ist, müsste
insofern das Gebläse
im vorderen Bereich des Lichthärtgeräts angeordnet sein,
wenn es im Druckbetrieb arbeiten soll. Dies verträgt sich
andererseits nicht mit der Realisierung der Lichtquelle an dieser
Stelle.
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Für die Bereitstellung
der elektrischen Ansteuerung der Lichtquelle sind Bauelemente erforderlich,
die ebenfalls im Licht härtgerät untergebracht werden
müssen.
Nachdem der Kühlkörper – abgesehen
von den Akkumulatoren – das
schwerste Bauteil in dem Lichthärtgerät ist, ist
es erforderlich, eine ausgewogene Anordnung der Bauelemente zu realisieren,
wobei es auch bereits bekannt geworden ist, die Bauelemente im Griff
des Lichthärtgeräts unterzubringen.
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Daher
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Lichthärtgerät zu schaffen,
das einen kompakten Aufbau ohne Nachteile bei der Ergonomie für ein als
Handgerät
ausgebildetes Lichthärtgerät ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch
1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß besonders
günstig
ist es, wenn die von der Lichtquelle erzeugte Wärme umgehend von der Lichtquelle
abgeführt
wird. Hierzu ist es erfindungsgemäß besonders günstig, wenn
ein Wärmeleitstab,
der beispielsweise einen Kupferkern aufweisen kann, mit niedrigem
Wärmewiderstand
mit der Lichtquelle gekoppelt ist und sich von der Lichtquelle nach
hinten erstreckt.
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Der
Wärmeleitstab
führt dann
die Wärme
der Lichtquelle nach hinten ab, also weg vom Patienten. Die Kühlung kann
dann über
am rückwärtigen Ende des
Wärmeleitstabs
angebrachte Kühlrippen
erfolgen. Damit lässt
sich erreichen, dass nahezu der gesamte Lauf des im Wesentlichen
pistolenförmigen Lichthärtgeräts für die Kühlung ausgenutzt
wird. Das Gebläse
kann dann unmittelbar an dem rückwärtigen Kühlkörperteil
an die dortigen Kühlrippen
angeflanscht werden.
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Erfindungsgemäß besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Kühlung über einen
guten Wärmeleiter, der
bevorzugt als metallischer Wärmeleitstab
ausgebildet ist, erfolgt. Dieser ist lageunabhängig und vermag in allen Zuständen die
von der Lichtquelle eingebrachte Wärme sicher nach hinten abzuleiten.
Durch die Verwen dung eines massiven Metallstabs lässt sich
dessen Wärmekapazität ausnutzen,
so dass durch die eingeschaltete Lichtquelle schwerpunktmäßig zunächst die
Wärmekapazität des Kupferkerns ausgenutzt
und dieser aufgeheizt wird. Über
eine an sich bekannte Nachlaufsteuerung des Gebläses lässt sich dann die eingebrachte
Wärme sicher
und über die
Zeit verteilt abführen.
Die Kombination der Wärmeableitung
recht weit nach hinten in Verbindung mit der Pufferkapazität ist besonders
günstig,
denn beim Nachlaufen stört
das Gebläse
regelmäßig nicht,
da das Lichthärtgerät dann bereits
abgestellt ist.
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Erfindungsgemäß besonders
günstig
ist es, dass Bauelemente mindestens teilweise im Kühlluftstrom
des Kühlluftkörpers angeordnet
sind. Hierdurch lässt
sich zum einen Platz sparen, denn die Unterbringung der Bauelemente
ist dann kompakt möglich. Überraschend
stören
gerade bei einer hohen durch das Gebläse erzeugten Druckdifferenz
die zusätzlichen
Bauelemente gegenüber
dem Kühlkörper als
Hauptwiderstand nicht oder nahezu nicht. Dennoch können sie
auch besonders gut gekühlt werden,
was gerade bei Leistungshalbleitern für die Ansteuerung der Lichtquelle
besonders relevant ist.
