DE2946542A1

DE2946542A1 - Pumpenaggregat fuer eine munddusche o.dgl.

Info

Publication number: DE2946542A1
Application number: DE19792946542
Authority: DE
Inventors: Johann Marius Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Milosiu
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1979-11-17
Filing date: 1979-11-17
Publication date: 1981-05-27

Description

Pumpenaggregat für eine Munddusche oder dergl.
Die Erfindung betrifft ein Pumpenaggregat gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.
Bei einem bekannten Pumpenaggregat dieser Art (DE-OS 27 14 876) ist elre mit einer Pumpenmembran verbundene Stößel stange mit dem freien Ende eines schwenkbeweglich gelagerten Ankers eines Schwingankermotors über ein Gelenk gekuppelt. Der Anker steht dabei senkrecht zur Bewegungsv richtung der Stößel stange. Durch diese winklige Zuordnung ist für den Aufbau ein hoher Raumbedarf erforderlich. Ausserdem sind die Schwenklager des Ankers und die Verbindungsstelle mit der Stößel stange durch die stoßweise Belastung einem erhöhtem Verschleiß unterworfen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Pumpenaggregat gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs zu schaffen, das einen gedrängten Aufbau ermöglicht und Kraftumlenkungen zwischen dem Anker und der Pumpe vermeidet.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs.
Bei dieser Ausgestaltung wird die Lagerung des Ankers, der gleichzeitig starr mit der Pumpenmembran verbunden ist, frei von den beim Pumpen auftretenden Stoßbelastungen gehalten und braucht daher lediglich für die durch das Eigengewicht verursachten Kräfte bemessen zu werden. Auch können hierbei keine Lagerklopfgeräusche entstehen. Dabei wird die erforderliche Energie zur Erregung des magnetischen Flusses durch den geschlossenen magnetischen Kreis dem zweigeteilten Arbeitsluftspalt auf ein Minimum reduziert bzw.
eine hohe Kraftausbelte für die Pumpe erreicht. Die gesamte Oberfläche der Arbeitsluftspalte erzeugt dabei nützliche magnetische Anziehungskräfte.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 die Anordnung eines P»mpenaggregates in einem aufgeschnittenen Gehäuse einer Munddusche und Fig. 2 das Pumpenaggregat im Längsschnitt.
Ein Pumpenaggregat weist eine Membran 1 aus biologisch passivem Silikonkautschuk auf, die einerseits an einem Antriebsstößel 2 mittels eines daran angeschraubten Membranhalters 3 und einer Membranmutter 4 und andererseits an der Aggregathalterung 5 bzw. dem Pumpenkopf 6 befestigt ist. Die Membran 1 ist zwecks besserer Haftung mit ringförmigen Erhebungen la versehen, während das Mittelteil der Membran 1 dicker ausgebildet ist, um dem Montagedruck der Membranhalter 3 und Membranmutter 4 besser zu widerstehen. Der übrige Teil der Membran 1 hat eine leicht konische Form, um die Bewegungsfreiheit des zentralen Teils nicht zu beeinträchtigen, was der Antriebskraft zugute kommt und die Membranlebensdauer erhöht.
