DE2449366A1

DE2449366A1 - Handgeraet zur koerperpflege mittels eines fluessigkeitsstrahles

Info

Publication number: DE2449366A1
Application number: DE19742449366
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Musy
Original assignee: Les Produits Associes Broxo SA
Current assignee: Les Produits Associes Broxo SA
Priority date: 1973-10-19
Filing date: 1974-10-17
Publication date: 1975-04-24
Also published as: HK41879A; US3851643A; JPS5848184B2; DE2449366C2; GB1478473A; JPS5078189A; FR2248019A1; FR2248019B1; CH579904A5

Description

LES PRODUITS ASSOCIES LPA SA. CHENE-BOURG

SCHWEIZ

Handgerät zur Körperpflege mittels eines Flüs sigkeits Strahles

Die Erfindung bezieht sich auf ein Handgerät zur Körperpflege mittels eines Flüs sigkeits Strahles, insbesondere zur Zahn- und Mundpflege, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige Handgeräte mit einem länglichen Gehäuse, auf welches auswechselbar Spritzdüsen aufsteckbar sind, sind bekannt und dienen insbesondere zur Reinigung der Zähne und zur Massage des Zahn- fleisches. Das Handgerätgehäuse ist mittels eines flexiblen Schlauchs an eine Flüssigkeitspumpe angeschlossen, welche einen pulsierenden, aus der Spritzdüse des Handgeräts austretenden Flüssigkeitsstrahl erzeugt.

Bei derartigen Vorrichtungen ist es wünschenswert, dass der Benutzer den Wasserstrahl direkt am Handgerät selber bei laufender Flüssigkeitspumpe ein- und abschalten kann, damit er insbesondere

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die Spritzdüse in den Mund einführen bzw. aus dem Mund herausnehmen kann, ohne dass das Wasser in sein Gesicht oder in die Umgebung spritzt. Die in einiger Entfernung vom Handgerät abgestellte Pumpe braucht dann nur vor Beginn der Behandlung eingeschaltet zu werden und kann im Betrieb bleiben, bis die Reinigung und Massage beendet und die Spritzdüse abgelegt worden ist.

Bei der Konstruktion geeigneter Ein-Aus-Ventile möglichst einfacher Bauart stellen sich jedoch einige Probleme hinsichtlich der befriedigenden Funktion. So ist es wünschenswert, ein bistabiles Ventil vorzusehen, welches nach der Einstellung und nach dem Loslassen des Bedienungsorganes sicher sowohl in seiner Schliess- als auch in seiner Oeffnungs stellung verbleibt, ohne dass der Benutzer gezwungen ist, ständig eine Kraft auf das Bedienungsorgan auszuüben, um das Ventil offen zu halten.Ebenso ist es wünschenswert, eine zu starke Belastung der im Betrieb befindlichen Pumpe bei abgeschaltetem Handgerät zu vermeiden und ferner sicher zu stellen, dass die Pumpe, deren Anlauf-Drehmoment gewöhnlich kleiner als ihr Nenn-Drehmoment ist, auch dann zuverlässig anläuft, wenn sie bei abgeschaltetem Handgerät, also bei geschlossenem Ventil im Handgerätgehäuse, in Betrieb gesetzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Handgerät der eingangs erwähnten Art mit einem Ventil zu schaffen, das sehr einfach aufgebaut ist, leicht und bequem bedient werden kann, zuverlässig arbeitet und ferner eine übermässige Belastung der Pumpe unter den oben erwähnten Bedingungen weitgehend vermeidet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Handgerät nach der Erfindung

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durch diejenigen Merkmale charakterisiert, die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegeben sind.

Auf diese Weise wird einerseits dafür gesorgt, dass das Ventil unter der Wirkung des in der Ventilkammer herrschenden Druckes entweder in seiner Schliess- oder in seiner O effnungs stellung gehalten wird, weil in der Schliess stellung das Verschlussstück nur einseitig in Schliessrichtung vom Flüssigkeitsdruck beaufschlagt wird, während in der Oeffnungssteilung die auf das Verschlussstück und die Stirnfläche der Ventilstange, also in Schliessrichtung wirkende Kraft grosser ist als die in der Gegenrichtung nur auf das Verschlussstück ausgeübte Kraft; zum andern bewirkt die die Ventilkammer zwischen der Einmündung der Einlassleitung und der von der Ventilstange durchsetzten Oeffnung abdichtende Gleitdichtung mit ihrer elastisch nachgiebigen Ringlippe eine Entlastung der Pumpe sowohl beim Anlauf als auch beim Betrieb, wenn sich das Ventil in der Schliess stellung befindet. Diese aus elastischem Material bestehende Gleitdichtung kann nämlich in der einen oder in der anderen Richtung nachgeben, wenn in der Ventilkammer Druckmaxima bzw. Saugkräfte auftreten.

Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläuterte Es zeigen:

Figur 1 eine Ansicht eines an einer Flüssigkeitspumpe

angeschlossenen Handgerätes nach der Erfindung,

Figur 2 einen die Ventilanordnung" darstellenden Längs-

schnitt durch das Handgerät, wobei sich das Ventil in seiner Schliess stellung befindet,

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Figur 2a eine die Funktion der Gleitdichtung bei geschlos

senem Ventil veranschaulichende Darstellung,

Figur 3 einen der Figur 2 entsprechenden Längsschnitt,

wobei das Ventil in seiner Oeffnungsstellung dargestellt ist, und

Figur 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 nach Figur 3.

Die in Figur 1 allgemein mit 10 bezeichnete Flüssigkeitspumpe besteht aus einer bekannten Kolbenpumpe mit einem Einlass stutzen 11 zum Anschluss an ein Flüssigkeitsreservoir, einem Auslassstutzen, an welchem ein flexibler Schlauch 12 zur Verbindung des Handgerätes 15 mit der Pumpe 10 angeschlossen ist, und einem durch einen nicht dargestellten Elektromotor über einen, bekannten Antriebsmechanismus hin- und herbewegten Kolben 13. Der Druck der geförderten Flüssigkeit kann durch Drehung des Bedienungsknopfes 14 eingestellt werden. Die Pumpe 10 kann einen ähnlichen Aufbau wie die in der US-Patentschrift 3 720 486 beschriebene Pumpe haben und ein Einlassventil, welches beim Saughub des Kolbens zwecks Füllung der Arbeitskammer der Pumpe geöffnet wird, sowie eine durch den Bedienungsknopf 14 einstellbare Nebenleitung aufweisen, über welche beim Arbeitshub des Kolbens ein bestimmter Anteil der vom Kolben aus der Arbeitskammer der Pumpe verdrängten Flüssigkeit in die Pumpeneinlass kammer zurückgedrückt wird. Auf diese Weise lässt sich durch Einstellung des Durchfluss quer schnitt s der Nebenleitung mit Hilfe des Bedienungsknopfes 14 der Flüssigkeitsdruck bzw. die geförderte Fl üssigke its menge regulieren. Ein Auslassregulierventil ist bei einer solchen Pumpe nicht erforderlich.

Das Handgerät 15 hat ein als Handgriff ausgebildetes Gehäuse, auf

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dessem vorderen Bereich ein von Hand axial hin- und herverschiebbares Bedienungsorgan 16 in Form eines Bedienungsringes zum Oeffnen und Schliessen des im Handgerät vorgesehenen Flüssigkeitsventils angeordnet ist. In der vorderen Stellung des Bedienungsorganes 16 ist dieses Ventil geöffnet, so dass die auf das Gehäuse aufsetzbare Spritzdüse 17 mit Flüssigkeit gespeist wird, -während das Ventil in der hinteren Stellung des Bedienungsorganes 16 geschlossen ist.Wenn die Pumpe bei geschlossenem Ventil arbeitet, dann pulsiert die Flüssigkeit im Verbindungsschlauch 12 hin und her.

Nach den Figuren 2 bis 4 hat das Handgerät 15 mit seinem zylindrischen Gehäuseteil 21 im vorderen Bereich, in welchem sein Ventil untergebracht ist, einen Einlass stutzen 22, an dem der flexible Verbindungsschlauch 12 angeschlossen ist. Der den Einlass stutzen durchsetzende Einlasskanal 23 mündet in die Ventilkammer 24, welche an ihrem hinteren Ende eine Auslassöffnung aufweist, die mit dem zur Spritzdüse 17 führenden Auslasskanal 25 in Verbindung steht« Die Spritzdüse 17 ist mittels elastisch verformbarer Finger 27, welche einen entsprechenden Gehäusering vor sprung 26 übergreifen, derart auf das Handgerätgehäuse aufgesteckt, dass sie von Hand gedreht -werden kann»

Im hinteren Bereich der zylindrischen Ventilkammer 24, die sich parallel zur Achse des Handgerätes erstreckt, ist ein Ü-Ring 28 als Dichtung angeordnet. In der in Figur 2 dargestellten Schliessstellung des Ventiles greift das am Ende einer Ventilstange 31 befestigte Verschlussstück 29 unter dichter Anlage am O-Ring 28 in diesen ein. Dieses Verschlussstück 29 kann beispielsweise aus Metall oder Kunststoff bestehen und hat einen grösseren Durchmesser