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Wenn
beispielsweise ein Mehrfachanordnung von Leuchtdioden für die Lichtquelle
verwendet wird, kann die abgegebene Leistung durchaus im Bereich
von 30 W oder höher
liegen, wobei die Ansteuerung aus EMV-Gründen zweckmäßig ungetaktet erfolgt, so
dass entsprechend große
Verlustleistungen der Leistungshalbleiter anfallen.
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Gleichsam
automatisch werden die Bauelemente, die sich im Kühlluftstrom
befinden, gekühlt. Zusätzlich erfüllt auch
die Printplatte für
die Aufnahme der Bauelemente eine Doppelfunktion, denn dort erfolgt
nicht nur die Kontaktierung und Montage der Bauelemente sondern
zugleich auch das Leiten der Luftströmung die den Kühlluftstrom
bildet. Hierdurch ist es sichergestellt, dass der Kühlluftstrom
für seine Führung nicht
eines gesonderten Kunststoffeinsatzes bedarf, so dass in überraschend
einfacher Weise das hierfür
erforderliche zusätzliche
Gewicht entfallen kann.
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Besonders
günstig
in diesem Zusammenhang ist es, dass die Printplatte dann praktisch
als zusätzliche
Kühlfläche eingesetzt
werden kann. Durch die typischerweise auf der Printplatte realisierten
Kupferschichten wird die Wärme
von strombeaufschlagten Widerständen
usw. über
die Printplatte verteilt, und nachdem die Printplatte sich zur Führung des
Kühlluftstroms
erstreckt, der Kühlluftstrom
also insofern an ihr entlang streicht, wird sie mitgekühlt.
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Erfindungsgemäß ist es
vorgesehen, dass die Printplatte der Führung des Kühlluftstroms dient. Hierzu
kann die Printplatte in beliebiger geeigneter Weise flächig ausgebildet
sein, so dass der Kühlluftstrom
auf einer Seite, nämlich
bevorzugt auf der, auf der sie mit Bauelementen hauptsächlich bestückt ist, entlang
streicht. Bevorzugt ist in diesem Zusammenhang die Realisierung
von mindestens zwei, weiter bevorzugt von 4 Printplatten, die zueinander
im Winkel befestigt sind, so dass sie praktisch eine Art Quader
bilden, in dem der Kühlluftstrom
strömt.
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Es
versteht sich, dass anstelle dessen auch eine beliebige andere Formgebung
der Printplatten und damit des Kühlluftstroms
realisierbar ist.
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Beispielsweise
kann auch ein Teil der Printplatte oder eine zusätzlich kleine Printplatte nach
der Art einer Rippe im Kühlluftstrom
stehen, so dass dort eine besonders intensive Kühlung realisiert ist.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, den
Kühlluftstrom
im Blasbetrieb zu realisieren, aber dennoch das Gebläse für die Erzeugung
des Kühlluftstroms
im rückwärtigen Bereich anzuordnen. Überraschend
gelingt dies mit einer Strömungsumlenkung
im vorderen Bereich, also im Bereich der Lichtquelle, über welche
der Kühlluftstrom
umgelenkt und dann seitli chen Auslassschlitzen zugeleitet wird,
die aufgrund ihres vergleichsweise großen Strömungsquerschnitts ein Ausströmen mit
einer niedrigen Strömungsgeschwindigkeit
erlauben.
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Zugleich
lässt sich
erfindungsgemäß die Anordnung
der Bauelemente im Kühlluftstrom
besonders leicht realisieren. Hierzu sind sie radial seitlich des
Wärmeleitstabs
angeordnet und ragen so in Strömungsrichtung
hinter den Haupt-Kühlrippen
in den Kühlluftstrom
hinein.
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Erfindungsgemäß ist es
auch günstig,
wenn mindestens eine der Printplatten schwenkbeweglich an einer
weiteren Printplatte gelagert ist. Auf diese Weise lässt sich
zu Reparatur- und Montagezwecken ein leichterer Zugang zu der Printplattenanordnung ge
währleisten,
die beispielsweise als Quader ausgebildet sein kann aber auch einen
beliebigen anderen Querschnitt, beispielsweise einen dreieckigen,
fünfeckigen
oder anderen Querschnitt haben kann.
