DE3017245A1

DE3017245A1 - Verstelleinrichtung zur steuerung der betriebszustaende zahnaerztlicher instrumente

Info

Publication number: DE3017245A1
Application number: DE19803017245
Authority: DE
Inventors: Gerd 7500 Karlsruhe Hoyer; Helmut 7516 Karlsbad Pietschmann
Original assignee: RITTER AG; RITTER AG 7500 KARLSRUHE
Current assignee: Ritter-Ibw Dentalsysteme 08297 Zwoenitz De GmbH
Priority date: 1980-05-06
Filing date: 1980-05-06
Publication date: 1981-11-12
Also published as: US4354838A; DE3017245C2; FR2481922A1; FR2481922B3; NL8102196A

Description

Stand der Technik

Zahnärztliche Instrumente, werden unter den verschiedensten Betriebszuständen eingesetzt. Als Kriterien für die Betriebszustände sind dabei beispielsweise anzusehen die Drehzahl eines Bohrhandstücks, die Schwingungsart eines Ultraschallhandstücks, der während des Rotierens oder Schwingens eines Werkzeugs erfolgende bzw. unterbleibende Austrag von Kühlwasser, der wahlweise Austrag eines ersten Betriebsmittels in Form von Wasser, eines zweiten in Form von Luft oder beider gleichzeitig in Form von Spray bei einem Spritzhandstück und der Volumenstrom des jeweils ausgetragenen Betriebsmittels.

Eine bekannte Verstelleinrichtung zur Steuerung von Betriebszuständen zahnärztlicher Handstücke besitzt einen horizontal verschwenkbaren, fußbetätigten Hebel zur Verstellung des Stellgliedes, mit welchem die Drehzahl eines elektromotorisch betriebenen Bohrinstrumentes gesteuert wird und einen ebenfalls fußbetätigten Schiebeschalter zur Umschaltung des Betriebszustandes dieses Instrumentes auf den Betrieb mit bzw. ohne gleichzeitigen Kühlflüssigkeitsaustrag auf das Bohrwerkzeug bzw. die Bohrstelle. Zur Änderung des Betriebszustandes des Instrumentes ist also im Hinblick auf den Betrieb mit bzw. ohne gleichzeitigen Kühlmittelaustrag der zusätzliche Bedienungsvorgang "Umschalten des Schiebeschalters" erforderlich.

Bei einer anderen bekannten Verstelleinrichtung (DE-PS 25 3O 108) ist ein Pedal vorgesehen, durch dessen Niedertreten der Antrieb beispielsweise eines Bohrinstrumentes eingeschaltet wird und durch dessen seitliches Kippen in der einen bzw. anderen Richtung eine von der Dauer des kippens abhängige Erhöhung bzw. Erniedrigung der Drehzahl erzielbar ist. Durch gleichzeitiges Niedertreten eines zweiten kürzeren und unmittelbar über dem ersten angeordneten Pedals, mit welchem auch das erste Pedal betätigbar ist, ist zusätzlich eine Kontaktgabe möglich zur Freigabe beispielsweise eines Kühlwasseraustrages aus dem Bohrinstrument.

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In der zahnärztlichen Praxis ist der Wechsel von "Naß-Bohren" auf "Trocken-Bohren", d.h. Bohren mit bzw. ohne Kühlwasseraustrag in aller Regel mit einer Drehzahländerung verbunden.

Bei hoher Drehzahl zum Abtragen größerer Mengen kariösen Dentins oder zum Entfernen von Füllungen wird das Bohrinstrument "ηαθ" gefahren, während bei der anschließenden Feinpräparation der Kavität mit kleiner Drehzahl und "trocken" gefahren wird.