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als die Ventilstange 31. Die Vorderwand der Ventilkammer 24 hat eine mit dem Aussenraum, also mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Oeffnung 32, welche von der Ventilstange 31 durchsetzt wird» Das vordere Ende der Ventilstange 31 ist mit dem Bedienungsorgan 16 verbunden, welches zwecks Verschiebung der Ventilstange axial verschiebbar am Gehäuse angeordnet ist und zur Führung einen Ringspalt 33 aufweist, in den eine entsprechende Ringschulter 34 des Gehäuses eingreift. Aufgrund der üblichen Fertigungstoleranzen herrscht in der Oeffnung 32 praktisch immer Atmosphärendruck.

In der Ventilkammer 24 ist eine Führungsbuchse 35 zur Fütun ng des Verschlussstückes 29 und damit des hinteren Endes der Ventilstange 31 befestigt» Die Umfangswand der Führungsbuchse 35, welche auch den O-Ring 28 an seinem Platz hält, ist mit Durchbrechungen 36 (Figur 4) versehen, welche bei geöffnetem Ventil (Figur 3) den Durchtritt von Flüssigkeit durch den O-Ring 28 erlauben» Im betrach* teten Beispiel nach Figur 4 sind zwei diametral gegenüberliegende Oeffnungen 36 zwischen zwei sich nach vorn erstreckenden Fingern 35' der Führtngsbuchse 35 vorgesehen.

Die Schliessstellung d-.±rt Ventilen (Figur 2) ist durch einen Gehäuseanschlag 37 definiert, -weicher die Rückverschiebung des Bedienungsorganes 16 und damit der Ventilstange 31 mit dem Verse hlustistück 29 begrenzt» Em innerer Gehäuaeanschlag 38 begrenzt die Verschiebung des Bedienungsorganes 16 nach vorn und definiert damit die in Figur 3 gezeigte Oeifnungs stellung des Ventiles.

Im vorderen Bereich der Ventilkammer 24 ist eine Gleitdichtung 41 verschiebbar auf der Ventilstange 31 zwischen dem Verschlussstuck

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29 und der Oeffnung 32 angeordnet. Diese Gleitdichtung besteht aus einem elastisch nachgiebigem Material, beispielsweise aus Neopren oder dergleichen, und weist an ihrem vorderen Ende eine ringförmige Lippe 42 auf, welche vorzugsweise, wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt, nach vorn vorspringt und an der vorderen Stirnwand der Ventilkammer 24 anliegt, so dass diese Lippe 42 die Oeffnung 32 umgibt. Im Körper der Gleitdichtung 41 vorgesehene ringförmige Nuten 43 und 44 verleihen den Enden des Dichtungsmateriäls eine gute Flexibilität; die Nut 43 kann die Finger 35' der Führungsbuchse 35 teilweise überlappen, um die Gleitdichtung an einer Rückwärtsbewegung zu hindern. Die nachgiebige ringförmige Lippe 42 am vorderen Ende der Gleitdichtung wird vorzugsweise durch eine nach vorn und radial nach innen ragende Verlängerung der die Nut 44 aus sen begrenzenden Umfangswand des Dichtungsmaterials gebildet, wie es in den Figuren 2, 2a und 3 dargestellt ist. Die Gleitdichtung dichtet die Kammer 24 zwischen Einlass 23 und Oeffnung 32 ab.

Die beschriebene Ventilanordnung arbeitet folgendermassen: In der in Figur 2 gezeigten geschlossenen Stellung des Ventiles versperrt das Verschlussstück 29 den O-Ring 28 und verhindert damit einen Durchtritt der Flüssigkeit vom Einlasskanal 23 zum Auslasskanal 25. Jeder in der Ventilkammer 24 auftretende Druck infolge der durch die laufende Pumpe in Pulsationen versetzten Flüssigkeit erzeugt eine Kraft auf den vorderen Bereich des Verschluss Stückes 29, welcher radial über die Ventilstange 31 vorsteht, so dass das Ventil in seiner Schliessstellung gehalten wird, wenn der Benutzer des Handgerätes das Bedienungsorgan 16 loslässt. Auf das rückwärtige Ende des Verschluss Stückes 29, das über den Auslasskanal 25 mit der Aussenluft verbunden ist, wirkt Atmosphärendruck.

