CH646496A5

CH646496A5 - Thrust-piston liquid pump for generating a liquid jet, especially for a spraying device for cleaning teeth

Info

Publication number: CH646496A5
Application number: CH179880A
Authority: CH
Inventors: Bruno Gimelli; Martin Gehrig
Original assignee: Gimelli & Co Ag
Priority date: 1979-03-21
Filing date: 1980-03-07
Publication date: 1984-11-30
Also published as: DE2910982A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schubkolbenflüssigkeitspumpe zur Erzeugung eines pulsierenden oder intermittierenden The invention relates to a thrust piston liquid pump for generating a pulsating or intermittent

Flüssigkeitsstrahls, insbesondere für eine Spritzvorrichtung zur Reinigung der Zähne und des Zahnfleisches. Liquid jet, in particular for a spraying device for cleaning the teeth and gums.

Zum Lösen von Fremdkörpern von den Zähnen und dem Zahnfleisch- bzw. dem Gaumengewebe, hat sich ein Wasserstrahl beträchtlicher Geschwindigkeit, der aus intermittierenden Spritzern besteht, als höchst wirksam erwiesen. Dieser Wasserstrahl ist besonders zum Reinigen des Mundraums sowie der Zahnzwischenräume und des Zahnfleisches bzw. des Gaumens vorteilhaft. Wenn die Strahlimpulse bzw. einzelne Spritzer in ausreichenden Abständen voneinander verabfolgt werden, so dass sich das Gewebe zwischen den einzelnen Spritzern wieder in seine ursprüngliche Form zurückbilden kann, wird gleichzeitig eine hochwirksame Massagewirkung erreicht. Zu diesem Zweck hat sich ein intermittierender Strahl, dessen einzelne Spritzer mit einer Frequenz von etwa 1000 bis 2000 Impulsen pro Minute ausgestossen werden, als sehr wirkungsvoll erwiesen. A water jet of considerable speed, consisting of intermittent splashes, has proven to be extremely effective in removing foreign bodies from the teeth and the gum or palate tissue. This water jet is particularly advantageous for cleaning the oral cavity and the interdental spaces and the gums or the palate. If the jet impulses or individual splashes are administered at sufficient intervals from one another so that the tissue between the individual splashes can revert to its original shape, a highly effective massage effect is achieved at the same time. For this purpose, an intermittent jet, the individual splashes of which are emitted at a frequency of approximately 1000 to 2000 pulses per minute, has proven to be very effective.

Man hat deshalb bereits vorgeschlagen (US Patent 3 227 158), einen aus getrennten intermittierenden Spritzern bestehenden Wasserstrahl mit Hilfe einer Schubkolbenpumpe zu erzeugen. Diese Pumpe fördert von einem Vorratsbehälter zu einem Handstück mit Spritzdüse über eine Schlauchleitung. Die Pumpe weist dazu sowohl Einlass- als auch Auslassventile auf, sowie ein weiteres einstellbares Ventil, mit dem der Druck in der Pumpenkammer kontrollierbar ist. Ein Nachteil dieser bekannten Pumpe besteht jedoch darin, dass das Kontrollventil der Pumpenkammer eine strömungsungünstige L-Form aufweist und zu Pulsationen neigt. It has therefore already been proposed (US Pat. No. 3,227,158) to generate a water jet consisting of separate intermittent splashes with the aid of a thrust piston pump. This pump delivers from a storage container to a handpiece with spray nozzle via a hose line. For this purpose, the pump has both inlet and outlet valves, as well as a further adjustable valve with which the pressure in the pump chamber can be controlled. A disadvantage of this known pump, however, is that the control valve of the pump chamber has an L-shape which is not favorable for flow and tends to pulsate.

