DE2724175A1

DE2724175A1 - INHALATION DEVICE FOR RESPIRATORY TREATMENT

Info

Publication number: DE2724175A1
Application number: DE19772724175
Authority: DE
Inventors: Edelfried Ing Grad Mueller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-05-27
Filing date: 1977-05-27
Publication date: 1978-11-30
Also published as: IT7823855A0; CA1124151A; GB1575887A; NL7805722A; SE7805931L; DE2724175C3; FR2391736A1; DE2724175B2; JPS53148893A; IT1095916B

Description

BOSCH-SIEMENS HAUSGERÄTE GMBH 8000 München 22, 2. 5. Iv Stuttgart 2 Mannhardtstr. 6BOSCH-SIEMENS HAUSGERÄTE GMBH 8000 Munich 22, 2. 5. Iv Stuttgart 2 Mannhardtstr. 6th

Unser Zeichen: TZP 77/101 Kes/woOur reference: TZP 77/101 Kes / wo

Inhalationsgerät zur Behandlung der AtemwegeInhalation device for treating the respiratory tract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Inhalationsgerät zur Behandlung der Atemwege, mit einem vorzugsweise Ultraschall-Schwingungen erzeugenden Schwingungsgenerator und mit einem Flüssigkeitsbehälter, der über Flüssigkei tsl oi t ung rait einem tief erl ie ~t,-. . r (irra Schwingungsgenerator zugeordneten Vertoi 1 crd nnoni. in Verbindung steht. The invention relates to an inhalation device for treating the respiratory tract, with a vibration generator that preferably generates ultrasound vibrations and with a liquid container that extends deeply through liquid dissolving. . r (irra vibration generator associated with Vertoi 1 crd nnoni. is connected.

Gemäß einem älteren Vorschlag ist unmittelbar vor der mit Ultra schall-Biegeschwingungen beaufschlagten Zerstäuberplatte eines Inhalationsgerätes der vorgenannten Art ein Verteilerelement in Form eines Netzgebildes angeordnet, welches seine Flüssigkeit von einem darüber angeordneten Flüssigkeitsbehälter erhält, wozu der Flüssigkeitsbehälter am Behälterboden einen abwärtsgerichteten Flüssigkeitskanal sowie eine unmittelbar oberhalb des Netzgebildes befindliche Austrittsöffnung aufweist. Die Flüssigkeit gelangt allein unter der Wirkung der Schwerkraft vom Flüssigkeitsbehälter zur Austrittsöffnung und von hier aus zum Verteilerelement, wo sie sich infolge Kapillarwirkung gleichmäßig über die Oberfläche der Zerstäuberplatte verteilt und durch die hochfrequenten Schwingungen In Richtung des Inhalationetricöers zerstäubt wird. According to an older proposal , a distributor element in the form of a network structure is arranged immediately in front of the nebulizer plate of an inhalation device of the aforementioned type , which is acted upon with ultrasonic bending vibrations , which receives its liquid from a liquid container arranged above, for which the liquid container on the container bottom has a downward liquid channel and one directly above of the network structure located outlet opening. Under the action of gravity alone, the liquid reaches the outlet opening from the liquid container and from here to the distributor element, where it is evenly distributed over the surface of the atomizer plate due to capillary action and is atomized by the high-frequency vibrations in the direction of the Inhalationetröer.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Inhalationsgerät der vorgenannten Art hinsichtlich eines geringen aber stetigen FlUssigkeitstransportes zu verbessern. The present invention is based on the object of improving an inhalation device of the aforementioned type with regard to a low but steady liquid transport.

