DE2910982A1

DE2910982A1 - Intermittierend arbeitende schubkolbenfluessigkeitspumpe

Info

Publication number: DE2910982A1
Application number: DE19792910982
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl Ing Gehrig; Bruno Dipl Ing Gimelli
Original assignee: Gimelli and Co AG
Current assignee: Gimelli and Co AG
Priority date: 1979-03-21
Filing date: 1979-03-21
Publication date: 1980-10-02
Also published as: CH646496A5

Description

Intermittierend arbeitende Schubkolbenflüssigkeitspumpe

Die Erfindung betrifft eine einen pulsierenden bzw. intermittierenden Flüssigkeitsstrahl erzeugende Schubkolbenflüssigkeitspumpe mit Pumpenkammer, insbesondere für eine Spritzvorrichtung zur Reinigung der Zähne und des Zahnfleisches.

Zum Lösen von Fremdkörpern von den Zähnen und dem Zahnfleisch- bzw. Gaumengewebe haben sich einen aus getrennten intermittierenden Spritzern bestehenden kleinen Wasserstrahl beträchtlicher Geschwindigkeit abgebende Vorrichtungen als höchst wirksam erwiesen. Dieser Wasserstrahl ist besonders für das Reinigen des Zahnraums sowie der Zahnzwischenräume und des Zahnfleisches bzw. Gaumens vorteilhaft. Wenn die Strahlimpulse bzw. einzelnen Spritzer in ausreichenden Abständen voneinander verabfolgt werden, so dass sich das Gewebe zwischen den einzelnen Spritzern wieder in seine ursprüngliche Form zurückformen kann, wird gleichzeitig eine hochwirksame Massagewirkung erreicht. Für diesen 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.

Man hat deshalb bereits vorgeschlagen (US Pat. 3 227 158) den aus getrennten intermittierenden Spritzern bestehenden Wasserstrahl mit Hilfe einer Schubkolbenpumpe zu erzeugen, die von einem Vorratsbehälter zu einem Handstück mit Spritzdüse über eine Schlauchleitung fördert. Die Pumpe weist dazu sowohl Einlass- als auch Auslassventil auf, sowie ein weiteres einstellbares Ventil mit dem der Druck in der Pumpenkammer kontrollierbar ist. Ein Nachteil dieser Pumpe besteht jedoch darin, dass das Kontrollventil der bekannten Pumpe die Pumpenkammer eine strömungsungünstige L-Form aufweist und zu Pulsaktionen neigt.

Um die Arbeitsweise derartiger Pumpen insbesondere die Regulierung des Flüssigkeitsstrahls zu verbessern, wurde auch bereits vorgeschlagen (Dt. 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 eine Rückströmung aus der Pumpenkammer ermöglichende, Steuervorrichtung ist und wobei die Flüssigkeitsleitung aus verhältnismäßig undehnbarem Material besteht. Dieser bekannte Pumpentyp hat jedoch den Nachteil, dass die von der Pumpe erzeugten Flüssigkeitspulse 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 Handhabung des Handstücks Schwierigkeiten bereitet. Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bekannten Pumpe besteht schließlich darin, dass die die Regelung der Intensität der über den Schlauch ausgestoßenen Flüssigkeitsspritzer nicht feinfühlig genug erfolgt, da genau wie bei dem älteren doppelventiligen Pumpentyp nur eine kleine ungünstig angeordnete Bohrung von einem handbetätigten Absperrorgan verschlossen bzw. geöffnet wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe des eingangs genannten Typs zu schaffen, die die geschilderten Nachteile nicht aufweist und die einfach herstellbar ist und bei der der Flüssigkeitsstrahl in besonders weiten Grenzen regulierbar ist. Die Pumpe soll von einem vergleichsweise schwachen Elektromotor antreibbar sein und geräuschlos arbeiten.

