DE2910982A1 - INTERMITTENTLY WORKING PISTON PUMP PUMP - Google Patents
INTERMITTENTLY WORKING PISTON PUMP PUMPInfo
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Abstract
Description
Intermittierend arbeitende SchubkolbenflüssigkeitspumpeIntermittently working piston fluid pump
Die Erfindung betrifft eine einen pulsierenden bzw. intermittierenden Flüssigkeitsstrahl erzeugende Schubkolbenflüssigkeitspumpe mit Pumpenkammer, insbesondere für eine Spritzvorrichtung zur Reinigung der Zähne und des Zahnfleisches.The invention relates to a thrust piston fluid pump which generates a pulsating or intermittent fluid jet and has a pump chamber, in particular for a spray device for cleaning the teeth and the gums.
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.In dislodging foreign bodies from teeth and gum tissue, a small jet of water, consisting of separate intermittent splashes, has been found to be most effective. This water jet is particularly advantageous for cleaning the tooth space as well as the interdental spaces and the gums or palate. If the jet impulses or individual splashes are administered at sufficient intervals from one another so that the tissue can regain its original shape between the individual splashes, a highly effective massage effect is achieved at the same time. For this purpose, an intermittent jet, the individual splashes of which are ejected at a frequency of about 1000 to 2000 pulses per minute, has proven to be very effective.
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.It has therefore already been proposed (US Pat. 3 227 158) to generate the water jet consisting of separate intermittent splashes with the aid of a push piston pump which conveys from a storage container to a handpiece with a spray nozzle via a hose line. For this purpose, the pump has both inlet and outlet valves, as well as another adjustable valve with which the pressure in the pump chamber can be controlled. A disadvantage of this pump, however, is that the control valve of the known pump, the pump chamber has a flow-unfavorable L-shape and tends to pulse actions.
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.In order to improve the functioning of such pumps, in particular the regulation of the liquid jet, it has already been proposed (German OS 1 653 362) to design the inlet control device as an inlet valve, which is the only pump valve to be actuated by the pump chamber that occurs during operation of the pump Pressure changes is trained, the intensity regulating device being a control device which enables a return flow from the pump chamber and wherein the liquid line consists of a relatively inextensible material. However, this known type of pump has the disadvantage that the liquid pulses generated by the pump hardly appear as individual, sharply separated liquid splashes, since the sluggish liquid column present in the hose line only incompletely replaces an outlet valve. The hose line must also be made of such a rigid material that the handpiece is difficult to handle. Another significant disadvantage of the known pump is that the regulation of the intensity of the liquid splashes ejected through the hose is not sufficiently sensitive, since just like the older double-valve pump type, only a small, unfavorably arranged bore is closed or opened by a manually operated shut-off device will.
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.The present invention is therefore based on the object of creating a pump of the type mentioned at the beginning which does not have the disadvantages described and which is easy to manufacture and in which the liquid jet can be regulated within particularly wide limits. The pump should 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 zusammengefasst, leicht austauschbar sind.Finally, the pump housing should be designed in such a way that the sensitive control elements, combined into one unit, can be easily exchanged.
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.According to the invention, this is achieved in that a sleeve mounted in the housing wall of the pump chamber with a pressure regulating screw that forms part of the inlet valve, the valve-side shaft of which, together with the cylindrical inner wall of the sleeve, forms a suction-side annular space for the liquid that is displaceable in the sleeve radial bore is connected to the suction channel, whereby a keyway provided on the shaft together with a sealing lip to close off the annular space in the direction of the pump chamber forms a shut-off device which, depending on the position of the pressure regulating screw, partially backflow of the liquid into the suction channel when pressure builds up in the pump chamber allowed.
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 channels extending radially inward 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 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.In a preferred embodiment, the pressure regulating screw has an axially extending blind hole which is connected via an opening to the annular space between the sleeve and the outer surface of the pressure regulating screw and whose narrower opening on the pump chamber side is closed by a spring-loaded valve body which, at maximum pressure in the pump chamber allows the liquid to flow back from the pump chamber into the annular space.
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.According to the invention, the end of the axially extending bore in the pressure regulating screw facing away from the pump chamber is closed with a screw which allows the bias of the spring of the valve body working as a pressure relief valve to be regulated.
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.The bore for the pump piston, the pump chamber and the outlet valve are aligned with one another, while the bore for receiving the sleeve or the pressure regulating screw and the bore for holding and guiding the inlet valve body are arranged at right angles to the longitudinal axis of the bore of the pump piston and aligned with one another.
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.A particular manufacturing simplification, a faster adjustment possibility and also a simplification of maintenance is given by the fact that the pressure relief valve, the adjustable bypass valve and the essential parts of the suction valve are designed as a single exchangeable unit.
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.The pump according to the present invention is constructed in such a way that in the event of, for example, contamination of the valve which opens the bypass or if the pressure relief valve is damaged, the entire unit containing the sensitive valve parts, namely the pressure regulating screw with sleeve, can be removed from the pump unit without that hose lines have to be removed or without the pump housing itself having to be removed from the device housing.