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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der geschlossene Flüssigkeitsbehälter einerseits über eine Saugheberleitung mit dem Verteilerelement und andererseits mit einer Druckluftpumpe in Verbindung steht, die zur Einleitung des im übrigen selbsttätig ablaufenden Saughebevorganges einen Druckluftimpuls auf den FlUssigkeitsvorrat abzugeben vermag. Auf diese Weise wird einer Schwierigkeit beim Transport sehr geringer Fliissigkeitsmengen wirksam begegnet, die darin besteht, daß die Flüssigkeit durch Adhäsionskräfte mehr oder weniger daran gehindert wird, durch sehr enge und trockne Rohrleitungen hindurchzufließen. Der mit dem Einschalt des Gerätes erzeugte Druckluftimpuls zwingt die Flüssigkeit zur Strömung in der Flüssigkeitsleitung, wonach sich der FlUssigkeitstransport nach dem Saugheberprinzip selbsttätig, ohne weitere Energiezuführung fortsetzt bis zur völligen Entleerung des Flüssigkeitsbehälters.This object is achieved according to the invention in that the closed liquid container on the one hand via a Siphon line is connected to the distributor element and, on the other hand, to a compressed air pump which is capable of delivering a compressed air pulse to the liquid supply to initiate the otherwise automatic suction lifting process. This way there is a difficulty in doing Transport of very small amounts of liquid effectively countered, which consists in that the liquid by adhesive forces is more or less prevented from flowing through very narrow and dry pipelines. The one with the switch-on The compressed air pulse generated by the device forces the liquid to flow in the liquid line, after which the Liquid transport according to the suction lifter principle automatically, without additional energy supply, continues until complete Emptying the liquid container.

Erfindungsgemäß weist die Druckluftpumpe einen vorzugsweise als manuell betätigbarer Schaltknopf ausgebildeten Druckkoll: auf, welcher in einem über ein steuerbares Ventil mit der freien Atmosphäre verbindbaren Zylinderraum entgegen der Kra einer Feder zur Abgabe des Druckluftimpulses bewegbar ist. Nach Beendigung des Kolbenhubes steht der Innenraum des Fl,:' keitsbehälters über das geöffnete Ventil mit der freien At.;:c phäre in Verbindung, so daß während dem Ausfließen der FIu-.^* keit im Flüssigkeitsbehälter kein Unterdruck entstehen kann.According to the invention, the compressed air pump preferably has a designed as a manually operated switch button: on, which in a controllable valve with the open atmosphere connectable cylinder space against the force a spring for delivering the compressed air pulse is movable. After completion of the piston stroke, the interior of the Fl, is: ' keitsbehälters over the open valve with the free atmosphere;: c so that during the outflow of the FIu -. ^ * the fact that no negative pressure can arise in the liquid container.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung 1st eine Rastvorricht für die Arretierung des Druckkolbens in seiner betätigten, gedrückten Stellung vorgesehen, welche nach Beendigung des Sau. -Vorganges zur Rückführung des Druckkolbens entriegelbar ist. Die RUckbewegung des Druckkolbens nach Beendigung des Inhalati Vorganges kann dazu ausgenützt werden, bei geschlossenem Venti L in dem Zylinderraum und somit im Innenraum des Flüssigkeitsbehälters einen Unterdruck zu erzeugen, durch welchen die Flüssigkeitsleitung zwischen Flüssigkeitsbehälter und Verteilerelement völlig leergesaugt wird.According to a further development of the invention, there is a latching device for locking the plunger in its actuated, depressed position, which is provided after the sow. Process for returning the pressure piston can be unlocked. The return movement of the plunger after the inhalation has ended Process can be used to generate a negative pressure when the valve L is closed in the cylinder space and thus in the interior of the liquid container, through which the Liquid line between the liquid container and the distributor element is completely sucked empty.

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Ferner kann die Bewegung bzw. Einschaltbetätigung des Druckkolbens dazu ausgenützt werden, um einen Schalter zu betätigen, welcher seinerseits den Schwingungsgenerator in Gang setzt.Furthermore , the movement or activation of the pressure piston can be used to activate a switch, which in turn sets the vibration generator in motion.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles nachstehend erläutert.The invention is explained below with reference to an embodiment shown in the drawing.

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Fig. 1 eine schematische Schnittansicht der für den Flüssigkeitstransport wesentlichen Teile des erfindungsgemäßen Inhalationsgerätes,Fig. 1 is a schematic sectional view of the liquid transport essential parts of the inhalation device according to the invention,

Flg. 2 ein Weg-Druck-Diagramm, aus welchem die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Inhalationsgerätes hervorgeht. Flg. 2 shows a path-pressure diagram from which the functioning of the inhalation device according to the invention can be seen.

