DE19619774A1 - Behandlungsgerät, insbesondere mit einem Schleif- oder Schmirgelwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Behandlungsgerät, vorzugsweise, aber nicht ausschließlich ein kosmetisches Behandlungsgerät, das insbesondere mit einem rotierenden Schleif- oder Schmirgelwerk­ zeug versehen ist.

Ein typischer Verwendungszweck eines solchen Gerätes besteht darin, zum Zwecke der Fußpflege Hornhautteilchen zu entfernen, indem diese durch das mit großer Drehzahl rotierende Schleif- oder Schmirgelwerkzeug abgetragen werden. Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit diesem Verwendungszweck be­ schrieben, obwohl betont wird, daß sie z. B. auch zur Oberflä­ chenbehandlung auf anderen Gebieten anzuwenden ist, beispiels­ weise dem Polieren empfindlicher Materialoberflächen.

Ein Behandlungsgerät der hier betrachteten Art enthält im all­ gemeinen einen integrierten Antriebsmotor mit einer Motorwelle, über die das Schleif- oder Schmirgelwerkzeug in Rotation ver­ setzt wird. Das Abtragen von Hornhautpartikeln geht umso leich­ ter vonstatten, je höher die Drehzahl des Schleif- oder Schmir­ gelgerätes ist, wenn es mit der Hornhautoberfläche in Berührung gebracht wird. Dabei besteht bei den bisher bekannten Geräten die Gefahr, daß durch das mit großer Umfangsgeschwindigkeit auf die Hornhaut auftreffende Werkzeug Verletzungen der Haut her­ vorgerufen werden, wenn das Werkzeug mit einer zu großen Kraft an die Hauptoberfläche angedrückt wird. Ist diese Anpreßkraft andererseits zu gering, findet der gewünschte Abrieb von Horn­ hautpartikeln nicht statt.

Besonders gravierend ist dieses Problem, wenn das Gerät von Diabetikern gehandhabt wird, deren Haut weniger schmerzempfind­ lich ist, als dies bei gesunden Menschen der Fall ist. Wenn ein Diabetiker ein mit großer Drehzahl rotierendes Schleif- oder Schmirgelwerkzeug so fest gegen die zu behandelnden Hautbereiche preßt, daß es dort zu Verletzungen, beispielsweise Rißbildungen kommt, nimmt er dies in aller Regel zu spät wahr, um den An­ preßdruck des Schleif- oder Schmirgelgerätes rechtzeitig korri­ gieren zu können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Behandlungsgerät der betrachteten Art so weiter zu entwickeln, daß gewährleistet ist, daß das rotierende Werkzeug nur dann eine Schleif-, Schmirgel-, Polier- oder dergleichen rotierende Ober­ flächenbehandlung hervorruft, wenn der Anpreßdruck des Werkzeugs einen vorgegebenen Wert nicht übersteigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.

Bei dem erfindungsgemäßen Gerät ist das rotierende Bearbeitungs­ werkzeug, insbesondere das Schleif- oder Schmirgelwerkzeug über eine Rutschkupplung mit der Motorwelle verbunden, die eine definierte Mitnehmerkraft auf die Welle des Schleif- oder Schmirgelwerkzeugs ausübt, so daß die Kraftübertragung von der Motorwelle auf die Welle des Werkzeugs nur so lange aufrecht er­ halten bleibt, wie der Anpreßdruck des Werkzeugs gegen die zu behandelnde Fläche die Mitnehmerkraft der Rutschkupplung unter­ schreitet. Wird aber das Schleif- oder Schmirgelwerkzeug, das zum Abtragen von Hornhautpartikeln mit großer Drehzahl rotiert und dabei eine beträchtliche Energie gespeichert hat, zu fest an den Hautbereich angedrückt, wird die Welle des Schmirgelwerk­ zeugs von der Rutschkupplung nicht weiter mitgenommen, so daß das Schleif- oder Schmirgelwerkzeug sofort in den Stillstand gerät. Wird der Anpreßdruck verringert, nimmt die weiterhin umlaufende Motorwelle die Welle des Werkzeugs wieder mit, so daß der Behandlungsvorgang ohne Verzögerung fortgesetzt werden kann.