Bei Verwendung der vorgenannten Verstelleinrichtung ergibt sich insbesondere für den immer wiederkehrenden Wechsel von Vor- auf Feinpräparation, daß das Bohrinstrument beim Niedertreten des ersten Pedals zwar trocken aber für das Trocken-Bohren mit unzulässig hoher Drehzahl anläuft, wenn nicht durch einen zusätzlichen nicht zur eigentlichen Behandlung gehörigen Bedienungsvorgang - entsprechendes Kippen des ersten Pedals - am Ende der Vorpräparation die Drehzahl auf Trockenbetrieb abgesenkt wurde. Damit erfordert der genannte Wechsel in jedem Falle die in besonderer Weise auf den Betriebszustand des Instrumentes konzentrierte Aufmerksamkeit des Behandlers. Hierzu kommt erschwerend, daß die passende Drehzahl infolge individueller Verzögerungen beim Geradestellen des ersten Pedals unter Umständen erst nach mehrmaligem Hin- und Herkippen des ersten Pedals erreicht wird.

Aufgabe

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verstelleinrichtung zur Steuerung der Betriebszustände zahnärztlicher Instrumente vorzuschlagen, deren Bedienbarkeit gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist und die bei Verwendung mit einer entsprechenden Steuerschaltung universell zur Steuerung der verschiedensten Instrumente einschließlich der zahnärztlichen Mehrfunktionsspritze anwendbar ist.

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Vorteile

Die vorgeschlagene Verstelleinrichtung verbindet den Vorteil einer sinnfälligen Bedienung durch einfaches Niedertreten von Pedalen mit nur einem Freiheitsgrad mit dem der universellen Anwendbarkeit. Der mit dem Stellglied veränderbare Betriebszustand ist lediglich abhängig von einer mehr oder weniger niedergetretenen Stellung der einzeln oder gemeinsam betätigten Pedale. Die Änderung dieses Betriebszustandes erfordert insbesondere keine Beachtung einer.bestimmten Zeit, während der ein Kontakt betätigt sein muß, damit eine gewünschte Änderung eintritt. Vielmehr ist eine der Bedienung eines Gaspedals vergleichbare feinfühlige und wegabhängige Verstellung des Stellgliedes möglich und diese Verstellung ist in gleicher Weise erzielbar durch Niedertreten nur des Pedals der ersten bzw. der zweiten Stellmittelanordnung sowie durch gemeinsames Niedertreten beider Pedale. Mit den den beiden Stellmittelanordnungen zugeordneten Schaltern im Steuerkreis je eines von zwei verschiedenen Betriebsmitteln und der durch die Stellmittelanordnungen bedingten Betätigungsmöglichkeit des ersten oder zweiten Schalters oder beider Schalter gemeinsam bei gleicher Auslenkung des Stellgliedes ist auf einfache Weise eine universelle Verwendbarkeit der Verstelleinrichtung gegeben, die im folgenden an Beispielen erläutert wird, bei denen jeweils ein erster Schalter im Steuerkreis des Betriebsmittels Wasser und ein zweiter Schalter im Steuerkreis des Betriebsmittels Luft liegen soll .

Für eine zahnärztliche Mehrfunktionsspritze können folgende Betriebszustähde definiert werden:

Abgabe von Wasser mit
unveränderlichem Volumenstrom oder veränderlichem Volumenstrom

Abgabe von Luft mit
unveränderlichem Volumenstrom oder veränderlichem Volumenstrom

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Abgabe von Spray (Wasser-Luft-Gemisch) mit unveränderlichem Volumenstrom oder veränderlichem Volumenstrom.

Mit der vorgeschlagenen Verstelleinrichtung ist nun durch Niedertreten des ersten bzw,, des zweiten Pedals durch die damit verbundene Betätigung des ersten bzw. des zweiten Schalters entweder die Abgabe von Wasser oder von Luft erreichbar= In beiden Fällen kann das durch die

/ zur ,-,· ,jjfeuerunq Verstellung des Stellgliedes veränderbar© Signal/des jeweiligen Volumenstromes herangezogen werden, wenn es zur Ansteuerung jeweils eines steuerbaren Ventils benutzt wird. Durch gemeinsames Niedertreten beider Pedale ist die Abgabe von Spray erreichbar.

Eine Dosierung des Sprays ist wiederum durch das Maß der Auslenkung der Pedale möglich, wsnn das durch die Verstellung des Stellgliedes veränderbare Signal zur gleichzeitigen Ansteuerung zweier entsprechender steuerbarer Ventile herangezogen wird.