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Während vier
Printplatten für
die Printplattenanordnung bevorzugt sind, versteht es sich, das anstelle
dessen der Kühlluftstrom
auch von lediglich zwei Printplatten geführt sein kann, so dass die
gegenüberliegende
Seite durch das Gehäuse
des Lichthärtgeräts oder
einen zusätzlichen
Kunststoffeinsatz gebildet ist.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen,
dass das Lichthärtgerät Bauelemente
aufweist, die sich insbesondere neben dem Wärmeleitstab aus Metall auf wenigstens
einer Printplatte befinden. Gemäß einer weiteren
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, sich
wenigstens die Bauelemente an einer kühlrippenfreien Stelle befinden.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen,
dass die Bauelemente und/oder die Printplatte den Kühlkörper (12)
mindestens teilweise umgebend angeordnet sind.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen,
dass die Bauelemente und/oder die Printplatte in radialen Freiräumen aufgenommen
sind, die von den Kühlrippen
des Kühlkörpers und
von einem Kern des Kühlkörpers begrenzt
sind.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen,
dass wenigstens eine Printplatte mindestens teilweise an dem Kühlkörper gelagert
ist und sich insbesondere seitlich an dem Kühlkörper entlang erstreckt.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen,
dass mindestens drei Printplatten, insbesondere vier Printplatten,
den Kühlkörper umgeben.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen,
dass mindestens eine Printplatte gegenüber einer weiteren Printplatte
beweglich gelagert ist, insbesondere schwenkbar gelagert ist.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen,
dass die Printplatte, insbesondere alle Bauelemente, auf ihrer dem
Kühlkörper zugewandten
oder ihrer vom Kühlkörper abgewandten
Seite trägt.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen,
dass mindestens eine Printplatte auf dem Wärmeleitstab aus Metall des
Kühlkörpers aufgebracht
und dort isoliert aufliegt und insbesondere in Wärmeleitverbindung mit dem Wärmeleitstab
steht.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen,
dass der Wärmeleitstab
aus Metall im Wesent lichen als Quader ausgebildet ist und insbesondere
an allen vier Seiten von Printplatten umgeben ist.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen,
dass die Bauelemente mit der Printplatte in Wärmeleitverbindung stehen und
die Printplatte als Kühlelement
ausgebildet ist, über
welches die von den Bauelementen abgegebene und in die Printplatte
eingeleitete Wärme über den
Kühlluftstrom
abgebbar ist.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen,
dass sich zwischen mindestens einer Printplatte und dem Wärmeleitstab
und/oder Kühlkörper ein
erster Kühlluftkanal
erstreckt.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen,
dass sich ein zweiter Kühlluftkanal
zwischen den Printplatten und einem Gehäuse des Lichthärtgeräts oder
zwischen zwei Gehäuseteilen
des Lichthärtgeräts erstreckt.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen,
dass der Lichtquelle benachbart zwischen zwei Gehäuseteilen oder
zwischen wenigestens einer Printplatte und dem Gehäuse eine-Umlenkung
für den
Kühlluftstrom vorgesehen
ist, über
welche der Kühlluftstrom
um mindestens 90°,
insbesondere um mehr als 150°, umgelenkt
wird.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen,
dass der Kühlluftstrom
von einem Gebläse
erzeugt wird und die kühle
Luft die Kühlrippen
und insbesondere auch die Bauelemente beaufschlagt.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen,
dass das Gebläse
an der von der Lichtquelle abgewandten Stirnseite des Kühlkörpers angeordnet
ist.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen,
dass der Kühlluftstrom
zuerst den ersten Kühlluftkanal
und nach der Umlenkung den ersten Kühlluftkanal oder umgekehrt
passiert.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen,
dass der Kühlluftstrom
nach dem Passieren der beiden Kühlluftkanäle das Gehäuse in einem