Auf diese Weise ist zuverlässig verhindert, daß es im Falle der Anwendung auf das Entfernen von Hornhautteilchen zu Verletzungen der darunter liegenden Hautbereiche kommt. In gleicher Weise lassen sich Beschädigungen andersartiger druckempfindlicher Oberflächen verhindern.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Rutschkupplung ein bevorzugt langgestrecktes Gehäuses aufweist, in dem eine ebenfalls langgestreckte Spannzange drehbar gehalten ist. Die Spannzange kann eine sich über einen Teil ihrer Länge aufgeschnittene Hülse aufweisen, in die die Welle des Schleif- oder Schmirgelwerkzeugs (oder eines anderen rotierenden Bearbei­ tungswerkzeugs) eingesteckt wird. Dabei sind bevorzugt zwei diametral gegenüberliegende Schlitze vorgesehen, jedoch kann die Hülse auch nur durch einen einzigen Schlitz aufgeschnitten sein oder aber auch drei oder mehr Schlitze aufweisen. Diese Schlitze erstrecken sich vom vorderen freien Ende der Hülse, in die die Welle des rotierenden Werkzeugs eingesteckt wird, bis in den hinteren Bereich der Hülse, wobei der rückwärtige Endabschnitt der Hülse jedoch nicht aufgeschnitten ist.

Bevorzugt ist vorgesehen, daß die Hülse vor der Aufnahme der Welle des Werkzeugs wenigstens über einen Teil ihrer Länge radial etwas kleiner ist als der Durchmesser der Welle, so daß aus den weiter unteren angegebenen Gründen eine Federspanung auf die Welle ausgeübt wird, wenn sie in die Hülse eingeführt wird und diese dabei aufweitet.

In näheren Einzelheiten kann vorgesehen sein, daß die Hülse in der Weise aufgeschnitten ist, daß vorzugsweise zwei schmale Materialstreifen weggeschnitten sind, wodurch zwei voneinander beabstandete Hülsenschenkel entstehen. Wie oben erwähnt, können dies auch mehr als zwei Hülsenschenkel sein. Dabei können die zwei Hülsenschenkel vor dem Einsetzen der Welle des Werkzeugs dauerhaft so aufeinander zu gebogen sein, daß sie an ihren freien Enden im wesentlichen aneinander anliegen, was zur Folge hat, daß sich die Bohrung der Hülse zu ihrem freien Ende hin annähernd konisch verjüngt.

Dabei sind die Abmessungen zweckmäßigerweise so getroffen, daß der Durchmesser der Bohrung der Hülse vor dem Zusammenbiegen der Schenkel dem Außendurchmesser des querschnittlich kreisförmigen einzusteckenden Werkzeugs entspricht, ohne daß die Erfindung aber hierauf beschränkt ist.

Die Spannzange besteht aus einem hochelastischen Material, bevorzugt einer Bronzelegierung, wobei hier z. B. Phosphor- oder Berylliumbronze in Betracht kommt. Dadurch, daß die aufgeschnit­ tene Hülse beim Einstecken der Welle radial aufgeweitet wird, entsteht infolge des hochelastischen Materials der Hülse eine Eigen-Federspannung, die wegen der dauerelastischen Eigenschaft des Materials über eine lange Zeitspanne erhalten bleibt.

Zusätzlich kann vorgesehen sein, daß die Spannzange vorzugsweise im Bereich ihres freien Endabschnitts elastisch radial nach innen zusammengedrückt wird. Dies wird zweckmäßigerweise durch einen gummielastischen O-Ring erreicht, der in einer äußeren Ringnut der Spannzange angeordnet ist. Dabei steht dieser ela­ stische O-Ring nicht über die Außenkontur der Hülse hinaus vor, sondern ist zweckmäßigerweise ein wenig zurück versetzt, damit er nach dem Einstecken der Welle des Werkzeugs nicht in Kontakt mit der Innenwand des Gehäuses der Rutschkupplung gerät.