Um die Arbeitsweise derartiger Pumpen, insbesondere die Regulierung des Flüssigkeitsstrahls zu verbessern, wurde auch vorgeschlagen (De-OS 1 653 362), die Einlasssteuervorrichtung als Einlassventil auszubilden, das als einziges Pumpenventil zur Betätigung durch die während des Betriebs der Pumpe in der Pumpenkammer auftretenden Druckveränderungen abgerichtet ist, wobei die Intensitätsreguliervorrichtung eine Steuervorrichtung ist, die eine Rückströmung aus der Pumpenkammer ermöglicht. Die Flüssigkeitsleitung besteht aus verhältnismässig undehnbarem Material. Dieser bekannte Pumpentyp hat jedoch den Nachteil, dass die von der Pumpe erzeugten Flüssigkeitsimpulse kaum als einzelne scharf voneinander getrennte Flüssigkeitsspritzer auftreten, da die in der Schlauchleitung vorhandene träge Flüssigkeitssäule ein Auslassventil nur unvollkommen ersetzt. Die Schlauchleitung muss ausserdem aus so steifem Werkstoff hergestellt sein, dass die Bedienung des Handstücks Schwierigkeiten bereitet. Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bekannten Pumpe besteht schliesslich darin, dass die Regelung der Intensität der Flüssigkeitsspritzer, die über den Schlauch ausgestossen werden, nicht feinfühlig genug erfolgt, da genau wie bei dem bekannten Doppelventil-Pumpentyp nur eine kleine ungünstig angeordnete Bohrung von einem handbetätigten Absperrorgan verschlossen bzw. geöffnet wird. In order to improve the operation of such pumps, in particular the regulation of the liquid jet, it has also been proposed (De-OS 1 653 362) to design the inlet control device as an inlet valve, the only pump valve for actuation by the pressure changes occurring in the pump chamber during operation of the pump is dressed, the intensity regulating device being a control device which enables a backflow from the pump chamber. The fluid line is made of relatively inextensible material. However, this known type of pump has the disadvantage that the liquid pulses generated by the pump hardly occur as individual liquid splashes that are sharply separated from one another, since the inert liquid column in the hose line only incompletely replaces an outlet valve. The hose line must also be made of such a stiff material that it is difficult to operate the handpiece. Finally, another major disadvantage of the known pump is that the regulation of the intensity of the liquid splashes that are ejected through the hose is not carried out sensitively enough, since, as with the known double-valve pump type, only a small, unfavorably arranged bore from a manually operated shut-off device is closed or opened.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe des eingangs beschriebenen Typs zu schaffen, welche die geschilderten Nachteile nicht aufweist, die einfach herstellbar ist und bei welcher der Flüssigkeitsstrahl in besonders weiten Grenzen regulierbar ist. Die Pumpe soll von einem vergleichsweise schwachen Elektromotor antreibbar sein und geräuschlos arbeiten. The present invention has for its object to provide a pump of the type described above, which does not have the disadvantages described, which is easy to manufacture and in which the liquid jet can be regulated within particularly wide limits. The pump should be able to be driven by a comparatively weak electric motor and work silently.

Schliesslich soll das Pumpengehäuse so gestaltet sein, dass die empfindlichen Steuerorgane, zu einer Einheit zusammen-gefasst, leicht austauschbar sind. Finally, the pump housing should be designed in such a way that the sensitive control elements, combined into one unit, are easily replaceable.

Erfindungsgemäss wird dies erreicht durch eine in der Gehäusewand einer Pumpenkammer gelagerte Hülse mit einer einen Teil des Saugventils bildenden Druckregulierschraube, deren in der Hülse verschiebbarer ventilseitiger According to the invention, this is achieved by a sleeve mounted in the housing wall of a pump chamber with a pressure regulating screw forming part of the suction valve, the valve-side valve slidable in the sleeve

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Schaft zusammen mit der zylindrischen Innenwand der Hülse einen saugseitigen Ringraum für die Flüssigkeit bildet, der über eine radiale Bohrung mit dem Saugkanal verbunden ist, wobei eine im Schaft vorgesehene Nut zusammen mit einer den Ringraum in Richtung auf die Pumpenkammer zu abschliessenden Lippendichtung ein Absperrorgan bildet, das je nach Stellung der Druckregulierschraube bei Druckaufbau in der Pumpenkammer den teilweisen Rückfluss der Flüssigkeit in den Saugkanal gestattet. Shaft together with the cylindrical inner wall of the sleeve forms a suction-side annular space for the liquid, which is connected to the suction channel via a radial bore, a groove provided in the shaft forming a shut-off element together with a lip seal closing the annular space in the direction of the pump chamber. which, depending on the position of the pressure regulating screw, allows partial backflow of the liquid into the suction channel when pressure builds up in the pump chamber.