Bei einem zahnärztlichen Bohrinstrument ist als steuerbarer Betriebszustand die Drehzahl definierbar. Hinzu kommt als Ja-Nein-Funktion insbesondere die während des Laufens des Bohrinstrumentes erfolgende bzw. nicht erfolgende Abgabe von Kühlwasser»

Die Veränderung der Drehzahl sowie das Ein- und Ausschalten des Antriebes kann nun bei einem Bohrinstrument mit elektrischem Antrieb durch Niedertret/sn eines der beiden Pedale erfolgen. Hierbei können die Signaländerung über einem nahe der Ruhestellung des Stellgliedes gelegenen Verstellweg zum Ein- und Ausschalten und die weiteren Signaländerungen durch weiteres Verschieben des Stellgliedes zur Drehzahländerung herangezogen werden.

Bei der Pedalbetätigung derjenigen Stellmittelanordnung, welcher der im Steuerkreis des Betriebsmittels Wasser liegende Schalter zugeordnet ist, kann entsprechend KUhI-wasserabgabs bei laufendem Instrument vorgesehen werden.

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Zum abwechselnden Betrieb unterschiedlicher Instrumente werden beim Stand der Technik ohnehin schon Umschaltmittel vorgesehen, die bei Entnahme des entsprechenden Instrumentes ansprechen. Mit derartigen Umschaltmitteln ist also ohne weiteres erreichbar, daß bei Pedalbetätigung der anderen Stellmittelanordnung durch den dieser zugeordneten Schalter im Steuerkreis des Betriebsmittels Luft ein für andere Zwecke vorhandenes Luftventil nicht geschaltet wird und damit lediglich der Bohrantrieb ohne weitere Funktion jedoch mit veränderbarer Drehzahl in Betrieb ist. "

Entsprechend ist die Verstelleinrichtung zum Betrieb eines Instrumentes mit Turbinenantrieb verwendbar. Hierbei kann die durch die Pedalbetätigung erzielbare Signalveränderung herangezogen_r um ein steuerbares Ventil für die Treibluft anzusteuern. Aufgrund der erwähnten Umschaltmittel kann mit dem veränderbaren Signal beispielsweise auch die Leistung eines Ultraschallwerkzeugs verändert werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung erhält man, wenn für beide Pedale gemeinsame Rückstellmittel vorgesehen werden, durch welche der wesentliche Teil der Betätigungskraft für die Stellmittel bestimmt ist. Damit ergeben sich in guter Näherung gleich Kräfte zum Niedertreten jedes einzelnen Pedals und zum gleichzeitigen Niedertreten beider Pedale.

Durch Anordnung einer Übersetzungseinrichtung kann erreicht werden, daß bei nur geringem notwendigen Schwenkbereich der Pedale der gesamte Verstellweg des Stellgliedes durchfahren werden kann.

Als weiterer Vorteil neben der einfachen Bedienbarkeit und der vorab beschriebenen universellen Anwendbarkeit ist zu werten, daß mit der erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung der Wechsel von "Naß-Bohren" auf "Trocken-Bohren" so erfolgt, daß das Bohrinstrument beim "Trocken-Bohren" nicht mit einer beim "Naß-Bohren" gefahrenen unzulässig hohen Drehzahl anläuft, da der hierzu erforderliche

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Pedalwechsel ein erneutes Anfahren einer gewünschten Drehzahl von unten her ermöglicht.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels erläutert.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Verstelleinrichtung in einer nicht betätigten Stellung. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind Verkleid-ungsteile, sowie elektrische Anschlüsse und Verbindungsleitungen weggelassen. Ebenso weggelassen sind zur Komplettierung einer solchen Verstelleinrichtung aus dem Stand der Technik bekannte zusätzliche Schaltmittel, wie z.B. zur Drehrichtungsumkehr eines elektromotorisch betriebenen Bohrinstrumentes und zur Betätigung einer Luftbläsereinrichtung zum Ausblasen der Bohrstelle bei stillstehendem Bohrantrieb.