Der elastische O-Ring ruft zusammen mit der Eigen-Federspannung mit der Hülse die definierte Mitnehmerkraft aus, die auf die Welle des Werkzeugs ausgeübt wird.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausbildung der Spannzange hat die Welle des rotierenden Werkzeugs bevorzugt eine Kreiszylin­ derform, wodurch die Hülse nach dem Einstecken der Welle eben­ falls eine Kreiszylinderform annimmt. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, daß sich die Welle ausgehend von ihrem freien Ende leicht konisch erweitert, während die Bohrung der aufgeschnittenen Hülse vor dem Einstecken eine Zylinderform hat.

Die Hülse ist zweckmäßigerweise an ihrem rückwärtigen, von der Einstecköffnung für die Welle des Werkzeugs abgewandten Ende mit einer sie umgreifenden weiteren Hülse verbunden, die eine Boh­ rung zur drehfesten Aufnahme der Motorwelle aufweist. Diese Bohrung hat zweckmäßigweise keine kreisrunde Form, sondern ist beispielsweise querschnittlich quadratisch zur Aufnahme einer entsprechend quadratischen Motorwelle. Die beiden Hülsen können beispielsweise miteinander verklebt oder verpreßt sein.

Zum Erleichtern des Einsteckens der Welle des Werkzeugs erwei­ tert sich zweckmäßigerweise die Bohrung am freien Ende konisch nach außen, wobei zusätzlich das Einsteckende der Welle sich im wesentlichen konisch verjüngen kann.

Damit die Welle des Werkzeugs beim Betrieb des Gerätes nicht in axialer Richtung aus der Hülse herauswandern kann, wird vor­ geschlagen, daß die Welle z. B. an ihrem rückwärtigen Endab­ schnitt eine Ringnut aufweist und daß an entsprechender axialer Position an der Innenwand der Hülse ein ringförmiger Vorsprung vorhanden ist, der z. B. durch einen in eine Ringnut der Hülsen­ wand eingelassenen, radial nach innen überstehenden elastischen O-Ring gebildet sein kann, der beim Einstecken der Welle in deren Ringnut eintritt. Hierdurch wird die Welle in axialer Richtung blockiert, ohne daß auf sie eine in Umfangsrichtung wirkende Mitnehmerkraft ausgeübt wird.

Außerdem wird vorgeschlagen, daß das Gehäuse der Rutschkupplung am rückwärtigen Endabschnitt ein Gewinde aufweist, das in ein Innengewinde am Kopfende des Gerätegehäuses einschraubbar ist, wobei in diesem eingeschraubten Zustand die Motorwelle in die Bohrung der hinteren Hülse aufgenommen ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Behandlungsgerät ist gewährleistet, daß auch dann, wenn der Elektromotor ein großem Drehmoment erzeugt, nur eine begrenzte Abriebkraft von dem schnell rotie­ renden Werkzeug auf die zu behandelnde Fläche ausgeübt wird, indem bei Überschreiten einer vorgegebenen Anpreßkraft die Welle des Werkzeugs von der Rutschkupplung nicht mehr mitgenommen wird. Da bei Unterschreiten der kritischen Anpreßkraft die Welle jedoch von der mit unverminderter Geschwindigkeit rotierenden Spannzange sofort wieder voll mitgenommen wird, kann die Behand­ lung ohne Verzögerung fortgesetzt werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfol­ genden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines kosmetischen Behandlungs­ geräts ohne Rutschkupplung und Werkzeug und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Rutschkupplung mit einem in Ansicht dargestellten eingestecktem Schleif- oder Schmirgelwerkzeug im vergrößerten Zustand.

Wie Fig. 1 zeigt, hat das Gehäuse 1 des Behandlungsgerätes einen im wesentlichen konischen oberen Gehäuseabschnitt 2, aus dem eine Motorwelle 3 herausragt, die erfindungsgemäß in eine Rutschkupplung eingesteckt wird, die in Fig. 2 dargestellt ist. An den konischen oberen Gehäuseabschnitt 2 des Gehäuses 1 schließt sich ein zylindrischer Gehäuseabschnitt 4 an, in dem die Schaltung und der Elektromotor des Gerätes untergebracht sind.

Der vordere Halsabschnitt 5 des Gerätes ist mit einem Innenge­ winde versehen, in das ein Außengewinde 6 am rückwärtigen Ende der Rutschkupplung (siehe Fig. 2) einschraubbar ist.

