CH454350A - Vorrichtung zur Bildung eines pulsierenden Flüssigkeitsstrahles - Google Patents

Description

  
 



  Vorrichtung zur Bildung eines pulsierenden Flüssigkeitsstrahles
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bildung eines pulsierenden Flüssigkeitsstrahles mit einer Flüssigkeitspumpe mit hin und her beweglichem Kolben und einer Eintritts- und Austrittsöffnung, einem Organ für die Zufuhr von Flüssigkeit zur Eintrittsöffnung, einem Organ für die Verhinderung einer Rückströmung von Flüssigkeit durch die Eintritts öffnung, sowie einem Organ zur Ausführung der Hin- und Herbewegung des Kolbens, durch welche abwechselnd Flüssigkeit durch die Eintrittsöffnung eingesaugt wird, und Druckimpulse im Zylinder der Pumpe gebildet werden, derart, dass eine pulsierende Flüssigkeitsströmung durch die Austritts öffnung entsteht.



   Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeichnet durch ein Organ zur Beeinflussung der Funktion des Organs zur Verhinderung der Rückströmung, zur Bildung einer begrenzten Rückströmung durch die Eintrittsöffnung und zur Rückführung eines Teiles der eingesaugten Flüssigkeit durch die Eintrittsöffnung, wodurch der Druck der durch die Austrittsöffnung ausströmenden Flüssigkeit beeinflussbar ist.



   Durch diese Massnahmen wird insbesondere bezweckt, eine sehr einfache und wirksame Steuerung des Druckes in der Vorrichtung zu erzielen.



   Eine derartige Vorrichtung kann z. B. für die Mundhygiene benützt werden.



   Die Verwendung eines Wasserstrahles mit kleinem Querschnitt, welcher mit Unterbrüchen pulsiert, hat sich als wirksam erwiesen zur Beseitigung von Teilchen aus den Zwischenräumen zwischen den Zähnen und zur Massage des Zahnfleisches. Ein derartiger Wasserstrahl hat sich auch besonders wirksam zur Entfernung von Fremdstoffen aus den Bereichen unter dem Zahnfleisch erwiesen, wie z. B. im USA-Patent Nr. 3 227 158 beschrieben ist.



   Nachfolgend werden kurz die hauptsächlichen Merkmale einer bevorzugten, für die Mundhygiene bestimmten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung zusammengefasst. Diese Ausführungsform enthält eine Motor-Pumpeneinheit, welche zur Erzeugung von Strömungsimpulsen der Flüssigkeit mit einer Frequenz von ungefähr 1200 Impulsen in der Minute dient, wobei jeder Impuls eine ausreichende kinetische Energie hat, um das Zahnfleisch niederzudrücken.



   Gleichzeitig besteht zwischen den einzelnen Impulsen ein ausreichender zeitlicher Abstand, um die Rückbewegung des Zahnfleisches zu gestatten. Der Wasserstrahl wird durch eine Düse gebildet, welche einen Durchmesser im Bereich von 0,8 mm hat. Die Pumpe wird von einem Elektromotor angetrieben und enthält einen kleinen Zylinder mit einem Kolben, der durch eine Kulisse angetrieben wird. Der Druck in der Pumpe des Gerätes ist durch die Einstellung eines Anschlages steuerbar, durch welchen die Schliessstellung des Saugventils beeinflusst wird. Durch den Anschlag ist die Erreichung von Drücken in einem grossen Bereich möglich, und zwar von einem höchsten Druck, bei welchem das Schliessen des Saugventils zugelassen wird, bis zu einem minimalen Druck, bei welchem das Saugventil dauernd voll offen gehalten wird.

   Der Anschlag kann durch die Drehung eines Steuerknopfes eingestellt werden, wodurch auch die Drücke des Bereiches auf einfache Weise einstellbar sind. Durch die Beeinflussung des Saugventils auf diese Weise wird die Wirkung einer Umführungsleitung erreicht, ohne dass in der Pumpe die Komplikation zusätzlicher Leitungen erforderlich wäre.