Vorzugsweise steht der von der Hülse und der Druckregulierschraube gebildete Ringraum über sich radial nach innen zu erstreckende Kanäle und über das Saugventil mit der Pumpenkammer in Verbindung. The annular space formed by the sleeve and the pressure regulating screw is preferably connected to the pump chamber via radially inwardly extending channels and via the suction valve.

Mit Vorteil ist der Ventilkörper des Saugventils mit seinem Schaft in der Gehäusewand der Pumpenkammer gehalten und geführt, wobei der Ventilkörper von der Ventilfeder gegen den Ventilsitz an der Stirnseite der Druckregulierschraube gedrückt wird. The valve body of the suction valve is advantageously held and guided with its shaft in the housing wall of the pump chamber, the valve body being pressed by the valve spring against the valve seat on the end face of the pressure regulating screw.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Druckregulierschraube eine sich axial erstreckende Bohrung auf, die über eine Öffnung mit dem Ringraum zwischen der Hülse und der Mantelfläche der Druckregulierschraube verbunden ist und deren engere pumpenkammerseitige Öffnung von einem federbelasteten Ventilkörper verschlossen ist, der bei Höchstdruck in der Pumpenkammer ein Rückströmen der Flüssigkeit aus der Pumpenkammer in den Ringraum gestattet. In a preferred embodiment, the pressure regulating screw has an axially extending bore, which is connected via an opening to the annular space between the sleeve and the lateral surface of the pressure regulating screw and whose narrower opening on the pump chamber side is closed by a spring-loaded valve body, which is at maximum pressure in the pump chamber Backflow of the liquid from the pump chamber into the annulus allowed.

Das der Pumpenkammer abgewandte Ende der sich axial erstreckenden Bohrung ist in der Druckregulierschraube mit einer Schraube verschlossen, die eine Regulierung der Vorspannung der Feder der als Überdruckventil arbeitenden Kugel gestattet. The end of the axially extending bore facing away from the pump chamber is closed in the pressure regulating screw with a screw which allows the prestressing of the spring of the ball which works as a pressure relief valve to be regulated.

Die Bohrung für den Pumpenkolben, die Pumpenkammer und das Auslassventil sind zueinander fluchtend angeordnet, während eine Hülse und die Druckregulierschraube in einer Bohrung aufgenommen und ein Schaft des Saugventils in einer weiteren Bohrung rechtwinklig zur Längsachse der Bohrung des Pumpenkolbens und zueinander koaxial angeordnet sind. The bore for the pump piston, the pump chamber and the outlet valve are arranged in alignment with one another, while a sleeve and the pressure regulating screw are accommodated in one bore and a shaft of the suction valve is arranged in a further bore perpendicular to the longitudinal axis of the bore of the pump piston and coaxially with one another.

Eine besondere Herstellungsvereinfachung, eine schnellere Justierung und auch eine Wartungsvereinfachung ist gegeben, wenn das Überdruckventil und die wesentlichen Teile des Saugventils als eine einzige austauschbare Einheit ausgebildet sind. Das hat den Vorteil, dass beispielsweise im Falle einer Verschmutzung des Ventils oder bei einer Beschädigung des Überdruckventils, die ganze die empfindlichen Ventilteile enthaltende Einheit, nämlich die Druckregulierschraube mit Hülse, aus dem Pumpenaggregat ausgebaut werden kann, ohne dass Schlauchleitungen entfernt werden müssen, oder ohne dass das Pumpengehäuse selbst aus dem Gerätegehäuse ausgebaut werden muss. A special manufacturing simplification, a faster adjustment and also a maintenance simplification is given if the pressure relief valve and the essential parts of the suction valve are designed as a single interchangeable unit. This has the advantage that, for example, in the event of contamination of the valve or damage to the pressure relief valve, the entire unit containing the sensitive valve parts, namely the pressure regulating screw with sleeve, can be removed from the pump unit without having to remove hose lines or without that the pump housing itself must be removed from the device housing.