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Um das Ventil zu öffnen, wird das Bedienungsorgan 16 im Sinne der Pfeile nach Figur 3 in seine vordere Stellung verschoben, so dass nunmehr die pulsierende Flüssigkeit vom Einlasskanal 23 durch den O-Ring 28 in den Auslasskanal 25 und in die Spritzdüse 17 fliessen kann. In dieser Stellung (Figur 3) erzeugt der Druck in der Ventilkammer 24 eine grössere Kraft auf das rückwärtige Ende des Verschlussstückes 29 als auf dessen vorderes' Ende, weil nämlich die vom Druck beaufschlagte rückwärtige Fläche auch noch die Querschnitts fläche der Ventilstange 31 einschliesst; daher wird das Ventil wiederum in seiner Oeffnungsstellung gehalten, wenn das Bedienungsorgan 16 losgelassen wird.

Das beschriebene Ventil nimmt also sowohl eine stabile Schliessals auch eine stabile Oeffnungslage ein, ohne dass besondere Federelemente oder Rastelemente vorgesehen zu werden brauchen.

"Wenn das Ventil geschlossen und die Pumpe im Betrieb ist, dann schwankt der Druck in der Ventilkammer 24 periodisch zwischen einem Maximum und einem Minimum, entsprechend der hin- und hergehenden Bewegung des Pumpenkolbens. Dabei kann das Minimum unterhalb des Atmosphärendruckes liegen, d,h,, es kann eine kleine Saugwirkung auftreten. Bei jedem auftretenden Drück-Maximum wird die Gleitdichtung 41 nach vorn, d.h. in der Darstellung nach den Zeichnungen 2, 2a und 3 nach rechts, gedrängt, so dass die Lippe 42 gegen die die Oeffnung 32 begrenzende Wand gedrückt und dabei umgebogen wird. Wenn der Druck abnimmt, dann bewirkt die Elastizität bzw. die elastische Rückstellkraft der Lippe 42 eine Rückverschiebung der Gleitdichtung 41 nach links, bis diese Lippe wieder ihren entspannten Zustand eingenommen hat. Wenn der Druck in der

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Ventilkammer unter Atmosphärendruck sinkt, dann kann die Gleitdichtung 41, wie in Figur 2a angedeutet, von der Oeffnung 32 weg nach hinten verschoben werden, wobei diese mögliche Verschiebung von den relativen Werten der Saug- und Reibungskräfte abhängt. Auf diese Weise wird ein übermässiger Anstieg der Belastung des Pumpenmotors verhindert, wenn das Handgerät abgeschaltet wird, die Pumpe jedoch in Betrieb bleibt. Entsprechend werden auch verstärkte Pumpgeräusche und eine erhöhte Motor erwärmung vermieden.

Wenn die Pumpe abgeschaltet wird, dann kommt sie gewöhnlich in einer Stellung zum Stillstand, in welcher die Flüssigkeit in der Pumpenarbeitskammer und der Pumpenauslassleitung unter Druck steht, so dass auch in der Ventilkammer 24 des Handgerätes ein gewisser Druck herrscht, durch den die Gleitdichtung 41 in ihre vordere Stellung verschoben wird, in der die Lippe 42 gegen die vordere Wand der Ventilkammer 24 gedrückt wird. Im allgemeinen treten stets gewisse Leckströmungen durch das Einlassventil der Pumpe auf, so dass der Druck in der Ventilkammer 24 nach einer gewissen Zeit abnimmt und entsprechend die Gleitdichtung 41 rückverschoben wird. Wenn die Pumpe dann erneut eingeschaltet wird, kann sich die Lippe 42 unter der Wirkung der Flüssigkeitsdruckimpulse entsprechend biegen, wodurch das Anlauf drehmoment der Pumpe verringert wird, welches zur erneuten Ingangsetzung des Betriebes erforderlich ist.

Wenn die Pumpe läuft und das Ventil offen ist (Figur 3), dann tritt nur ein geringer Strömungswiderstand beim Durchgang der Flüssigkeit durch den O-Ring 28 und den Auslasskanal 25 auf. Der Druck in der Ventilkammer 24 variiert dabei periodisch, wird jedoch im

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allgemeinen nicht unter Atmosphärendruck absinken, sondern es werden Lucken bzw. Pausen zwischen aufeinanderfolgenden Druckimpulsen auftreten. Die Lippe 42 der Gleitdichtung 41 wird sich beim Auftreten der Druckmaxima jeweils etwas biegen, jedoch sonst den normalen Betrieb nicht beeinflussen. Die elastische Kraft der Lippe 42 wird vorzugsweise nicht so hoch gewählt, dass die Durckmaxima itbermässig abgeflacht werden.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern lässt hinsichtlich der konstruktiven Einzelheiten des Handgerätes und besonders der Ventilanordnung mannigfache Varianten zu.