Endbereich eines Handgriffes des Lichthärtgeräts verlässt.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen,
dass zwei einander gegenüberliegende
Printplatten zur Lichtquelle vorragen und dort Anschlussfahnen einer Stirnprintplatte
kontaktieren, die sich im Wesentlichen rechtwinklig zu den Printplatten
erstreckt und über
welche die Lichtquelle angeschlossen ist.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen,
dass der Wärmeleitstab
insbesondere aus Kupfer, und der Kühlkörper, insbesondere aus Aluminium
oder einer Aluminiumlegierung, besteht.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen,
dass die Bauelemente, gesehen über
die Längserstreckung des
Kühlkörpers, in
der Höhe
des Wärmeleitstabs
mit geringem Wärmewiderstand
oder einer heat pipe angeordnet sind.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Es
zeiget:
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1 eine
Seitenansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen Lichthärtgeräts unter Darstellung unter
anderem des Kühlkörpers;
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2 eine
Stirnansicht der Ausführungsform gemäß 1 von
vorne;
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3 eine
rückwärtige Ansicht
der Ausführungsform
gemäß 2;
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4 eine
Ansicht der Ausführungsform
gemäß 1 bis 3,
wobei mindestens zwei Printplatten bereits montiert sind;
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5 eine
Seitenansicht des erfindungsgemäßen Lichthärtgeräts in einem
weiter montierten Zustand;
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6 eine
perspektivische Ansicht eines Kühlkörpers ohne
Printplatten in einer weiteren Ausführungsform jedoch mit anmontiertem
Gebläse;
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7 eine
rückwärtige Ansicht
des Kühlkörpers gemäß 6,
wobei Printplatten und Bauelemente anmontiert sind;
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8 die
montierte Einheit aus Kühlkörper, Gebläse und Printplatten,
einschließlich
der Bauelemente und der Lichtquelle;
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9 ein
Detail eines erfindungsgemäßen Lichthärtgeräts in teilweise
aufgebrochener Darstellung; und
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10 eine
Seitenansicht des Lichthärtgeräts gemäß den vorstehenden
Figuren.
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Das
in 1 auszugsweise dargestellte Lichthärtgerät 10 weist
einen Kühlkörper 12 auf,
der im Lauf des pistolenförmigen
Lichthärtgeräts angeordnet
ist. In an sich bekannter Weise ist im Griff des Lichthärtgeräts ein Akkumulatorensatz
sowie ein Auslöseknopf
angebracht, und auf der Oberseite zusätzlich eine Anzeigevorrichtung
für die
Anzeige des Betriebszustands des als Handgeräts ausgebildeten Lichthärtgeräts.
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Der
Kühlkörper 12 trägt eine
Lichtquelle 14 an seiner vorderen Stirnseite. Die Lichtquelle 14 kann beispielsweise
als LED oder als Mehrfachanordnung von LEDs ausgebildet sein und
gibt sowohl Licht als auch Wärme
ab. Die abgegebene Lichtleistung wird über einen Lichtleiter – ggf. über Zuhilfenahme
von Reflektoren – in
den Mund des Patienten geleitet, wenn der Zahnarzt die Lichthärtung des
Dentalrestaurationsteils vornimmt.
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Die
Lichtquelle ist in guter Wärmeleitverbindung
mit dem Kühlkörper 12.
Der Kühlkörper 12 weist einen
sich zentral erstreckenden Wärmeleitstab 18 als
Kupferkern auf, so dass die Wärme
besonders gut in axialer Richtung des länglichen Kühlkörpers 12 abgeleitet
wird.
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Der
Kühlkörper 12 weist
einen im Wesentlichen hantelartigen Aufbau auf. In seinem vorderen Bereich,
also dem der Lichtquelle 14 benachbarten Bereich, erstrecken
sich sternförmig
Kühlrippen 20. Zusätzlich erstrecken
sich in seinem hinteren Bereich ebenfalls sternförmig Kühlrippen 22, während zwischen
den vorderen und den hinteren Kühlrippen 20 und 22 eine
Ausnehmung 24 vorgesehen ist, die sich kreisförmig erstreckt
und einen Freiraum bietet.