Es ist bei der erfindungsgemässen Pumpe auch möglich, die Einheit, welche die Ventile enthält, ohne weitere Demontage auszuwechseln, falls eine Einheit erwünscht ist, deren Ventile eine andere Charakteristik aufweisen. So kann beispielsweise mühelos eine Druckregulierschraube eingebaut werden, deren Nut anders gestaltet ist oder mehrere Nuten aufweist. It is also possible with the pump according to the invention to replace the unit containing the valves without further disassembly if a unit is desired whose valves have a different characteristic. For example, a pressure regulating screw can be easily installed, the groove of which is designed differently or has several grooves.

Schliesslich ist es auch möglich, die Hülse mit der Lippendichtung für den Bypass, die beispielsweise aus Kunststoff gefertigt ist, bei Beschädigung der Lippendichtung, gegen eine solche aus anderem Wirkstoff auszutauschen, ohne dass eine Fachkraft diesen Austausch ausführen muss. Finally, it is also possible to replace the sleeve with the lip seal for the bypass, which is made, for example, of plastic, in the event of damage to the lip seal, with one made of another active ingredient, without a specialist having to carry out this exchange.

Die Erfindung lässt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu und soll anhand einer Zeichnung beispielhaft beschrieben werden. Es zeigt: The invention permits a wide variety of possible embodiments and is to be described by way of example with reference to a drawing. It shows:

Fig. 1 die erfindungsgemässe Schubkolbenflüssigkeitspumpe im Längsschnitt. Fig. 1 shows the shear piston liquid pump according to the invention in longitudinal section.

Fig. 2 eine Seitenansicht gemäss Fig. 1. FIG. 2 shows a side view according to FIG. 1.

Das Pumpenaggregat besteht aus einem einteiligen Gehäuse 1, einer Bohrung 2 und einer Bohrung 3, die rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Die Bohrung 2 ist als Arbeitszylinder 4 ausgebildet. In diesem ist ein Pumpenkolben 5 über ein Pleuel 6 bewegbar angeordnet. Die Bohrung 3 nimmt eine Druckregulierschraube 7 mit einer Hülse 8 auf. The pump unit consists of a one-piece housing 1, a bore 2 and a bore 3, which are arranged at right angles to each other. The bore 2 is designed as a working cylinder 4. In this a pump piston 5 is movably arranged via a connecting rod 6. The bore 3 receives a pressure regulating screw 7 with a sleeve 8.

Die Zeichnung zeigt den von einem nicht dargestellten Motor mit Kurbelscheibe über das Pleuel 6 bewegten Pumpenkolben 5 in seiner oberen Endstellung, d.h. am Ende eines Arbeitshubs. Bewegt sich der Pumpenkolben 5 nun in Pfeilrichtung A, d.h. beginnt er nun seinen Saughub, dann öffnet das Saugventil 9,17, dessen Schaft 10 in einer Bohrung 11 im Pumpengehäuse 1 gelagert ist, gegen die Kraft einer Ventilfeder 12 und gestattet den Druckmitteldurchgang von einem Saugkanal 13 zu einer Pumpenkammer 14. Die grösste Menge eines Druckmittels strömt dabei über Schlitze 15 und einen Ringraum 18, der mit einem Saugkanal 16 (Fig. 2) verbunden ist, direkt an einem Ventilsitz 17 vorbei in die Pumpenkammer 14. Eine kleinere Druckmittelmenge wird jedoch direkt aus dem Ringraum 18 an einer Lippendichtung 19 der Hülse 8 vorbei in die Pumpenkammer 14 gesogen. The drawing shows the pump piston 5 moved by a motor, not shown, with a crank disk via the connecting rod 6 in its upper end position, i.e. at the end of a work stroke. If the pump piston 5 now moves in the direction of arrow A, i.e. If he now begins his suction stroke, then the suction valve 9, 17, the stem 10 of which is mounted in a bore 11 in the pump housing 1, opens against the force of a valve spring 12 and allows the pressure medium to pass from a suction channel 13 to a pump chamber 14. The greatest amount of one Pressure medium flows through slots 15 and an annular space 18, which is connected to a suction channel 16 (FIG. 2), directly past a valve seat 17 into the pump chamber 14. A smaller amount of pressure medium is, however, directly from the annular space 18 at a lip seal 19 Sleeve 8 sucked past into the pump chamber 14.