   In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine räumliche Ansicht einer nach der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung für die Mundhygiene,
Fig. 2 eine seitliche Ansicht der Vorrichtung nach der Fig. 1,
Fig. 3 eine Ansicht, teilweise im Schnitt und mit weggebrochenen Teilen, welche die Pumpe und die Steuerung der Vorrichtung nach der Fig. 1 zeigt,
Fig. 4 eine Ansicht von unten im Schnitt mit teil  weise weggebrochenen Teilen des Mechanismus aus der Fig. 3 und
Fig. 5 eine Ansicht der Organe für die Drucksteuerung der Pumpe in grösserem Massstab.



   Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung enthält ein Gehäuse 10. Am Gehäuse 10 ist ein Behälter 11 lösbar befestigt, welcher der Zufuhr von Wasser zu einer Pumpe im Gehäuse 10 dient. Die Pumpe ist im Zusammenhang mit den Fig. 3 und 4 beschrieben. Der pulsierende Wasserstrahl wird durch die Pumpe erzeugt und tritt durch eine Düse 12 nach aussen, welche an einem Handgriff 13 lösbar befestigt ist. Der Handgriff 13 ist an einem Gleitteil 14 angeordnet, welcher gleitend in einer Basis 15 des Gehäuses 10 befestigt ist.



  Die Düse 12 ist zur Aufnahme des pulsierenden Wasserstrahles mit der Pumpe im Gehäuse 10 durch ein gewundenes Rohr 16 aus Kunststoff verbunden. Der Motor für den Antrieb der Pumpe und die Bildung der Impulse wird durch einen drehbaren und axial beweglichen Knopf 17 gesteuert, welcher der Betätigung des Motorschalters dient und gleichzeitig auch der Steuerung der Intensität des von der Pumpe geförderten Wasserstrahles. Das Rohr ist um einen vorspringenden Gehäuseteil 18 gewickelt, welcher in einer Ausnehmung 19 ausgebildet ist. Der Gehäuseteil 18 bildet gleichzeitig das Gehäuse für einen Teil des Motors, welcher dem Antrieb der Pumpe dient.



   Zur Bildung des pulsierenden Wasserstrahles ist eine Pumpe vorgesehen, die in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Die Pumpe fördert die Flüssigkeit durch eine Austrittsöffnung 22, an welche das Rohr 16 angeschlossen ist. Die Pumpe 21 enthält einen Zylinderblock 23 mit einem Zylinder 24, in welchem ein Kolben 25 hin und her beweglich ist. Die Flüssigkeit aus dem Behälter wird der Pumpe durch eine Mündung 26 zugeführt, welche sich zwischen dem Behälter und dem Gehäuse 10 befindet. Aus der Mündung 26 gelangt das Wasser in ein Rohr 27 im Gehäuse 10, welches an den Eintritt 28 der Pumpe angeschlossen ist. Die Pumpe ist mit Eintritts- und Austrittsöffnungen 30 und 31 versehen, wobei in der Eintrittsöffnung ein Saugventil 32 angeordnet ist.

   Die Öffnungen 30 und 31 sind in der gleichen Achsenrichtung an den Enden einer Pumpenkammer 33 ausgebildet, welche in Verbindung mit dem Zylinder 24 steht. Wenn der Kolben 25 hin und her bewegt wird, so saugt er die Flüssigkeit durch die Eintrittsöffnung 30 ein und fördert sie bei seinem Förderhub durch die Austrittsöffnung 31. Die Betätigung der Pumpe verläuft derart, dass die Trägheit der geförderten Flüssigkeit die Strömung während des Saughubes des Kolbens aufrechterhält und dass Flüssigkeit durch die Eintrittsöffnung 30 zugeführt wird, ohne dass sie aus der Austrittsöffnung zurückgezogen würde.



   Der Kolben 25 ist durch einen zweipoligen Einphasenmotor 35 angetrieben, welcher einen Rotor 36 hat, welcher mit einem Ritzel verbunden ist. Das Ritzel kämmt mit einem Antriebsrad 38 mit einer zylindrischen Verlängerung 40, welche sich durch eine runde   hoffnung    in einer Trennwand 41 erstreckt, die im Gehäuse 10 befestigt ist. Der Rotor 36 ist an einer festen Welle 42 in Lagern 43 und 44 drehbar gelagert. Das untere Lager 44 ist mit dem Rotor und dem Ritzel 37 fest verbunden. Die feste Welle 42 erstreckt sich von einer Konsole 45 zur Trennwand 41, durch welche sie an ihrem anderen Ende gestützt ist. Der Kolben wird durch eine Hin- und Herbewegung eines Antriebsorgans 46 mittels eines Kulissenantriebes angetrieben.