In Figur 1 ist mit 1 ein kegelförmiger Schwinger (Schallübertrager) bezeichnet, welcher im Ausführungsbeispiel auf einer Seite eine piezokeramische Schicht 2 und auf der anderen, einem nicht dargestellten Inhalationstrichter zugewandten Ende eine Zerstäuberplatte 3 aufweist. Der Schwinger steht mit einem allgemein mit k bezeichneten, nicht weiter beschriebenen elektronischen Schwingungsgenerator in Verbindung. Unmittelbar vor der äußeren Oberfläche der Zerstäuberplatte 3 ist ein Verteilerelement 5 angeordnet, welches z. B. aus einem netzartigen Material besteht und welches durch Kapillar-wirkung eine sehr feine Verteilung einer zugeführten Flüssigkeit bewirkt. Die bei Betrieb des Schwingungsgenerators k auf die Zerstäuberplatte 5 übertragenen Ultraschall-Schwingungen bewirken eine sehr feine Zerstäubung der vor der Zerstäuberplatte in feiner Verteilung aufgebrachten Flüssigkeit zum Inhalationstrichter und damit zur Inhalierenden Person hin.In FIG. 1, 1 denotes a conical transducer (sound transmitter) which, in the exemplary embodiment, has a piezoceramic layer 2 on one side and an atomizer plate 3 on the other end facing an inhalation funnel (not shown). The oscillator is connected to an electronic oscillation generator, which is generally designated k and is not described further. Immediately in front of the outer surface of the atomizer plate 3, a distributor element 5 is arranged, which z. B. consists of a net-like material and which causes a very fine distribution of a supplied liquid by capillary action. The ultrasonic vibrations transmitted to the atomizer plate 5 during operation of the vibration generator k cause a very fine atomization of the finely dispersed liquid in front of the atomizer plate towards the inhalation funnel and thus towards the inhaler.

Mit 6 ist ein Flüssigkeitsbehälter bezeichnet, w-elcher durch einen lösbaren Deckel 7 luftdicht verschließbar ist. Im Dc«R* ist ein vertikaler Steigleitungsabschnitt 8 einer Saugheberleitung gehaltert, wobei das eine Ende der Saugheberleitung b/With 6 a liquid container is designated, w-which through a detachable cover 7 can be closed airtight. In the Dc «R * is a vertical riser line section 8 of a siphon line supported, with one end of the siphon line b /

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des Steigleitungsabschnittes β sich bis zum Boden des Flüssiikeitsbehälters 6 erstreckt, während das andere Ende der Saugheberleitung 9 mit dem Verteilerelement 5 in Verbindung steht. Die Saugheberleitung 9 besteht aus einem dünnen Rohr und verbindet den höherliegenden Flüssigkeitsbehälter 6 mit dem tieferliegenden Verteilerelement 5· Der Flüssigkeitstransport erfolgt nach dem Saugheberprinzip, das heißt nach einem einmalig erzwungenen Strömung der Flüssigkeit 10 bis zum Verteilerelement 5 erfolgt der weitere Flüssigkeittransport selber tätig ohne weitere Energiezuführung infolge des unterschiedlich Niveaus von Flüssigkeitsbehälter und Verteilerelement.of the riser line section β extends to the bottom of the liquid container 6, while the other end of the siphon line 9 is connected to the distributor element 5. The siphon line 9 consists of a thin tube and connects the higher-lying liquid container 6 with the lower lying distributor element 5 · The liquid transport takes place according to the siphon principle, that is, after a one-time forced flow of the liquid 10 up to the distributor element 5, the further liquid transport takes place itself operates without additional energy supply due to the different levels of the liquid container and the distributor element.