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Claims

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PATENT ANSPRUECHE

ϊ 1.1 Handgerät zur Körperpflege mittels eines Flüssigkeitsstraides, insbesondere zur Zahn- und Mundpflege, welches über einen Schlauch an eine pulsierende Flüssigkeitsdrucke erzeugende Pumpe anschliessbar ist und zwischen der Einlass- und der Auslassleitung des Handgerätgehäuses ein von Hand betätigbares Ventil zum Oeffnen und Schliessen der Auslassleitung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil eine in einer Ventilkammer (24) längs verschiebbare Ventilstange (31) und ein an derem einen Ende befestigtes Verschlussstück (29) mit einem grösseren Durchmesser als die Ventilstange aufweist, dass die Ventilkammer (24) an der einen Seite eine von der Ventilstange (31) durchsetzte und mit der Aussenluft in Verbindung stehende Oeffnung (32) und auf der anderen, in die Auslassleitung (25) mündenden Seite einen eingesetzten, mit dem Verschlussstück (29) zusammenwirkenden Dichtungsring (28) aufweist, während die Einlassleitung (23) zwischen der erwähnten Oeffnung (32) und dem Dichtungsring (28) in die Ventilkammer mündet, wobei in der Schliess- bzw. der Oeffnungsstellung des Ventiles das Verschlussstück (29) in den Dichtungsring (28) unter Anlage an demselben eingreift bzw. aus der Ringöffnung herausgezogen ist, und dass auf der Ventilstange (31) zwischen dem Verschlussstück (29) und der erwähnten Oeffnung (32) verschiebbar eine an der umgebenden Ventilkammerwand anliegende Gleitdichtung (41) gelagert ist, welche auf der der erwähnten Oeffnung (32) zugewandten Seite eine elastisch nachgiebige Ringlippe (42) aufweist, die unter der Wirkung des in der Ventilkammer (24) auftretenden Druckes gegen die die erwähnte Oeffnung (32) umgebende Seitenwand der Ventilkammer pressbar ist,

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2. Handgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein die mögliche Verschiebung der Gleitdichtung (41) bis zur Einmündung der Einlassleitung verbindender Anschlag vorgesehen ist.
3. Handgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ventilkammer (24) in der Nähe des Dichtungsringes (28) eine Führungsbuchse (35) für das Verschlussstück (29) angeordnet ist, welche wenigstens eine Oeffnung (36) für die Flüssigkeit aufweist.
4. Handgerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbuchse (35) im Bereich der Einmündung der Einlassleitung (23) in die Ventilkammer (24) angeordnet ist und eine mögliche Verschiebung der Gleitdichtung (41) bis zu dieser Einmündung verhindert.
5. Handgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elastisch nachgiebige ringförmige Lippe (42) an der der erwähnten Oeffnung (32) zugewandten Stirnseite der Gleitdichtung (41) vorsteht.

6. Handgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilkammer (24) zylindrisch ist und sich parallel zur Auslassleitung (25) in Längsrichtung des länglichen, griffartigen Handgerätgehäuses erstreckt, dass sich die erwähnte Oeffnung (32) an der vorderen Seite und der Dichtungsring (28) an der hinteren Seite der Ventilkammer (24) befinden, während die Einlassleitung (23) durch die Umfangswand in die Ventilkammer mündet, dass die Auslassleitung (25) am vorderen Ende des Handgerätgehäuses mündet und dass das aus der Ventilkammer (24) durch die erwähnte Oeffnung (32)

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herausragende Ende der Ventilstange (31) mit einem auf dem vorderen Umfangsbereich des Handgerätgehäuses axial verschiebbaren Bedienungsorgan (16) für das Ventil verbunden ist.

7. Handgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitdichtung (41) an beiden Enden Ringnuten (43, 44) aufweist und dass die elastisch nachgiebige ringförmige Lippe (42) durch eine Verlängerung der Aussenurnfangswand der der erwähnten Oeffnung (32) zugewandten Ringnut (44) gebildet ist und sowohl in Richtung auf die diese Oeffnung (32) umgebende Wand als auch radial nach innen vorspringt.

8. Handgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schliessslellung und Oeffniuigy stellung des Ventils definierende Anschläge vorgesehen sind.

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