Fig. 2 zeigt einen Teilschnitt entlang der Linie I - II in Fig„ 1„

Die beiden voneinander unabhängigen Stellmittelanordnungen werden von einem gemeinsamen Gehäuse (1) getragen. Sie bestehen im wesentlichen jeweils aus einem ersten Hebel (2,2*), einem als Pedal (3,3') ausgebildeten zweiten Hebel und einer zwischen dem jeweiligen Pedal und dem jeweiligen ersten Hebel angeordneten Übertragungseinrichtung (4). Die Schubstange (5) der Übertragungseinrichtung ist in Richtung ihrer Längsachse verschieSalich in einer der Nase (6) des Pedals gegenüberliegenden Ausnehmung der Gehäusewand (7) angeordnet, welche zusammen mit der Abschlußplatte (8,8') eine Führung für die Schubstange darstellt.

In die der Gehäusewand (7) gegenüberliegende Wand (9) ist für jede Schubstange (5) ein Federdorn (10) eingeschraubt, der mit Spielpassung in die Axialbohrung (11) der Schubstange eingreift. Zwischen dem Kopf des Federdorns und

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der diesem zugewandten Stirnfläche der Schubstange ist jeweils eine Druckfeder (12) eingespannt. Beim Niedertreten eines Pedals (3,3·) wird die jeweilige Schubstange von der jeweiligen Nase (6) gegen die Wirkung der Druckfeder (12) in Richtung auf die Wand (9) verschoben. Diese Bewegung wird durch den an der jeweiligen Schubstange befestigten Zapfen (12) auf den jeweiligen um eine vertikale Achse (13, 13') schwenkbaren ersten Hebel (2,2·) übertragen.

Zur Krafteinleitung von der jeweiligen Nase (6) auf die jeweilige Schubstange (4) ist in deren einer Nase zugewanten Stirnfläche eine frei drehbare Kugel (14) eingelassen ,welche jeweils ständigen Berührungskontakt mit der Nase (6) des um eine horizontale Achse (15, 15') schwenkbaren Pedals (3,3·) hat. Die Achse (15, 15') wird von dem Gehäuse (1) getragen.

Die freien Enden beider ersten Hebel (2,2') liegen in der gezeichneten nicht betätigten Stellung an einer Stirnseite (16) des Stellgliedes (17) an, welches auf zwei gehäusefesten und zu den Schubstangen (5) parallelen Führungsstangen (18) gegen die Rückstellwirkung der auf diesen aufgedornten Druckfedern (19) verschieblich ist.

In der gezeichneten Stellung drückt je eine Schaltzunge (2O₁ 2O·) des ersten Hebels (2,2') auf den Stößel eines ersten (21) bzw. zweiten Schalters (21'), von welchen der erste im Steuerkreis des Betriebsmittels Wasser und der zweite in jenem des Betriebsmittels Luft liegen möge. Die beiden Schalter (21, 21') sind auf einer gehäusefesten, zweckmäßigerweise als Leiterplatte (22.) ausgebildeten Platte montiert. ·

Die Form des Stellgliedes (17) ist natürlich insbesondere im Bereich von dessen Ansatz (23.) -an den gewählten Gebertyp anzupassen. Im Falle eines beispielsweise mit einem Potentiometer gebildeten Gebers wäre das Stellglied zweckmäßigerweise im Bereich seines Ansatzes mit dem Schleifkontakt des Potentiometers zu verbinden.

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Im dargestellten Falle ist davon ausgegangen, daß der Geber (24) mit einer analogen Hall-Sonde (25) gebildet wird, deren Ausgangsspannung in an sich bekannter Weise durch ein magnetisches Feld beeinflußbar ist.