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Sämtliche
Kühlrippen 20 und 22 erstrecken sich
parallel zu einer Achse 26 des Kühlkörpers 12, die mit
der optischen Achse der Lichtquelle 14 zusammenfällt. Die
Kühlrippen 22 sind
in axialer Richtung wesentlich länger
als die Kühlrippen 20.
Während
jede Kühlrippe 20 etwa
so lang wie hoch ist, nehmen die Kühlrippen 22 immerhin
etwa ein Drittel der Gesamtlänge
des Kühlkörpers 12 ein.
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An
der rückwärtigen Stirnseite
der des im Querschnitt im Wesentlichen quaderförmigen oder auch in einer modifizierten
Ausgestaltung kreisförmigen
Kühlkörpers 12 ist
ein Gebläse 30 angeflanscht, das
einen Kühlluftstrom 32 durch
den Kühlkörper 12 hindurchleitet.
Der Kühlluftstrom
streicht an den Kühlrippen 20 und 22 entlang
und durchtritt auch die Ausnehmung 24. Er ist als Druckluftstrom
ausgebildet, wie es weiter unten im Einzelnen erläutert ist.
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Aus 2 ist
ersichtlich, in welcher Weise der Kühlkörper 12 ausgestaltet
sein kann. Hier wie auch in den weiteren Figuren weisen gleiche
Bezugszeichen auf gleiche oder entsprechende Teile hin.
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Der
Kühlkörper 12 weist
im vorderen Bereich die aus 2 ersichtlichen
Kühlrippen 20 auf.
Durch die sich längs
erstreckenden Kühlrippen 20 und 22 hindurch
ist das Gebläse 30 mit
seinem Strömungsauslass
ersichtlich.
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Das
Lichthärtgerät weist
den Kühlkörper 12 umgebend
Printplatten 34, 36, 38 und 40 auf,
die sich insofern im Wesentlichen quaderförmig erstrecken. Die Printplatten
umschließen
den Kühlkörper 12 vollständig und
bilden insofern einen Strömungskanal
für die
Bereitstellung des Kühlluftstroms
durch den Kühlkörper hindurch.
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Aus 3 ist
der Aufbau des Gebläses 30 ersichtlich.
Das Gebläse 30 weist
zwei einander gegenüberliegende
Lufteintrittsschlitze 42 auf, die in einer Rückwand 44 des
Gebläsegehäuses belassen sind.
In an sich bekannter Weise wird das Gebläse 30 über einen
Elektromotor 46 angetrieben.
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Aus 4 ist
ersichtlich, in welcher Weise sich der Aufbau aus Kühlkörper und
Printplatten montieren lässt.
Eine vordere Printplatte 50 umgibt die Lichtquelle 14,
die über
ein Substrat 52 mit dem nicht dargestellten Wärmeleitstab 18 verbunden
ist. Über
die Printplatte 50 sind die sich im Wesentlichen achsparallele
erstreckenden Printplatten gelenkig verbunden. Hierzu ist je ein
Gelenk vorgesehen, wobei in 4 beispielhaft
die Gelenke 54 und 56 dargestellt sind. Die Printplatte 34 ist
in abgeschwenkten Zustand dargestellt, während die Printplatten 36 und 38 in
fertig montiertem Zustand dargestellt sind.
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Die
Printplatten tragen je Bauelemente, wobei für die Printplatte 34 beispielhaft
eine Vielzahl von Bauelementen 60 dargestellt ist. Die
Bauelemente 60 erstrecken sich in die Ausnehmung 24 hinein
und liegen insofern im Kühlluftstrom 32 des
Gebläses 30. Zusätzlich sind
sie in guter Wärmeleitverbindung
mit der Printplatte 34 verbunden, an der großflächig ebenfalls
Kühlluft
entlang streicht. Hierdurch und durch die auf der Printplatte 34 vorgesehenen
Kupferleiter ergibt sich ebenfalls eine gute Kühlung der Bauelemente 60.