Die Rutschkupplung, die in Fig. 2 allgemein mit dem Bezugszei­ chen 7 bezeichnet ist, enthält ein langgestrecktes, querschnitt­ lich kreisförmiges, am Außenumfang mit voneinander beabstandeten Rillen 8 versehenes Gehäuse 9, das an seinem rückwärtigen End­ abschnitt mit dem bereits oben erwähnten Außengewinde 6 versehen ist, mit dem das Gehäuse in den Halsabschnitt 5 des Gerätegehäu­ ses 1 einschraubbar ist. Innerhalb des Gehäuses 7, das bevorzugt aus Kunststoff besteht, befindet sich eine Spannzange 10 in Form einer Hülse, die vom vorderen Ende aus durch zwei diametral gegenüberliegende Schlitze 11 aufgeschnitten ist, wobei hier schmale Materialstreifen von der Hülse weggeschnitten sind, wo­ durch zwei zunächst voneinander beabstandete Hülsenschenkel 12, 13 gebildet sind. Die beiden Schlitze erstrecken sich bis weit in den rückwärtigen Bereich der Hülse 10 hinein, wobei aller­ dings der rückwärtige Endabschnitt 14 der Hülse nicht aufge­ schnitten ist.

Die Hülse 10 besteht aus einem hochelastischen Material wie beispielsweise einer Bronzelegierung, die auch auf Dauer ihre elastische Eigenschaft beibehält.

Vor der Montage der Rutschkupplung werden die beiden Hülsen­ schenkel 12, 13 durch geeignete Maßnahmen so dauerhaft verformt, daß sie am vorderen freien Ende aneinander anliegen, d. h. daß dort die beiden Schlitze 11 geschlossen sind.

Der vordere Bereich 15 der Hülse 10 hat eine größere Wandstärke als der anschließende Bereich, so daß im Übergang eine Schulter 16 ausgebildet ist, die an einer entsprechenden Schulter des Gehäuses 9 anliegt.

In diesem querschnittlicher verdickten vorderen Bereich 15 ist entlang des Außenumfangs der Hülse 10 eine Ringnut 17 ausgebil­ det, in der ein O-Ring 18 aus einem gummielastischen Material angeordnet ist, der die beiden Hülsenschenkel 12 und 13 mit einer vorbestimmten Spannkraft radial zusammenhält.

Eine weitere Hülse 19 übergreift den rückwärtigen Endabschnitt 14 der Hülse 10 und ist mit dieser fest verbunden. Die Hülse 19 enthält eine mittige, axiale Durchgangsbohrung 20, deren Innen­ kontur mit der Außenkontur der Motorwelle 3 übereinstimmt und beispielsweise quadratisch ist. Beim Einschrauben des Gehäuses 9 in den Halsabschnitt 5 des Gerätegehäuses 1 tritt die Motor­ welle 3 in die Bohrung 20 ein, wodurch die Motorwelle 3 mit den beiden drehfest verbundenen Hülsen 19 und 10 antriebsmäßig fest verbunden ist.

Die Hülsen 19 und 10 sind drehbar in dem Gehäuse 9 gelagert, wobei ein geeignetes Kunststoffmaterial des Gehäuses 9 für eine geringe Reibung sorgt.

Ein rotierendes Schleif- oder Schmirgelwerkzeug 21 hat einen Werkzeugkopf 22 mit einer rauhen Oberfläche, um beispielsweise bei der Fußpflege Hornhautteilchen von der Haut abschleifen zu können. Der Werkzeugkopf 22 ist fest mit einer kreiszylindri­ schen Welle 23 verbunden, die in die Bohrung der Hülse 10 einge­ steckt wird, wobei die beiden Hülsenschenkel 12, 13 auseinander­ gespreizt werden und die Welle 23 aufgrund ihrer Eigenfederkraft fest umgreifen. Diese Eigenfederkraft wird durch die Kraft des Gummi-O-Rings 18 verstärkt, wodurch sich insgesamt eine exakt festlegbare Mitnehmerkraft für die Welle 23 ergibt.

Das Einstecken der Welle 23 wird dadurch erleichtert, daß ihr Kopfende 24 abgerundet oder konisch abgeschrägt ist und daß eine sich nach außen konisch erweiternde Einstecköffnung 25 an der Hülse 10 ausgebildet ist.