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.In the case of the pump according to the invention, it is also possible to replace the unit containing the valves without further dismantling if a unit is desired whose valves have different characteristics. For example, a pressure regulating screw with a different keyway or with several keyways can easily be installed.
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.Finally, if the sealing lip is damaged, it is also possible to replace the sleeve with the sealing lip for the bypass valve, which is made of plastic, for one made of a different material, without a specialist having to carry out this replacement.
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.The invention allows a wide variety of possible embodiments, one of which is shown in the attached drawings, which show the intermittently operating liquid pump in longitudinal section and in side view.
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.The pump unit consists of the one-piece housing 1, which has two bores 2, 3 arranged at right angles to one another, of which one bore 2 is designed as a working cylinder 4 in which the pump piston 5 is moved back and forth via the connecting rod 6, while the other Bore 3 accommodates the pressure regulating screw 7 with sleeve 8.
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.The drawing shows the pump piston 5 moved by a motor with a crank disk (not shown) via the connecting rod 6 in its upper end position, i.e. at the end of the working stroke. If the pump piston 5 now moves in the direction of arrow A, ie if it now begins its suction stroke, the suction valve 9, the shaft 10 of which is mounted in a bore 11 in the pump housing 1, opens against the force of the valve spring 12 and allows the passage of pressure medium from the suction channel 13 to the Pump chamber 14. The largest amount of the pressure medium flows through the slots 15 and the annular space 18, which is connected to the suction port 16 (Fig. 2), directly past the valve seat 17 into the pump chamber 14. A smaller amount of pressure medium is, however, directly from the Annulus 18 is sucked past the lip seal 19 of the sleeve 8 into the pump chamber 14.
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.The annular lip seal 19 acts as a valve, which means that pressure medium can flow in the direction described above, but not in the opposite direction, that is, from the pump chamber 14 into the annular chamber 18.
Die Druckregulierungsschraube 7 ist gegenüber der Hülse 8 in Pfeilrichtung 3 verschiebbar, da beide Teile 7 und 8 über einThe pressure regulating screw 7 can be displaced in relation to the sleeve 8 in the direction of arrow 3, since both parts 7 and 8 have a
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.Thread 20 are in engagement with one another. If the pressure regulating screw 7 is now moved to the left, the lip seal 19 releases a keyway 22 arranged on the cylindrical outer surface 21 of the part 7 so that, depending on the position of the pressure regulating screw 7 in relation to the sleeve 8, a certain amount of pressure medium from the annular space 18 through the keyway 22 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 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.If the pump piston 5 has reached its lower position (not shown), i.e. at the end of the suction stroke, the suction valve 9 closes the pressure medium passage at 17 and the working stroke begins, the pump piston 5 moving against the direction of arrow A. Since an overpressure now builds up in the pump chamber 14, the outlet valve 23 now opens the pressure medium passage on the valve seat 25 against the force of the spring 24 so that the pressure medium can be conveyed into the hose 26, which is connected to the spray nozzle not shown in detail.
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.If the intensity and quantity of the pressure medium conveyed are to be reduced, it is only necessary to unscrew the pressure regulating screw a little out of the sleeve 8 (as already described above), i.e. to move it 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 (against the direction of the arrow A) a certain amount of pressure medium flows through the keyway 22 into the return line on the connection 16 Suction line 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.In order to ensure that the pressure in the pump chamber does not reach an impermissibly high value, for example in the event that the hose line 26 is closed, the pressure regulating screw 7 is also provided with a safety valve consisting of a spring-loaded ball 27 with an adjusting screw 28. In the event of overpressure in the pump chamber 14, pressure means past the valve seat 29 through the opening 30 into the annular space 18 and from there via the suction nozzle 16 into the pressure medium container (not shown in detail).
1 Gehäuse1 housing
2 Bohrung2 hole
3 Bohrung3 hole
4 Arbeitszylinder4 working cylinders
5 Pumpenkolben5 pump pistons
6 Pleuel6 connecting rods
7 Druckregulierschraube7 Pressure regulating screw
8 Hülse8 sleeve
9 Saugventil9 suction valve
10 Schaft10 shaft
11 Bohrung11 bore
12 Ventilfeder12 valve spring
13 Saugkanal13 suction channel
14 Pumpenraum14 pump room
15 Schlitze15 slots
16 Saugstutzen16 suction nozzles
17 Ventilsitz17 valve seat
18 Ringraum18 annulus
19 Lippendichtung19 lip seal
20 Gewinde20 threads
21 zylindrische Mantelfläche21 cylindrical outer surface
22 Keilnut22 keyway
23 Auslassventil23 exhaust valve
24 Feder24 spring
25 Ventilsitz25 valve seat
26 Schlauch26 hose
27 Überdruckventil27 Pressure relief valve
28 Stellschraube28 adjusting screw
29 Ventilsitz29 valve seat
30 Öffnung30 opening
31 Gehäusewand31 housing wall
32 zylindrische Innenwand32 cylindrical inner wall
33 Sacklochbohrung33 blind hole
34 Ventilfeder34 valve spring
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