Zur Ansteuerung eines elektromotorischen Antriebs oder steuerbaren Ventils für einen zu dosierenden Medienstrom u.s.w. ist es zweckmäßig, eine durchweg positive Steuerspannung zur Verfügung zu haben_e die zwischen einem nahe O Volt gelegenen Wert und einer möglichst hohen Maximalspannung veränderbar ist. Zu diesem Zweck wird der Hall-Sonde ein einstellbarer Operationsverstärker nachgeschaltet und die Hall-Sonde'einem zweiten Permanentmagneten (26) negativ vorgespannt. Dieser Permanentmagnet (26) ist wenige 1/1O mm über der auf der Leiterplatte (22) befestigten Hall-Sonde (25) angeordnet und wird, ebenso wie der erste auf gleicher Höhe, jedoch unter einem gewissen Abstand zum zweiten liegende Permanentmagnet (27) vom Ansatz (23) des Stellgliedes (17) getragen (siehe Fig. 2).

Dabei liegen die beiden Permanentmagnete in der durch den Pfeil (28) in Fig. 2 angegebenen Verstellrichtung hintereinander und der zweite (26) in der dargestellten Ruhelage des Stellgliedes (17) mit dem Nordpol unmittelbar über der Hall-Sonde (25), Vom ersten (27) ist der Leiterplatte (22) der Südpol zugewandt. Durch eine derartige Anordnung und entprechende Bemessung des gegenseitigen Abstandes der beiden Permanentmagnete und deren Feldstärken kann an dem Geber (24) eine zwischen O,5 und 5 Volt veränderbare, dem Verstellweg des Stellgliedes (17) proportionale Steuerspannung abgegriffen werden.

Eine derartige Steuerspannung ist nun durch wahlweises Niedertreten eines der beiden Pedale (3,3') oder beider Pedale gemeinsam einstellbar. Bei Betätigung nur eines Pedals löst sich das Stellglied (17) vom ersten von einer Feder (29) in Ruhestellung gehaltenen Hebel (2,2') der nicht betätigten Stellmittelanordnung ab, während es vom ersten Hebel der betätigten gegen die Wirkung der Federn (19) verschoben wird.

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Während des Verlassens der Ruhestellung hebt die Schaltzunge (2O₁ 20') am ersten Hebel (2,2') der betätigten Stellmittelanordnung vom Stößel des entsprechenden ersten bzw. zweiten Schalters (21, 21') ab, während die Schaltzunge am ersten Hebel der nicht betätigten in Ruhestellung bleibt und von der entsprechenden Feder (29) gegen den Stößel des zugehörigen Schalters (21, 21') gedrückt wird.

Bei gemeinsamer Betätigung beider Pedale wird das Stellglied (17) entsprechend vom ersten Hebel (2,2") jeder der beiden Stellmittelanordnungen verschoben und es heben beide Schaltzungen (20 und 20¹) von den Stößeln der beiden Schalter (21 und 21') ab.

Das Niedertreten eines oder beider Pedale erfolgt gegen die Rückstellwirkung eines federnd gegen die Unterseite der Pedale (3,3·) gedrückten Bügels (30). Während der Betätigung eines der beiden Pedale wird das andere durch die Stellwirkung der entsprechenden Feder (12) in seiner Ruhelage gehalten. Die Rückstellwirkung des Bügels (30) ist so bemessen, daß sie dem Hauptanteil der Betätigungskraft entspricht, während jene der auf die Schubstangen (5) wirkenden Federn (12) nur einen geringfügigen Beitrag im Hinblick auf die Größe der Betätigungskraft leisten. Damit ist die Betätigungskraft annähernd unabhängig von der Anzahl der betätigten Pedale. Die Stellwirkung der Federn (12) ist durch mehr oder weniger tiefes Einschrauben der Federdorne (1O) in die Wand (9) einstallbar. ^:

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Claims

RITTER AG Zeichen: ON

Postfach 41 08 80

D-75OO Karlsruhe 41 Datum : 05.05.1980

Verstelleinrichtung zur Steuerung der Betriebszustände zahnärztlicher Instrument©