Schließlich soll das Pumpengehäuse so gestaltet sein, dass die empfindlichen Steuerorgane, zu einer Einheit zusammengefasst, leicht austauschbar sind.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass eine in der Gehäusewand der Pumpenkammer gelagerte Hülse mit einer einen Teil der des Einlassventils bildenden Druckregulierschraube, deren in der Hülse verschiebbarer ventilseitiger 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 am Schaft vorgesehene Keilnut zusammen mit einer den Ringraum in Richtung auf die Pumpenkammer zu abschließende Dichtlippe ein Absperrorgan bildet, das je nach Stellung der Druckregulierschraube bei Druckaufbau in der Pumpenkammer den teilweisen Rückfluss der Flüssigkeit in den Saugkanal gestattet.

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.

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.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Druckregulier-Schraube eine sich achsial erstreckende Sacklochbohrung auf, die über eine Öffnung mit dem Ringraum zwischen 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.

Erfindungsgemäß ist das der der Pumpenkammer abgewandte Ende der sich achsial erstreckenden Bohrung in der Druckregulierschraube mit einer Schraube verschlossen, die eine Regulierung der Vorspannung der Feder des als Überdruckventil arbeitenden Ventilkörpers gestattet.

Die Bohrung für den Pumpenkolben, die Pumpenkammer und das Auslassventil sind zueinander fluchtend angeordnet, während die Bohrung zur Aufnahme der Hülse bzw. der Druckregulierschraube und die Bohrung zur Halterung und Führung des Einlassventilkörpers rechtwinklig zur Längsachse der Bohrung des Pumpenkolbens und zueinander fluchtend angeordnet sind.

Eine besondere Herstellungsvereinfachung, eine schnellere Justagemöglichkeit und auch eine Wartungsvereinfachung ist dadurch gegeben, dass das Überdruckventil, das verstellbare Bypassventil und die wesentlichen Teile des Saugventils als eine einzige austauschbare Einheit ausgebildet sind.

Die Pumpe nach der vorliegenden Erfindung ist so aufgebaut, dass im Falle beispielsweise einer Verschmutzung des Ventils, welches den Bypass öffnet 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.

Es ist bei der erfindungsgemäßen Pumpe auch möglich, die die Ventile enthaltende Einheit ohne weitere Demontage auszuwechseln falls eine Einheit erwünscht ist, deren Ventile eine andere Charakteristik aufweisen. So kann beispielsweise mühelos eine Druckregulierschraube eingebaut werden, deren Keilnut anders gestaltet ist, bzw. die mehrere Keilnuten aufweist.

Schließlich ist es auch möglich, die Hülse mit der Dichtlippe für das Bypassventil, die beispielsweise aus Kunststoff gefertigt ist, bei Beschädigung der Dichtlippe gegen eine solche aus anderem Werkstoff zu tauschen, ohne dass eine Fachkraft diesen Tausch ausführen muss.

Die Erfindung lässt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu, eine davon ist in den anhängenden Zeichnungen, die die intermittierend arbeitende Flüssigkeitspumpe im Längsschnitt und in der Seitenansicht zeigen, dargestellt.

Das Pumpenaggregat besteht aus dem einteiligen Gehäuse 1, das zwei rechtwinklig zueinander angeordnete Bohrungen 2, 3 aufweist, von denen die eine Bohrung 2 als Arbeitszylinder 4 ausgebildet ist, in dem der Pumpenkolben 5 über das Pleuel 6 hin und her bewegt wird, während die andere Bohrung 3 die Druckregulierschraube 7 mit Hülse 8 aufnimmt.

Die Zeichnung zeigt den von einem nicht näher dargestellten Motor mit Kurbelscheibe über das Pleuel 6 bewegten Pumpenkolben 5 in seiner oberen Endstellung, d.h. am Ende des Arbeitshubs. Bewegt sich der Pumpenkolben 5 nun in Pfeilrichtung A, d.h. beginnt er nun seinen Saughub, dann öffnet das Saugventil 9, dessen Schaft 10 in einer Bohrung 11 im Pumpengehäuse 1 gelagert ist, gegen die Kraft der Ventilfeder 12 und gestattet den Druckmitteldurchgang vom Saugkanal 13 zum Pumpenraum 14. Die größte Menge des Druckmittels strömt dabei über die Schlitze 15 und den Ringraum 18, der mit dem Saugstutzen 16 verbunden ist (Fig. 2), direkt am Ventilsitz 17 vorbei in den Pumpraum 14. Eine kleinere Druckmittelmenge wird jedoch direkt aus dem Ringraum 18 an der Lippendichtung 19 der Hülse 8 vorbei in den Pumpenraum 14 gesogen.