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Die
Printplatten 34 bis 40 erstrecken sich nicht exakt
quaderförmig,
sondern leicht verjüngt nach
vorne. Hierdurch ist der Strömungsquerschnitt im
Bereich der rückwärtigen Kühlrippen 22 größer und
im Bereich der vorderen Kühlrippen 20 geringer. Die
Strömungsgeschwindigkeit
ist dementsprechend im vorderen, heißen Bereich, größer, während im rückwärtigen Bereich
mehr Zeit für
die Kühlluft
verbleibt, die Wärme
aufzunehmen.
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Aus 5 ist
ersichtlich, wie der Kühlluftstrom 32 umgelenkt
wird. Über
das Gebläse
wird die Kühlluft
entsprechend den Pfeilen 64 zunächst in den Kühlkörper eingeleitet
und strömt
nach vorne, also in Richtung der Lichtquelle 14. In den
vorderen Ecken der im Wesentlichen quaderförmigen Printplattenanordnung
ist eine Umlenkung 70 für
den Kühlluftstrom vorgesehen.
In den vorderen Ecken weist die Printplattenanordnung dementsprechend
praktisch relativ große
und breite Schlitze auf, die eine Umlenkung des Kühlluftstroms
nach hinten ermöglichen.
Der Kühlluftstrom
erstreckt sich dementsprechend nach hinten, entsprechend den Pfeilen 72.
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Etwa
in der axialen Mitte des Kühlkörpers sind
sich nach außen
erstreckende Kühlluftschlitze 74 ausgebildet,
die großflächig den
Austritt der verbrauchten Kühlluft
entsprechend den Pfeilen 76 ermöglichen.
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Über diese
Kühlluftführung ist
es möglich, eine
Druckluftversorgung des Kühlluftstrom 32 bereitszustellen,
wobei dennoch der vordere Bereich 78 des Lichthärtgeräts vollständig frei
von Kühlluft
verbleibt und insbesondere der Patient nicht angeblasen wird.
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Eine
weitere Ausführungsform
ist aus den 6 bis 8 ersichtlich.
Bei dieser Ausführungsform
weist der Kühlkörper 12 einen
Wärmeleitstab 80,
der sich im Wesentlichen quaderförmig
aus massiven, gut wärmeleitendem
Metall längs
erstreckt und für
die Aufnahme der Lichtquelle an seiner vorderen Stirnfläche 82 vorgesehen
ist.
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Bei
dieser Ausführungform
ist der Lichtquelle benachbart keine zusätzliche Kühlrippenanordnung vorgesehen.
Dafür hat
der Wärmeleitstab 80 einen Kupferkern,
der aus 6 nicht ersichtlich ist und weist
an seinem rückwärtigen Bereich
die Kühlrippen 22 auf,
die insofern mit ausgesprochen geringem Wärmewiderstand mit der Lichtquelle
in Verbindung stehen.
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An
die Kühlrippen
angeflanscht ist das Gebläse 30 angebracht,
dessen Außenumfang
im Wesentlichen der Erstreckung der Kühlrippen entspricht, so dass
eine kompakte Einheit aus dem Kühlkörper 12 und
dem Gebläse 30 entsteht.
Besonders günstig ist
es, dass das im Wesentlichen quadratische Gehäuse des Gebläses 30 im
Winkel von etwa 45° versetzt
zur Quererstreckung des Wärmeleitstab 80 angeordnet
ist, sodass über
einen Flansch 84 das Gebläse 30 gut befestigbar
ist und sich dennoch die Kühlrippen 22 über praktisch
die gesamte wirksame Fläche
des Gebläses 30 erstrecken.