Die geeigneten Abmessungen des Außendurchmessers der Membranhalter 3 und Membranmutter 4, die beide aus biologisch passivem glasfaserverstärktem Polyamid hergestellt sein könnten, liegen zwischen 9 und 15 mm. Der Pumpenkopf 6 ist mittels einer ringförmigen Rastnase 6a an der Aggregathalterung 5 befestigt. Von der Pumpenkammer 7 führt ein Hochdruckanschluß 8 zu einem Hochdruckschlauch 9, an den ein Düsenhalter und eine Düse angeschlossen sind. Der Wassereinlaß erfolgt durch ein Kugelflatterventil mit einer Kugel 10 in einem Ventilkörper 11, woran eine Zulaufleitung 12 angeschlossen ist, über die das Wasser! aus dem abnehmbaren Wasserbehälter 13 herangeleitet wird. Das Ventil ist so gebaut, daß die Kugel 10 normalerweise unter Eigengewicht auf der mit symmetrisch und radial angeordneten, nach Art von Zinnen ausgebildeten Kanälen versehenen Ventilkörperauflage 6b ruht. Dadurch hat das Wasser die Möglichkeit, die Pumpenkammer schon gleich nach dem Aufsetzen des Wasserbehälters 13 und vor dem Inbetriebsetzen der Pumpe zumindest teilweise zu füllen und hilft somit die Anlaufzeit beträchtlich zu vermindern. Der Ventilkörper 11 wird an den Pumpenkopf 6 geklebt oder mittels Ultraschall verschweißt.
Ein Hubmagnet 19, 20 als Antriebsmotor wird mit Wechselstrom betrieben und zwar so, daß vorzugsweise eine Halbwelle unterdrückt wird durch eine Diode. Mittels eines Netzsteckers 14 und eines Kabels 15 sowie einem Ein- Aus- Schalter 16 wird der Hubmagnet an das Netz angeschlossen.
Die elektrische Spannung wird an eine Ringspule mit einem Spulenkörper 17 aus isolierendem Material, wie glasfaserverstärktem Polyamid oder dergl. und eine darauf aufgewickelte Wicklung 18 angelegt. Die Ringspule 17,18 erzeugt ein magnetisches Feld, dessen Feldlinien sich durch einen Stator 19 und einen demgegenüber axial verstellbaren Anker 20 schließen. Sowohl der Stator 19 als auch der Anker 20 sind aus weichmagnetischem Sintermaterial hergestellt, das aus Sintereisen mit einem Zusatz von ca. 3% Silicium zur Verminderung seiner elektrischen Leitfähigkeit besteht. Zusätzlich ist der Stator 19 wie der Anker 20 mit einem radialen Längsschnitt versehen, um die elektrischen Wirbelstromverluste weiter zu vermindern.
Der Stator 19 und der Anker 2O sind als RotFionskörper ausgebildet und weisen im Schnitt eine E-förmige Fläche auf, deren freie Enden aufeinander zugerichtet sind und deren innere Kerne 21, 22 in die Ringspule 17, 18 eingreifen.
Dagegen umschließen die Mäntel 23 und 24 die Ringspule 17, 18 an ihrem Außenumfang. Die engen Arbeitsluftspalte zwischen den Kernen 21 und 22 sowie den Mänteln 23 und 24 sind infolge der Parallelverschiebung in Hubrichtung gleich groß.
Der Anker 20 und der Stator 19 bilden somit einen geschlossenen magnetischen Kreis mit lediglich einem zweigeteilten Arbeitsluftspalt dessen gesamte Oberfläche nützliche Anziehungskräfte erzeugen, entsprechend dem erforderlichen Hub der Pumpenmembran 1. Dadurch wird der magnetische Stromfluß auf ein Minimum reduziert und die aufgewandte elektrische Energie mit optimaler Wirkung in eine Kraft zur Betätigung der Pumpenmembran 1 umgesetzt.