Die ringförmige Lippendichtung 19 wirkt dabei als Ventil, das heisst, dass das Druckventil zwar in der vorstehend beschriebenen Richtung fliessen kann, nicht aber in entgegengesetzter Richtung, also von der Pumpenkammer 14 in den Ringraum 18. The annular lip seal 19 acts as a valve, that is to say that the pressure valve can flow in the direction described above, but not in the opposite direction, that is to say from the pump chamber 14 into the annular space 18.

Die Druckregulierschraube 7 ist in einem Gewinde 20 der Hülse 8 in Pfeilrichtung B verschiebbar angebracht. Wird nun die Druckregulierschraube 7 nach links bewegt, gibt die Lippendichtung 19 eine an der zylindrischen Mantelfläche eines Schaftes 21 der Druckregulierschraube 7 angeordnete Nut 22 frei, so dass je nach Stellung der Druckregulierschraube 7 zur Hülse 8 durch die Nut 22 eine bestimmte Menge Druckmittel vom Ringraum 18 in die Pumpenkammer 14 oder aber umgekehrt strömen kann. The pressure regulating screw 7 is mounted in a thread 20 of the sleeve 8 so as to be displaceable in the direction of arrow B. If the pressure regulating screw 7 is now moved to the left, the lip seal 19 releases a groove 22 arranged on the cylindrical outer surface of a shaft 21 of the pressure regulating screw 7, so that, depending on the position of the pressure regulating screw 7 to the sleeve 8 through the groove 22, a certain amount of pressure medium from the annular space 18 can flow into the pump chamber 14 or vice versa.

Ist der Pumpenkolben 5 an seiner unteren Stellung (nicht dargestellt), d.h. am Ende des Saughubs angelangt, dann schliesst der Ventilkörper 9 den Druckmitteldurchgang an dem Ventilsitz 17 und der Arbeitshub beginnt, wobei sich der Pumpenkolben 5 entgegen der Pfeilrichtung A bewegt. Da sich jetzt in der Pumpenkammer 14 ein Überdruck aufbaut, öffnet ein Auslassventil 23 gegen die Kraft einer Feder 24 den Druckmitteldurchgang an einem Ventilsitz 25 so, dass das Druckmittel in einen Schlauch 26 gefördert werden kann, der mit einer nicht dargestellten Spritzdüse verbunden ist. If the pump piston 5 is at its lower position (not shown), i.e. Arrived at the end of the suction stroke, then the valve body 9 closes the pressure medium passage on the valve seat 17 and the working stroke begins, the pump piston 5 moving in the opposite direction of the arrow A. Since an overpressure is now building up in the pump chamber 14, an outlet valve 23 opens the pressure medium passage at a valve seat 25 against the force of a spring 24 such that the pressure medium can be conveyed into a hose 26 which is connected to a spray nozzle, not shown.

Sollen nun Intensität und Menge des geförderten Druckmittels verringert werden, so ist es lediglich notwendig, die Druckregulierschraube 7 etwas aus der Hülse 8 herauszudrehen, d.h. in Pfeilrichtung C zu bewegen. Befindet sich nämlich die Druckregulierschraube 7 in einer linken Position, dann strömt während des Arbeitshubs des Pumpenkolbens 5 (entgegen Pfeilrichtung A) eine bestimmte Menge des Druckmittels über die Nut 22 in den Rücklauf am Saugkanal 16. Die Nut 22 mit dem Ringraum 18 bildet also einen Bypass zum Saugkanal 13, den Schlitzen 15 und dem Ventilsitz 17. If the intensity and quantity of the pressure medium conveyed are now to be reduced, it is only necessary to unscrew the pressure regulating screw 7 somewhat from the sleeve 8, i.e. to move in the direction of arrow C. If the pressure regulating screw 7 is in a left position, then during the working stroke of the pump piston 5 (opposite arrow direction A) a certain amount of the pressure medium flows via the groove 22 into the return on the suction channel 16. The groove 22 with the annular space 18 thus forms one Bypass to the suction channel 13, the slots 15 and the valve seat 17th