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Hierzu
ist es, wie aus 7 ersichtlich ist, vorgesehen,
dass die Stärke
des Wärmeleitstabs 80 in
Querrichtung zum Gebläse 30 hin
abnimmt. Anschließend
an das Gebläse 30 ist
der Wärmeleitstab 80 insofern
auf einen schmalen Steg 86 verjüngt, dessen Breite etwa der
Breite einer Kühlrippe
entspricht. Hierdurch entsteht auch ein vergleichsweise geringer
Strömungswiderstand
für das
als Radialgebläse
ausgebildete Gebläse 30.
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Wie
aus 7 ferner ersichtlich ist, ist es vorgesehen, dass
den Wärmeleitstab 80 umgebend großflächig Printplatten
vorgesehen sind, von denen die Printplatten 34, 36 und 38 aus 7 ersichtlich sind,
wobei die Bauelemente 60 bei dieser Ausführungsform
sich auf der von dem Kühlkörper abgewandten
Seite der Printplatten 34 bis 38 erstrecken. Dies
erlaubt eine großflächige Wärmeleitverbindung zwischen
den Printplatten 34 bis 38 und dem Wärmeleitstab 80,
so dass eine Festkörperkühlung für die Bauelemente 60 realisierbar
ist. Zusätzlich
liegen die Bauelemente 60 auch bei dieser Ausführungsform
im Kühlluftstrom,
und es ist bevorzugt, die besonders wärmeempfindlichen Bauelemente 60 auf
der Printplatte 36 und der Printplatte 40 anzuordnen,
die voll im Kühlluftstrom
liegen, während
der Kühlluftstrom für die Bauelemente
auf den Printplatten 34 und 38 lediglich als Sekundärluftstrom
vorgesehen ist.
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Aus 8 ist
ersichtlich, in welcher Weise die Lichtquelle 14 auf der
Stirnfläche 82 des
Wärmeleitstabs 80 aufgebracht
sein kann. Bei dieser Ausführungsform
weist die Lichtquelle 14 fünf in Kreuzform angeordnete
LED-Chips auf, die auf einem gemeinsamen Substrat 90 aufgebracht
sind, das großflächig in
Kontakt mit der Stirnfläche 82 steht,
so dass die von der Lichtquelle 14 erzeugte Wärme mit
sehr geringem Wärmewiderstand
in den Wärmeleitstab 80 eingeleitet
wird.
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Bei
dieser Ausführungsform
sind die Printplatten 36 und 40 bis über das
Substrat 90 nach vorne gezogen, so dass sie Anschlussfahnen 92 bieten, die
für die
Kontaktierung der nicht dargestellten Stirn-Printplatte auf dem
Substrat 90 für
die Versorgung der Lichtquelle zur Verfügung stehen. Die Stirn-Printplatte
erstreckt sich dann zwischen den Anschlussfahnen 92 der
einander gegenüberliegenden
Printplatten 36 und 40.
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Nachdem
hier breite Kupferbahnen für
die Realisierung eines geringen elektrischen Widerstands verwendet
werden, wird die eingeleitete Wärme
zusätzlich
auch über
diese Leiterbahnen in den rückwärtigen Bereich
geleitet, wo durch den intensiven Kühl luftstrom, der durch das
Gebläse 30 erzeugt wird,
die Kühlung
für die
Printplatten 36 und 40 flächig realisiert ist.
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Aus 9 ist
ersichtlich, dass der Kühlluftstrom
bevorzugt umgelenkt wird, um die erwünschte Kühlung, insbesondere auch der
Bauelemente 60 zu erzielen. Nachdem der erste Kühlluftkanal 92 im
Bereich der Bauelemente passiert ist, wird der Kühlluftstrom im Bereich einer
Umlenkung 94, die der Lichtquelle 14 benachbart
ist, zu einem zweiten Kühlluftkanal 96 hin
umgelenkt. Dort strömt
die Luft innen am Gehäuse
entlang und tritt – wie
es aus 10 ersichtlich ist – am rückwärtigen Ende 98 an
Kühlluftschlitzen 100 aus
einem Handgriff 102 des pristolenförmigen Lichthärtgeräts 10 aus.