Die Stößel stange 2 ist fest mit dem Anker 20 verbunden und greift durch eine Bohrung im Kern 21 durch den Stator hindurch und trägt an diesem Ende die Pumpenmembran 1. An der gegenüberliegenden Seite ragt die Stößel stange 2 bis in ein Gleitlager 25 in einem mit der Aggregathalterung 5 verbundenen Lagerträger 26. Ein weiteres Gleitlager 27 für die Stösset stange 2 ist im Kern 21 des Stators 19 vorgesehen. Hierdurch ergibt sich infolge des erheblichen Lagerabstandes eine genaue axiale Führung der Stößel stange 2. Die einander zugewandte Flächen der Kerne 21 und 22 sind stufig abgesetzt, so daß nach einem Anfangshub des Ankers 20 der magnetische Fluß durch die Überlappung teilweise radial abgeleitet wird und dadurch die axiale Anziehungskraft mindert. Durch diese ineinandergreifende Ausgestaltung der Kerne 21 und 22 wird erreicht, daß die Anzugskraft am Anfang des Hubes unvermindert wirksam wird, daß sie jedoch mit zunehmender Verringerung des Luftspaltes und der damit überproportional steigenden Anziehungswirkung soweit vermindert wird, daß das Arbeitsgeräusch gesenkt wird.
Am freien Ende des Statormantels 23 ist ein Absatz 28 vorgesehen, auf den der benachbarte Flansch 29 der Ringspule 17, 18 aufsitzt. Auf diesem Flansch 29 ist ein gummielastisches Element 30 festgesetzt das in den Verstellweg des Ankerjoches reicht. Dabei ist zwischen dem fest mit dem Flansch 29 verbundenen Element 30 und dem Joch im Ruhezustand des Ankers 20 ein Luftspalt vorgesehen der kleiner als der Hub des Ankers 20 ist. Hierdurch wird die Anzugskraft des Ankers zu Anfang unbeeinträchtigt gelassen, während zum Ende des Hubes die Elemente 30 eine elastische Abbremsung bewirken. Auch hierdurch wird das Arbeitsgeräusch des Hubmagneten 19, a0 vermindert, während der Absatz 28 zur Abstützung des Flansches 29 dient.
Auf dem der Pumpenmembran 1 zugewandten Teil der Stößelstange 2 ist ein Ringbund 21 befestigt, der mit einem weiteren gummielastischen Element 32 in Anlage steht, das sich andererseits am Stator 19 abstützt. Auf der gegen-Uberliegenden Seite des Ringbundes 31 liegt eine Druckfeder 43 an, die sich mit ihrem anderen Ende auf einem Absatz 33 der Aggregathalterung 5 abstützt. Diese Feder 43 wird beim Arbeitshub des Ankers 20 weiter vorgespannt und bewirkt bei nachlassendem magnetischen Feld jeweils die Rückstellung der Stößelstange 2 mit der Pumpenmembran 1. Bei der Rückstellbewegung bewirkt das gummielastische Element 32 ein elastisches Abfangen der Verstellbewegung und damit eine Geräuschminderung.
Der Stator 19 ist im übrigen mittels Schrauben 34 an der Aggregathalterung 5 befestigt. Außerdem ist mit der Aggregathalterung 5 eine Hülse 35 einstückig verbunden, die den Hubmagneten 19, 20 in axialer Richtung teilweise umgreift und an ihrem Ende dicht mit dem Lagerträger 26 abgeschlossen ist. Ferner weist die Ringspule 17 wenigstens einen Ansatz 36 auf, der in eine entsprechende Ausnehmung im Stator eingreift und zur Lagefixierung dient.
Zur elastischen Aufhängung des gesamten Pumpenaggregates in einem Gehäuse 37 einer Munddusche sind an den axialen Enden der Aggregathalterung 5 an ihren gegenüberliegenden Seiten Schwingelemente 38 angeordnet, die in gehäusefeste Ausnehmungen 39,40 eingreifen. Dabei sind die Ausnehmungen 40 zur Aufnahme der auf einer Seite angeordneten Schwingelemente in einen Steg 41 vorgesehen, der mittels einer Schnappverbindung 42 im Gehäuse 37 so festsetzbar ist, daß die Schwingelemente 38 mit einer wählbaren Vorspannung an der Aggregathalterung 5 anliegen.