   Der Kulissenantrieb enthält eine Führung 47 am Antriebsorgan 46 sowie einen Gleitstein 48 und einen Zapfen 49, welcher exzentrisch an der zylindrischen Verlängerung 40 befestigt ist und im Gleitstein 48 gelagert ist.



  Der Mechanismus des Kulissenantriebes ist an sich bekannt und braucht nicht weiter erläutert zu werden.



   Das Antriebsorgan 46 ist gleitend und drehbar an einem festen Zapfen 51 gelagert, welcher in einem Vorsprung 52, der an der Trennwand 41 ausgebildet ist, eingepresst ist. Der Kolben 25 ist mit dem Antriebsorgan 46 durch einen Vorsprung 53 verbunden, welcher einen Kopf hat und in eine entsprechende Ausnehmung 54 eingreift, die im Ende des Antriebsorgans 46 ausgebildet ist. Die Ausnehmung 54 ist mit einem seitlichen Schlitz 55 entsprechend der Darstellung in der Fig. 3 versehen, durch welchen der Kopf des Vorsprunges 53 bei der Montage des Mechanismus einführbar ist.



   Die Einzelheiten der Konstruktion der verstellbaren Drucksteuerung sind am besten aus der Fig. 4 ersichtlich, in welcher die Steuerung in einer Stellung dargestellt ist, in welcher sich das Saugventil in einer Stellung befindet, in welcher es die Eintrittsöffnung verschliesst.



  In der Fig. 4 ist anderseits das Ventil in einer Stellung gezeigt, in welcher es durch einen Anschlag 57 in voll geöffneter Stellung gehalten wird. Entsprechend der Darstellung in der Fig. 5 ist das Saugventil 32 mit einem Stift 72 versehen, welcher in einer Büchse 73 verschiebbar gelagert ist, die in einer Nabe einer mit Öffnungen und Armen 74 versehenen Scheibe ausgebildet ist, die sich in der Kammer 33 befindet. Das Ventil 32 wird in seine geschlossene Stellung durch eine leichte Schraubenfeder 75 gedrückt. Während der Arbeit der Pumpe wird die Flüssigkeit in die Eintritts öffnung 30 durch die Leitung 28 eingesaugt und gelangt in die Kammer 33. Beim Förderhub wird das Ventil geschlossen, falls sich der Anschlag 57 in der mit vollen Linien gezeichneten Stellung befindet.

   Wenn jedoch der Anschlag 57 durch eine Drehung des Knopfes 58 nach innen bewegt wurde, so wird das Ventil 32 von seinem Sitz in der Öffnung 30 ferngehalten, und ein Teil der in die Kammer 33 durch den Kolben 25 eingesaugten Flüssigkeit strömt am Ventil 32 vorbei durch die Öffnung 30 in die Leitung 28 zurück. Diese Rückströmung eines Teiles der vom Kolben 25 eingesaugten Flüssigkeit vermindert den Druck der durch die Austrittsöffnung 21 und die Leitung 22 geförderten Flüssig keit. Zur Abdichtung ist um den Anschlag 57 ein 0 Ring 76 aus synthetischem Gummi oder einem anderen geeigneten Material in einer zylindrischen Bohrung 77 in einem Anschlussteil 78 vorgesehen. Der Anschlussteil 78 ist am Zylinderblock 23 befestigt und enthält die Eintrittsöffnung 30.

   Der Knopf 58 ist an einem Gewinde des Anschlussteiles 7 aufgeschraubt und bewegt sich in axialer Richtung bei seiner Drehung, wodurch der Anschlag 57 in der gewünschten Weise zur Einstellung des Druckes der von der Pumpe geförderten Flüssigkeit einstellbar ist. Die Drehung des Knopfes 58 wird durch eine Verzahnung bewirkt, die am Umfang   des I Knopfes 58 ausgebildet ist, sowie ein Zwischenrad    60 und ein Antriebsrad 61, welches mit dem Knopf 17 verbunden ist.