Am Gehäuse 11 des Inhalationsgerätes ist eine Druckluftpumpe befestigt, welche einen durch eine Stirnwand 13 begrenzten Zylinderraum 14 aufweist, innerhalb welchem ein als manuell betätigbarer Schaltknopf ausgebildeter Druckkolben 16 entgegen der Kraft einer Feder 15 verschiebbar ist. Das schaltknopfarti: Betätigungsende des Druckkolbens 16 ragt durch eine Öffnung im Gerätegehäuse 11. An der Stirnwand 13 des Zylinderraumes 1Ί ist ein steuerbares Ventil 17 vorgesehen, durch welches der Zylinderraum 14 sowie über die Luftleitung 18 der Innenraum <:· Flüssigkeitsbehälters 6 mit der AuBenatmosphäre in Verbindung gebracht werden kann. Die Luftleitung 18 ist einerseits ir: Deckel 7 des Flüssigkeitsbehälters 6 gehaltert und mündet andererseits in die Stirnwand 13 des Zylinderraumes 1Ί ein. Mit 19 ist eine Rastfeder einer Rastvorrichtung bezeichnet, ν nach Betätigung des Druckkolbens 16,das heißt nach Verschiebe: des Druckkolbens in Pfeilrichtung in eine Rastnut 20 an der Umfangsflache des Druckkolbens einrasten kann. Im Bereich des Druckkolbens 16 1st ferner ein elektrischer Schalter 21 angeordnet, mit einem Betätigungshebel 22, welcher in der Ruhestellung des Druckkolbens 16 in einer Nut 24 des Druckkolbens liegt und mit dem Beginn der Bewegung den beweglichen Kontakt 23 des Schalters 21 betätigt und somit den Schwingungsgenerator 4 einschaltet. Mit 25 1st ein zwischen der Umfangsflache des Druckkolbens 16 und der Innenfläche des ZyIInderräumes 14 angeordneter Dichtring bezeichnet.A compressed air pump is located on the housing 11 of the inhalation device attached, which has a bounded by an end wall 13 cylinder space 14, within which a pressure piston 16 designed as a manually operable switch button counteracts the force of a spring 15 is displaceable. The button type: The actuating end of the pressure piston 16 protrudes through an opening in the device housing 11. On the end wall 13 of the cylinder space 1Ί a controllable valve 17 is provided, through which the cylinder space 14 and, via the air line 18, the interior space <: Liquid container 6 with the outside atmosphere in connection can be brought. The air line 18 is on the one hand ir: Lid 7 of the liquid container 6 is held and on the other hand opens into the end wall 13 of the cylinder space 1Ί. A locking spring of a locking device is denoted by 19, ν after actuation of the pressure piston 16, that is, after displacement: of the pressure piston in the direction of the arrow in a locking groove 20 on the Can engage the circumferential surface of the plunger. In the area of the pressure piston 16 there is also an electrical switch 21 arranged, with an actuating lever 22, which in the rest position of the pressure piston 16 in a groove 24 of the pressure piston is and with the beginning of the movement actuates the movable contact 23 of the switch 21 and thus the vibration generator 4 switches on. With 25 1st a between the circumferential surface of the Pressure piston 16 and the inner surface of the cylinder space 14 arranged sealing ring referred to.

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Ia folgenden wird anhand de* Diagrammeβ gemäß Figur 2 die Funktion·«·!se des beschriebenen Inhalationsgerätes erläutert.The following is based on the * diagrams according to FIG The function of the described inhalation device is explained.