Die ringförmige Lippendichtung 19 wirkt dabei als Ventil das heißt, dass Druckmittel zwar in der vorstehend beschriebenen Richtung fließen kann, nicht aber in entgegengesetzter Richtung, also vom Pumpenraum 14 in den Ringraum 18.

Die Druckregulierungsschraube 7 ist gegenüber der Hülse 8 in Pfeilrichtung 3 verschiebbar, da beide Teile 7 und 8 über ein

Gewinde 20 miteinander im Eingriff stehen. Wird nun die Druckregulierschraube 7 nach links bewegt, dann gibt die Lippendichtung 19 eine an der zylindrischen Mantelfläche 21 des Teils 7 angeordneten Keilnut 22 frei so, dass je nach Stellung der Druckregulierschraube 7 zur Hülse 8 durch die Keilnut 22 eine bestimmte Menge Druckmittel vom Ringraum 18 in den Pumpenraum 14 oder aber umgekehrt strömen kann.

Ist der Pumpenkolben 5 an seiner unteren Stellung (nicht dargestellt), d.h. am Ende des Saughubs angelangt, dann schließt das Saugventil 9 den Druckmitteldurchgang bei 17 und der Arbeitshub beginnt, wobei sich der Pumpenkolben 5 entgegen der Pfeilrichtung A bewegt. Da sich jetzt im Pumpenraum 14 ein Überdruck aufbaut, öffnet jetzt das Auslassventil 23 gegen die Kraft der Feder 24 den Druckmitteldurchgang am Ventilsitz 25 so, dass das Druckmittel in den Schlauch 26 gefördert werden kann, der mit der nicht näher dargestellten Spritzdüse verbunden ist.

Sollen nun Intensität und Menge des geförderten Druckmittels verringert werden, so ist es lediglich notwendig die Druckregulierschraube etwas aus der Hülse 8 (wie bereits weiter oben beschrieben) herauszudrehen, d.h. in Pfeilrichtung C zu bewegen. Befindet sich nämlich die Druckregulierschraube 7 in einer linken Position, dann strömt während des Arbeitshubes des Pumpenkolbens 5 (entgegen Pfeilrichtung A) eine bestimmte Menge des Druckmittels über die Keilnut 22 in den Rücklauf am Stutzen 16. Keilnut 22 mit Ringraum 18 bilden also einen Bypass zur Saugleitung 13, 15, 17.

Um sicher zu stellen, dass der Druck im Pumpenraum keinen unzulässig hohen Wert erreicht, etwa für den Fall, dass die Schlauchleitung 26 verschlossen ist, ist die Druckregulierschraube 7 noch mit einem Sicherheitsventil, das aus einer federbelasteten Kugel 27 mit Stellschraube 28 besteht, vorgesehen. Im Falle des Überdrucks im Pumpenraum 14 strömt Druck- mittel am Ventilsitz 29 vorbei durch die Öffnung 30 in den Ringraum 18 und von da aus über den Saugstutzen 16 in den (nicht näher dargestellten) Druckmittelbehälter.