Um sicherzustellen, dass der Druck in der Pumpenkammer 14 keinen unzulässig hohen Wert erreicht, etwa für den Fall, dass der Schlauch 26 verschlossen ist, ist die Druckregulierschraube 7 noch mit einem Sicherheitsventil, das aus einer federbelasteten Kugel 27 mit einer Schraube 28 besteht, versehen. Im Falle des Überdrucks in der Pumpenkammer 14 In order to ensure that the pressure in the pump chamber 14 does not reach an impermissibly high value, for example in the event that the hose 26 is closed, the pressure regulating screw 7 is also provided with a safety valve which consists of a spring-loaded ball 27 with a screw 28 . In the event of overpressure in the pump chamber 14

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strömt Druckmittel an einem Ventilsitz 29 vorbei durch eine Saugkanal 16 in einen nicht dargestellten Druckmittelbe-Öffnung 30 in den Ringraum 18 und von da aus über den hälter. pressure medium flows past a valve seat 29 through a suction channel 16 into a pressure medium opening 30, not shown, into the annular space 18 and from there via the container.

B B

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

646496 PATENT CLAIMS

1. thrust piston liquid pump for generating a pulsating or intermittent liquid jet, in particular for a spray device for cleaning the teeth and gums, characterized by a sleeve (8) mounted in the housing wall (31) of a pump chamber (14) with a part of the suction valve (9 , 17) forming pressure regulating screw (7), the valve-side shaft (21) which is displaceable in the sleeve (8) together with the cylindrical inner wall (32) of the sleeve (8) forms an suction-side annular space (18) for the liquid, which via a radial bore is connected to the suction channel (16), a groove (22) provided in the shaft (21) forming a shut-off element together with a lip seal (19) to be closed off in the direction of the pump chamber (14), which, depending on the position of the pressure regulating screw (7), allows partial backflow of the liquid into the suction channel (16) when pressure builds up in the pump chamber (14).

2. Thrust piston liquid pump according to claim 1, characterized in that the annular space (18) formed by the sleeve (8) and the pressure regulating screw (7) has slots (15) which extend radially inwards and the suction valve (9, 17) the pump chamber (14) is connected.

3. Thrust piston liquid pump according to claims 1 and 2, characterized in that the valve body (9) of the suction valve (9, 17) is held and guided with its shaft (10) in the housing wall (31) of the pump chamber (14), the Valve body (9) is pressed by a valve spring (12) against the valve seat (17) on the front side of the pressure regulating screw (7).

4. Thrust piston liquid pump according to claims 1 to 3, characterized in that the pressure regulating screw (7) has an axially extending bore (33) which has an opening (30) with the annular space (18) between the sleeve (8) and the The lateral surface of the shaft (21) of the pressure regulating screw (7) is connected and the narrower section on the pump chamber side is closed by a spring-loaded ball (27) which, at maximum pressure in the pump chamber (14), causes the liquid to flow back from the pump chamber (14) into the annular space (18) allowed.

5. Thrust piston liquid pump according to claims 1 to 4, characterized in that the pump chamber (14) facing away from the end of the axially extending bore (33) in the pressure regulating screw (7) is closed with a screw (28) which regulates the preload the spring (34) of the ball (27) working as a pressure relief valve.

6. Thrust piston liquid pump according to claims 1 to 5, characterized in that the bore (2) for the pump piston (5), the pump chamber (14) and the outlet valve (23) are arranged in alignment with one another, while the sleeve (8) and the pressure regulating screw (7) receiving bore (3) and a bore (11) holding and guiding the shaft (10) of the suction valve are arranged at right angles to the longitudinal axis of the bore (2) of the pump piston (5) and coaxially with one another.

7. Thrust piston liquid pump according to claims 1 to 6, characterized in that the pressure relief valve (27, 28, 29, 34) and the suction valve (9, 17) are designed as a single interchangeable unit.