Da« fierät wird durch Drücken des Druckkolbens 16 in Pfeilrichtun* (Figur 1) in Betrieb gesetzt. In der gedrückten, betätigten Stellung wird der Druckkolben 16 durch die Rastfeder 19 verriegelt nachdem der Druckkolben 16 den Weg ^A. S = Sl minus SO zurückgelegt hat, schaltet der als Mikroschal ter nusi'ohiMiu Schalter 21 den Schwingungsgenerator k ein. Damit beginnt das Schwingungssystem zu arbeiten. Während der Bewegung des Druckkolbens 16 in die Raststellung SE nimmt der Druck im Zylinderraum 14 und damit auch im Innenraum des Flüssigkeitsbehälters 6 allmählich zu bis zu einem maximalen Druck Pl. Durch diesen ansteigenden Druck wird auf die Flüssigkeit 10 im Inneren des FlUssigkeitsbehälters 6 ein Druckluftimpuls ausgeübt, welcher eine erzwungene Strömung der Flüssigkeit 10 in der Saugheberleitung 9 bewirkt. Schon bei einem Druck Px erreicht die Flüssigkeit das Verteilerelement 5. Nachdem einmal die Flüssigkeit das Verteilerelement erreicht hat, läuft sie ohne weitere Energiezufuhr nach dem Saughebeprinzip weiter. Der Innenraum des FlUssigkeitsbehälters 6 wird nach dem Einschaltvorgang über die Luftleitung 18, den Zylinderraum 14 sowie über das geiffnete Ventil 17 «it der freien Atmosphäre verbunden. Durch diese Verbindung sinkt der Druck im Behälterinneren auf den atmosphärischen Luftdruck langsam ab, wie in Figur 2 angedeutet. In Figur 2 ist ferner durch den Linienzug 26 die Schaltstellung des Schalters 21 gekennzeichnet, welcher bei Sl eingeschaltet und bei S2 wieder ausgeschaltet wird. Es wurde erläutert, daß durch das geöffnete Ventil 17 der Druck im System allmählich abfällt, wobei ein Unterdruck, der durch die ausströmende Flüssigkeit entstehen würde, über das Ventil 17 ausgeglichen wird. In dem im Diagramm unterbrochen gezeichneten Bereich fließt die Flüssigkeit 10 nach dem Saughebeprinzip selbsttätig vom Flüssigkeitsbehälter 6 zum Verteilerelement 5.The device is put into operation by pressing the pressure piston 16 in the direction of the arrow (FIG. 1). In the pressed, actuated position, the pressure piston 16 is locked by the detent spring 19 after the pressure piston 16 has traveled the path ^ A. S = Sl minus SO, the nusi'ohiMiu switch 21 as a microswitch turns on the oscillation generator k . The oscillation system then begins to work. During the movement of the pressure piston 16 into the detent position SE, the pressure in the cylinder space 14 and thus also in the interior of the liquid container 6 gradually increases up to a maximum pressure Pl.This increasing pressure exerts a compressed air pulse on the liquid 10 inside the liquid container 6 , which causes a forced flow of the liquid 10 in the siphon line 9. The liquid already reaches the distributor element 5 at a pressure Px. Once the liquid has reached the distributor element, it continues to run according to the siphon principle without any further energy supply. After the switch-on process, the interior of the liquid container 6 is connected to the free atmosphere via the air line 18, the cylinder space 14 and via the open valve 17. As a result of this connection, the pressure inside the container slowly drops to atmospheric air pressure, as indicated in FIG. In FIG. 2, the line 26 indicates the switching position of the switch 21, which is switched on at S1 and switched off again at S2. It was explained that the pressure in the system gradually drops through the open valve 17, with a negative pressure that would arise from the outflowing liquid being equalized via the valve 17. In the area shown as interrupted in the diagram, the liquid 10 automatically flows from the liquid container 6 to the distributor element 5 according to the suction lift principle.

Zum Ausschalten des Gerätes wird der Druckkolben 16 kurz in Pfeilrichtung bewegt, die Rastverbindung wird hierdurch aufgehoben und der Druckkolben bewegt sich unter der Wirkung derTo switch off the device, the pressure piston 16 is moved briefly in the direction of the arrow, the locking connection is thereby canceled and the pressure piston moves under the action of the