   Während der Funktion der Vorrichtung ist es erwünscht, die Intensität des Strahles einstellen zu können, um auf diese Weise die kinetische Energie der einzelnen Impulse nach den Wünschen des Benützers zu ver ändern. Dadurch wird es dem Benützer möglich, die  optimale kinetische Energie für die Behandlung bestimmter Bereiche des Zahnfleisches zu wählen, auf welche der Strahl gerichtet ist. Diese Einstellung erfolgt bei der dargestellten Vorrichtung durch eine Wahl des Druckes der von der Pumpe durch die Austrittsöffnung 31 geförderten Flüssigkeit. Bei der dargestellten Ausführung wird diese Wahl durch eine Änderung der Schliess bzw. Drosselwirkung des Saugventils 32 erzielt.



  Das Saugventil 32 ist dabei zwischen seiner Stellung, in welcher es auf der Eintrittsöffnung 30 aufliegt und einer von der Eintrittsöffnung entfernten Stellung, die in der Fig. 4 dargestellt ist, verstellbar. Das zu diesem Zweck vorgesehene Organ enthält einen Anschlag 57, welcher fest mit einem Knopf 58 verbunden ist. Der Knopf 58 ist am Umfang mit einer Verzahnung ausgebildet, welche mit einem Zwischenrad 60 kämmt.



  Das Zwischenrad 60 kämmt mit einem Zahnrad 61 des Steuerknopfes 17. Wenn der Steuerknopf 17 gedreht wird, so dreht sich das Zahnrad 61 und bewegt das Rad 60 mit dem Knopf 58 und verändert die Stellung des Anschlages 57 gegenüber der Einlassöffnung 30. Der Druck in der Pumpenkammer 33 kann auf diese Weise dadurch verändert werden, dass der Anschlag 57 entweder ein vollständiges Schliessen des Saugventils 32 zulässt, was dem höchsten Druck entspricht oder mehr oder weniger das Ventil offen lässt, bis zu seiner voll geöffneten Stellung, die in der Fig. 4 dargestellt ist.



  Die Zwischenstellungen liefern Drücke, die sich zwischen diesen beiden Extremen befinden.



   Der Steuerknopf 17 ist nicht nur drehbar, sondern auch in axialer Richtung beweglich. Die Anordnung des Steuerknopfes ist durch eine Lagerung des Zahnrades 61 in einer Büchse 62 drehbar gelagert, wobei die Büchse 62 an der Trennwand 41 befestigt ist. Die Büchse wirkt als Lager und hält das Zahnrad 61 in Eingriff mit dem Zahnrad 60. Der Motor 35 ist durch einen Schalter 63 ein- und ausschaltbar. Der Schalter 63 ist mit einem Schaltteil 64 versehen, welcher zwischen den Stellungen    Ein     und    Aus     geradlinig beweglich ist. Schalter dieser Art sind gut bekannt. Die Einzelheiten der Ausbildung dieser kombinierten Steuerung für die Einstellung des Druckes und für die Betätigung des Motorschalters sind in der Fig. 5 in grö sserem Massstab dargestellt.

   Der Knopf 17 ist zur Betätigung des Schaltteiles 64 des Schalters 63 in der Richtung zur vorderen Platte 65 der Vorrichtung und weg von dieser ausgebildet. Zu dieser Betätigung des Schalters 63 ist der Knopf 17 mit zwei parallelen runden Scheiben 66 und 67 versehen, welche im Abstand voneinander angeordnet sind, wobei sich zwischen ihnen der Schaltteil 64 befindet. Zu beiden Seiten des Schaltteiles ist ein gewisses Spiel vorgesehen, so dass sich der Schaltteil lose zwischen den Scheiben befindet.



   Wenn der Knopf 17 aus seiner in der Zeichnung dargestellten Stellung nach aussen gezogen wird, so berührt die Scheibe 67 den Schaltteil 64 und bewegt ihn nach vorne, bis dieser seine Einschaltstellung erreicht und den Motor einschaltet. In ähnlicher Weise wird, wenn der Motor ausgeschaltet werden soll, der Knopf nach innen gedrückt. Dabei berührt die Scheibe 66 den Schaltteil 64 und bewegt den Schalter in seine    Aus -Stellung.    Das Zahnrad 61 ist länglich und bleibt in Eingriff mit dem Zahnrad 60 während der Längsbewegung des Knopfes 17. Bei der dargestellten Ausführung ist der Knopf 17 mit einer Welle 68 versehen, welche im Zahnrad 61 eingepresst ist. Die Scheiben 66 und 67 sind an einer Welle 70 befestigt, welche ebenfalls starr im Zahnrad 61 befestigt ist.