1 Gehäuse

2 Bohrung

3 Bohrung

4 Arbeitszylinder

5 Pumpenkolben

6 Pleuel

7 Druckregulierschraube

8 Hülse

9 Saugventil

10 Schaft

11 Bohrung

12 Ventilfeder

13 Saugkanal

14 Pumpenraum

15 Schlitze

16 Saugstutzen

17 Ventilsitz

18 Ringraum

19 Lippendichtung

20 Gewinde

21 zylindrische Mantelfläche

22 Keilnut

23 Auslassventil

24 Feder

25 Ventilsitz

26 Schlauch

27 Überdruckventil

28 Stellschraube

29 Ventilsitz

30 Öffnung

31 Gehäusewand

32 zylindrische Innenwand

33 Sacklochbohrung

34 Ventilfeder

Claims

1. Einen pulsierenden bzw. intermittierenden Strahl erzeugende Schubkolbenflüssigkeitspumpe mit Pumpenkammer, insbesondere für eine Spritzvorrichtung zur Reinigung der Zähne und des Zahnfleisches, gekennzeichnet durch eine in der Gehäusewand (31) der Pumpenkammer gelagerte Hülse (8) mit einer einen Teil des Einlassventils (9, 17) bildenden Druckregulierschraube (7) deren in der Hülse (8) verschiebbarer ventilseitiger Schaft (21) zusammen mit der zylindrischen Innenwand (32) der Hülse (8) einen saugseitigen Ringraum (18) für die Flüssigkeit bildet, der über eine radiale Bohrung mit dem Saugkanal (16) verbunden ist, wobei eine im Schaft (21) vorgesehene Keilnut (22) zusammen mit einer den Ringraum (18) in Richtung auf die Pumpenkammer (14) zu abschließende Dichtlippe (19) ein Absperrorgan bildet, das je nach Stellung der Druckregulierschraube (7) bei Druckaufbau in der Pumpenkammer (14) den teilweisen Rückfluss der Flüssigkeit in den Saugkanal (16) gestattet.

2. Schubkolbenflüssigkeitspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Hülse (8) und der Druckregulierschraube (7) gebildete Ringraum (18) über sich radial nach innen zu erstreckende Kanäle (15) und über das Saugventil (9, 10, 17) mit der Pumpenkammer (14) in Verbindung steht.

3. Schubkolbenflüssigkeitspumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (9) des Saugventils mit seinem Schaft (10) in der Gehäusewand der Pumpenkammer gehalten und geführt ist, wobei der Ventilkörper von der Ventilfeder (12) gegen den Ventilsitz (17) an der

Stirnseite der Druckregulierschraube (7) gedrückt wird.

4. Schubkolbenflüssigkeitspumpe nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckregulierschraube (7) eine sich achsial erstreckende Sacklochbohrung (33) aufweist, die über eine Öffnung (30) mit dem Ringraum (18) zwischen Hülse (8) und der Mantelfläche (21) der Druckregulierschraube (7) verbunden ist und deren engere pumpenkammerseitige Öffnung von einem federbelasteten Ventilkörper (27) verschlossen ist, der bei Höchstdruck in der Pumpenkammer (14) ein Rückströmen der Flüssigkeit aus der Pumpenkammer (14) in den Ringraum (18) gestattet.

5. Schubkolbenflüssigkeitspumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das der Pumpenkammer (14) abgewandte Ende der sich achsial erstreckenden Bohrung (33) in der Druckregulierschraube (7) mit einer Schraube (28) verschlossen ist, die eine Regulierung der Vorspannung der Feder (34) des als Überdruckventil arbeitenden Ventilkörpers (27) gestattet.

6. Schubkolbenflüssigkeitspumpe nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (2) für den Pumpenkolben (5), die Pumpenkammer (14) und das Auslassventil (23) zueinander fluchtend angeordnet sind, während die Bohrung (3) zur Aufnahme der Hülse (8) bzw. der Druckregulierschraube (7) und die Bohrung (11) zur Halterung und Führung des Einlassventilkörpers (9, 10) rechtwinklig zur Längsachse der Bohrung (2) des Pumpenkolbens (5) und zueinander fluchtend angeordnet sind.

7. Schubkolbenflüssigkeitspumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Überdruckventil (27, 28, 34), das verstellbare Bypassventil (29, 22) und die wesentlichen Teile des Saugventils (9, 13, 15, 17) als eine einzige austauschbare Einheit ausgebildet sind.