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Feder 15 in die Ruhestellung zurück. Mit Beginn des Ausschalt -Vorganges, das heißt mit Beginn der Rückwärtsbewegung des Druckkolbens 16 wird das Ventil 17 über nicht dargestellte Betätigungsmittel geschlossen. Damit entsteht während der Rückbewegung des Druckkolbens 16 im Zylinderraum Ik und somit auch im Inneren des Flüssigkeitsbehälters 6 ein wachsender Unterdruck, der bis auf einen maximalen Wert P2 ansteigt. Der Druck P2 ist betragsmäßig größer als der Überdruck Pl, da sich das Ventil 17 mit Beginn des Ausschaltvorganges sofort schließt. Dieser Unterdruck bewirkt, daß sämtliche Flüssigkeitsreste in der Saugheberleitung 9 sicher abgesaugt werden, so daß Rückstände verbleiben. Nach dem der Druckkolben l6 seine Ruhestellung So erreicht hat, wird das Ventil wieder geöffnet und der Unterdruck P2 wird sehr rasch wieder abgebaut, wie in Figur 2 verdeutlicht. Kurz bevor der Druckkolben 16 seine Null-Stellung So erreicht hat, wird auch der Schalter 21 wieder geöffnet, womit der Schwingungsgenerator k abgeschaltet wird. Für das Schließen und Öffnen des Ventiles können mechanische Getriebemittel vorgesehen sein, die mit <. Druckkolben 16 in Verbindung stehen. Es können jedoch auch im Bewegungsweg des Druckkolbens 16 elektrische Schalteinrichtungen vorgesehen sein, durch welche über entsprechend Antriebsmittel eine Stellbewegung des Ventiles erfolgen ka r. Auch für die Bewegung des Druckkolbens können elektrisch b«- tätigbare Antriebsmittel vorgesehen sein, die lediglich durc. Betätigung eines elektrischen Schalters betätigbar sind.Spring 15 back to the rest position. At the beginning of the switch-off process, that is, at the beginning of the backward movement of the pressure piston 16, the valve 17 is closed by actuating means (not shown). As a result, during the return movement of the pressure piston 16 in the cylinder space Ik and thus also in the interior of the liquid container 6, an increasing negative pressure occurs, which increases to a maximum value P2. The amount of the pressure P2 is greater than the overpressure P1, since the valve 17 closes immediately at the start of the switch-off process. This negative pressure has the effect that all liquid residues in the siphon line 9 are safely sucked off, so that residues remain. After the pressure piston 16 has reached its rest position So, the valve is opened again and the negative pressure P2 is reduced again very quickly, as illustrated in FIG. Shortly before the pressure piston 16 has reached its zero position So, the switch 21 is also opened again, whereby the oscillation generator k is switched off. For the closing and opening of the valve, mechanical gear means can be provided which are marked with <. Pressure piston 16 are in communication. However, electrical switching devices can also be provided in the movement path of the pressure piston 16, by means of which an actuating movement of the valve can take place via corresponding drive means. Electrically actuatable drive means can also be provided for the movement of the pressure piston. Actuation of an electrical switch can be operated.

6 Patentansprüche 2 Figuren6 claims 2 figures

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Claims

rzp 77/101 27 2 4 1 7 claims

1.) Inhalation device for treating the airways, with a Vibration generator preferably generating ultrasonic vibrations and with a liquid container, the fluid line with a lower-lying distributor element assigned to the vibration generator is in communication, characterized in that the closed liquid container (6) on the one hand via a siphon line (9) with the distributor element (5) and on the other hand with a Compressed air pump (12) is connected to the initiation the suction lifting process, which otherwise runs automatically, sends a compressed air pulse to the liquid supply (10) is able to deliver.

2. Inhalation device according to claim 1, characterized in that the compressed air pump (12) has a preferably designed as a manually operable switch button plunger (l6) which meet in a via a controllable valve (17) verbundbaren with the free atmosphere cylinder space {\ k) the force of a spring (15) can be moved to deliver the compressed air pulse.

3 * Inhalation device according to claim 2, characterized by a latching device (19/20) for locking the pressure piston (16) its actuated, pressed position, which is used to return the plunger after completion of the suction process is unlockable.

H. Inhalation device according to claim ^ characterized in that mitt-Elbar or directly actuatable valve actuating means are provided by the pressure piston (16) through which the valve (17) when the movement is closed the piston to its rest position and opened again upon reaching the Ruhelag · will.

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Inhalation device according to one or more of the preceding claims, characterized in that in one, the liquid container (6) tightly sealing, detachable cover (7) the riser section (8) the suction siphon line (9) as well as an end wall (13) of the cylinder space (14) of the cylinder chamber (14) which has the valve (17) Air line (18) discharging into the compressed air pump (12) is supported is.

Inhalation device according to one or more of the preceding claims, characterized in that one of the pressure piston (16) is in the immediate vicinity of its rest position. (So) actuatable switch (21) is provided, which is preferably connected via a control device to the vibration generator (k) in order to switch it on .

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