   Diese gesamte Anordnung bildet einen einfach zu betätigbaren Mechanismus zur Steuerung der Funktion der Vorrichtung und gestattet eine Bedienung durch ein einziges leicht zugängliches Steuerorgan. Es ist klar, dass der Schalter ohne Rücksicht auf die Winkelstellung des Knopfes 17 betätigt werden kann. In gleicher Weise kann auch die Einstellung des Druckes ohne Rücksicht auf die axiale Stellung des Knopfes erfolgen. Diese Kombination der Steuerungen kann auch zusammen mit anderen Typen von durch Drehung verstellbaren Druckreglern verwendet werden.



   Es versteht sich, dass im Rahmen des Patentanspruches verschiedene Änderungen der als Beispiel beschriebenen Ausführung möglich sind.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Vorrichtung zur Bildung eines pulsierenden Flüssigkeitsstrahles mit einer Flüssigkeitspumpe mit hin und her beweglichem Kolben und einer Eintritts- und einer Austrittsöffnung, einem Organ für die Zufuhr von Flüssigkeit zur Eintritts öffnung, einem Organ für die Verhinderung einer Rückströmung von Flüssigkeit durch die Eintrittsöffnung, sowie einem Organ zur Ausführung der Hin- und Herbewegung des Kolbens, durch welche abwechselnd Flüssigkeit durch die Eintrittsöffnung eingesaugt wird und Druckimpulse im Zylinder der Pumpe gebildet werden, derart, dass eine pulsierende Flüssigkeitsströmung durch die Austrittsöffnung entsteht, gekennzeichnet durch ein Organ (57, 58) zur Beeinflussung der Funktion des Organs (32) zur Verhinderung der Rückströmung, zur Bildung einer begrenzten Rückströmung durch die Eintrittsöffnung (30)

   und zur Rückführung eines Teiles der eingesaugten Flüssigkeit durch die Eintrittsöffnung (30), wodurch der Druck der durch die Austrittsöffnung (22) ausströmenden Flüssigkeit beeinflussbar ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Organ zur Verhinderung der Rückströmung der Flüssigkeit durch die Eintrittsöffnung ein Saugventil (32) enthält, das in der Richtung zur Eintrittsöffnung (30) und von dieser weg beweglich ist, und das Organ zur Beeinflussung der Funktion einen verstellbaren Anschlag (57) enthält, durch welchen die Bewegung des Saugventils (32) in der Richtung zur Eintrittsöffnung (30) begrenzt werden kann.

   2. Vorrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der verstellbare Anschlag eine Stange (57) enthält, die innerhalb der Eintrittsöffnung (30) angeordnet ist und durch die Eintritts öffnung zum Saugventil (32) und von diesem weg beweglich ist, wobei in einer Endstellung der Stange (57) ein Aufsitzen des Ventils (32) auf seinem Sitz in der Eintrittsöffnung (30) möglich ist, während in der anderen Endstellung das Ventil (32) während des Förderhubs der Pumpe (21) vollständig offen ist.

   3. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (57) mit einem Gewindeteil (58) verbunden ist, durch dessen Drehung die Stange (57) in der Achsenrichtung dessen Gewindes beweglich ist.

   4. Vorrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (21) ein Gehäuse (23) aufweist, in welchem die Eintrittsöffnung (30) angeordnet ist, wobei sich in Verlängerung der Eintritts öffnung (30) eine Öffnung (77) befindet, durch welche die Stange (57) durchgeführt ist, und welche durch einen mit einem Gewinde versehenen Anschlussteil (78) verschlossen ist, auf welchem der Gewindeteil (58) aufgeschraubt ist, wobei sich im Bereich des Anschlussteiles (58) eine Saugleitung (28) befindet und zwischen der Stange (57) und der benachbarten Wand des Anschlussteiles (78) eine Dichtung (76) angeordnet ist.