Claims

Ansprüche 1Pumpenaggregat für eine Munddusche zum Reinigen und Pflegen von Zähnen und Zahnfleisch mittels eines pulsierenden Flüssigkeitsstrahls oder dergl. mit einer Pumpe mit geradlinig verstellbarer Pumpenmembran und einem damit in Antriebsverbindung stehenden, eine Ilin- und hergehende Bewegung ausführenden Anker eines Asstriebsmotors, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor ein Hubmagnet (19,20) ist, dessen Anker (20) in einer Flucht mit Wer Verstellrichtung der Pumpenmembran (1) bewegbar sowie starr damit verbunden ist und daß der Anker (20) und der Stator (19) des Hubmagneten einen ge chlossenen magnetischen Kreis mit dazwischen angeordneten Arbeitsluftspalt bilden.
2. Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (20) mit einer Stößelstange (2) versehen ist, die verschiebbar durch den Stator (19) des Hubmagneten hindurchgeführt und an ihrem freien Ende mit der Pumpenmembran (1) verbunden ist.
3. Pumpenaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (20) und der Stator (19) Rotationskörper mit einer im Schnitt E-förmigen Fläche sind, deren freie Enden zueinander gerichtet sind und deren innere Kerne (21,22) in eine Ringspule (17,18) eingreifen, und daß zwischen den freien Enden gleichgroße Luftspalte angeordnet sind.
4. Pumpenaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Mantel (23) des Stators (19) die Ringspule (17,18) über ihre Länge umschließt und daß am freien Ende des Mantels (23) ein Absatz (28) vorgesehen ist, auf welchem der benachbarte Flansch (29) der Ringspule aufliegt.
5. Pumpenaggregat nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Joch des Ankers (20) und dem benachbarten Flansch (29) der Ringspule (17,18) ein gummielastisches Element (30) als Puffer angeordnet ist, das im Verstellweg des Joches liegt.
6. Pumpenaggregat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem fest mit dem Flansch (29) verbundenen Element (30) und dem Joch im Ruhezustand ein Luftspalt vorgesehen ist, der kleiner als der Hub des Ankers (20) ist.
7. Pumpenaggregat nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem der Pumpenmembran (1) zu gewandten Teil der Stößelstange (2) ein Ringbund (31) vorgesehen ist und daß zwischen dem Ringbund (31) und dem Stator (19) ein gummielastisches Element (32) als Puffer angeordnet ist.
8. Pumpenaggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ringbund (31) und einem die Pumpenmembran (1) haltenden Absatz (33) der Aggregathalterung (5) eine vorgespannte Druckfeder (43) angeordnet ist.
9. Pumpenaggregat nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößel stange (2) einerseits im Kern (21) des Stators (19) und andererseits an ihrem den Anker (20) durchdringenden Ende in einem mit der Statorhalterung (5) verbundenen Lagerträger (26) gelagert ist.
10. Pumpenaggregat nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß an den Seiten der Aggregathalterung (5) Schwingelemente (38) angeordnet sind, die in gehäusefeste Ausnehmungen (39, 40) eingreifen.
11. Pumpenaggregat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die auf einer Seite angeordPeten Schwingelemente (38) in einen Steg (41) eingreifen, der mittels einer Schnappverbindung (42) im Gehäuse (37) festsetzbar ist.
12. Pumpenaggregat nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenmembran (1) mittels eines Pumpenkopfes (6) gegen einen Ansatz (33) der Aggregathalterung (5) gespannt ist, daß in dem Pumpenkopf (6) eine Bohrung mit einer nach Art einer Zinne ausgeb-ildeten Ventilkörperauflage (6b) vorgesehen ist und daß der Ventilsitz gegenüberliegend an einer oberhalb angeordneten Mündung einer Zulaufleitung (12) angeordnet ist.
13.Pumpenaggregat nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (20) und Stator (19) einen radialen Längsschnitt aufweisen.
14. Pumpenaggregat nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks elektromagnetischer Abbremsung am Ende des Antriebshubes die zueinander gerichteten Flächen des Ankers (26) und des Stators (19) ein ineinander greifendes Profil aufweisen, um eine axiale Überlappung zu ermöglichen.
15. Pumpenaggregat nach Anspruch 3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ringspule (17,18) Ansätze (36) vorgesehen sind, die in angepaßte Ausnehmungen im Stator (19) eingreifen.
16. Pumpenaggregat nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (20) und der Stator (19) aus weichmagnetischem Sintereisen mit einem Zusatz von 3% Silicium bestehen.
17. Pumpenaggregat nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromkreis der auf dem Stator(19) angeordneten elektrischen Ringspule (18) eine Diode geschaltet ist.