Die axiale, mittige Bohrung der Hülse 10 enthält einen vorderen Abschnitt 26 mit einem etwas kleineren Durchmesser, als ihn der rückwärtige Teil der Hülse 10 hat, wodurch bei der dargestellten Ausführungsform die Welle 23 nur im Bereich 26 in Kontakt mit den Hülsenschenkeln 12, 13 steht. Dies ist eine weitere Maßnah­ me, die es erleichtert, die gewünschte Mitnehmerkraft der Rutschkupplung exakt einzustellen. Wenn die Länge des Kontaktbe­ reiches größer gewählt wird, vergrößert sich auch die Mitneh­ merkraft der Spannhülse.

Wenn beim Betrieb des Behandlungsgerätes der Werkzeugkopf 22 z. B. an eine zu behandelnde Hautfläche angepreßt wird, wird das Schleif- oder Schmirgelwerkzeug solange mit der der Drehzahl der Motorwelle 3 entsprechenden Umlaufgeschwindigkeit gedreht, wie eine der vorgegebenen Mitnehmerkraft der Rutschkupplung ent­ sprechende Anpreßkraft unterschritten ist. Bei Überschreiten der kritischen Mitnehmerkraft wird sofort die Rotation des Werkzeugs beendet, so daß keine Verletzungen oder Beschädigungen auftreten können. Da in diesem Zustand die Hülse 10 mit unverminderter Geschwindigkeit weiter rotiert, gerät das Schleif- oder Schmir­ gelwerkzeug bei Verringerung des Anpreßdrucks sofort wieder in die Rotation, so daß die Behandlung fortgesetzt werden kann.

Claims (12)

1. Behandlungsgerät mit einem rotierenden Bearbeitungswerkzeug, insbesondere bei einem Schleif- oder Schmirgelwerkzeug, mit einem Gehäuse mit integriertem Antriebsmotor und einer Motorwel­ le, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleif- oder Schmirgelwerkzeug (22, 23) über eine Rutschkupplung mit der Motorwelle (3) verbunden ist.

2. Behandlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutschkupplung ein Gehäuse (9) aufweist, in dem eine Spannzange (10) drehbar gehalten ist.

3. Behandlungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannzange eine über einen Teil ihrer Länge aufgeschnittenen Hülse (10) aufweist, in die die Welle (23) des Schleif- oder Schmirgelwerkzeugs einsteckbar ist.

4. Behandlungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (10) eine Bohrung auf­ weist, die vor der Aufnahme der Welle (23) des Schleif- oder Schmirgelwerkzeugs wenigstens über einen Teil ihrer Länge etwas kleiner ist als der Durchmesser der Welle (23).

5. Behandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (10) in der Weise auf­ geschnitten ist, daß vorzugsweise zwei schmale Materialstreifen (11) weggeschnitten sind, wodurch zwei voneinander beabstandete Hülsenschenkel (12, 13) ausgebildet sind.

6. Behandlungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Hülsenschenkel (12, 13) vor dem Einsetzen der Welle (23) des Schleif- oder Schmirgelwerk­ zeugs so aufeinander zu gebogen sind, daß sie an ihrem freien Ende im wesentlichen aneinander anliegen.

7. Behandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannzange vorzugsweise im Bereich ihres freien Endabschnitts von einer elastischen Ein­ richtung (18) radial nach innen beaufschlagt ist.

8. Behandlungsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Einrichtung ein elastischer O-Ring (18) ist, der in einer Ringnut (17) in der Spannzange (10) angeordnet ist.

9. Behandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (10) an ihrem rückwärtigen Ende mit einer sie umgreifenden, weiteren Hülse (19) drehfest verbunden ist, die eine Bohrung (20) zur drehfesten Aufnahme der Motorwelle (3) aufweist.

10. Behandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannzange (10) aus einem hoch­ elastischen Material besteht.

11. Behandlungsgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das hochelastische Material eine Bronzelegierung ist.

12. Behandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (9) der Rutschkupplung an ihrem rückwärtigen Endabschnitt ein Gewinde (6) aufweist, das in ein Innengewinde eines Halsabschnitts (5) des Gerätegehäuses (1) einschraubbar ist.