Patentansprüche

)j Verstelleinrichtung zur Steuerung der Betriebszustände zahnärztlicher Instrumente mit

a) pedalbetätigten Stellmittsln zur Verstellung eines selbsttätig in seine Ruhelag© zurückkehrenden Stellgliedes eines Gebers zur Erzeugung eines vom Verstellweg der Stellmittel abhängigen Signals zur Steuerung von beispielsweise

der Drehzahl eines elektromotorisch oder turbinengetriebenen Bohrinstruments,

der Leistung eines Ultraschallhandstückes oder des Austrages von Wasser und / oder Luft bei einem zahnärztlichen Spritzhandstück,

b) wenigstens einem mit diesen Stellmitteln bei Verstellung des Stellgliedes aus seiner neutralen Lage betätigbaren, im Steuerkreis eines Betriebsmittels in Form von Wasser oder Luft liegenden Schalter zur Sperrung bzw. Freigab© eines^Betriebsmittelstromes,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

c) Es sind voneinander unabhängige erste und zweite, mit je einem um je eine horizontal© Achse (15, 15') schwenkbaren Pedal (3, 3') ausgestattete Stellmittelanordnungen vorgesehen, welche jeweils solchermaßen betriebsmäßig lösbaren Kontakt mit dem Stellglied (17) haben, daß bei getrenntem und gemeinsamem Niedertreten

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der Pedale das Stellglied in jeweils gleicher Richtung um einen Verstellweg auslenkbar ist, der von der jeweiligen Lage des Pedals bzw. der Pedale in einer mehr oder weniger niedergetretenen Stellung abhängt,

d) jede Stellmittelanordnung enthält unmittelbar nach Beginn deren Stellbewegung wirksam werdende Betätigungsmittel (2,2*, 2O, 20') für einen der ersten bzw. der zweiten Stellmittelanordnung zugeordneten ersten bzw. zweiten Schalter (21, 21') im Steuerkreis eines ersten bzw. zweiten Betriebsmittels.
2) Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das Stellglied (17) gleitbar an Führungsmittel (18) angeordnet ist und sein betriebsmäßig lösbarer Kontakt zu jeweils einem ersten Hebel (2,2') der jeweiligen Stellmittelanordnung besteht, welcher über jeweils eine Übertragungseinrichtung (4) für die Stellbewegung mit dem jeweiligen als Pedal (3,3') ausgebildeten zweiten Hebel in Verbindung steht.
3) Verstelleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, .

daß die jeweiligen Betätigungsmittel des ersten bzw. des zweiten Schalters (21, 21·) mit dem jeweiligen ersten Hebel(2,2·) der jeweiligen Stellmittelanordnung gebildet sind.
4) Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß beiden Stellmittelanordnungen gemeinsame Rückstellmittel (3O) zugeordnet sind, durch welche der wesentliche Teil der Betätigungskraft für die Stellmittel bestimmt ist und jeder der beiden Stellmittelanordnungen wenigstens ein zusätzliches RUckstellglied (12) zugeordnet ist, durch welches das jeweils nicht betätigte Pedal der ersten bzw. der zweiten Stellmittelanordnung in seiner Ruhelage gehalten wird. _.

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5) Verstelleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem ersten Hebel (2,2'), dem Pedal (3,3*) und der Übertragungseinrichtung (4) jeder Stellmittelanordnung eine Übersetzungseinrichtung gebildet ist, mittels welcher d©r gesamte Verstellweg des Stellgliedes (17) durchfahrbar ist, wenn das jeweilig© Pedal um einen Winkel von etwa nach unten geschwenkt wird»
6) Verstelleinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als Schalter berührungslos ansprechend© Schaltmittel vorgesehen sind.
7) Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied mit dem Schleifkontakt eines Potentiometers zu dessen Verstellung verbunden ist»
8) Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied wenigstens einen Permanentmagneten (27) enthält» der durch die Verstellung des Stellgliedes im Beeinflussungsbereich einer analogen HaIl-Effekt-Sonde (25) verlagerbar ist.
9) Verstelleinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu einem ersten Permanentmagneten (27) ein zweiter (26) mit umgekehrter Polarität vorgesehen ist, mit welcher»" die mit einem einstellbaren Operationsverstärker versehene Hall-Sonde (25) negativ vorgespannt ist.

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