DE2058728A1

DE2058728A1 - Antriebsvorrichtung fuer eine Pumpe zur Erzeugung eines ein Handgeraet zur Koerperpflege speisenden pulsierenden Fluessigkeitsstrahls

Info

Publication number: DE2058728A1
Application number: DE19702058728
Authority: DE
Inventors: Moret Michel Antoine
Original assignee: WOOG INST RECH
Current assignee: WOOG INST RECH
Priority date: 1969-12-24
Filing date: 1970-11-30
Publication date: 1971-07-08
Also published as: NL161355B; DE2058728C3; US3811432A; NL161355C; NL7018612A; JPS5018319B1; CH519907A; FR2074154A5; DE2058728B2

Description

INSTITUT DE RECHERCHE WOOG CHENE BOURG/Schweiz

Antriebsvorrichtung für eine Pumpe zur Erzeugung eines ein Handgerät zur Körperpflege speisenden, pulsierenden FlüssigkeitsStrahls

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für eine Pumpe zur Erzeugung eines ein Handgerät zur Körperpflege, insbesondere zur Zahn- und Mundpflege, speisenden, pulsierenden Flüssigkeits Strahls.

Derartige Vorrichtungen, bei denen ein Motor den Kolben einer Pumpe antreibt, sind bereits bekannt (Schweizerische Patentschrift 471560; Deutsche Offenlegungsschrift 1 802 838) und für Handgeräte bestimmt, die ausser mit einer mechanisch angetriebenen Zahnbürste auch mit einer Spritzdüse ausgerüstet werden können, aus welcher der von der Hydraulikpumpe gelieferte, pulsierende Flüssigkeitsstrahl austritt. Die Frequenz dieser Flüssigkeitsimpulse ist dabei, da der die Pumpe antreibende Motor mit einer bestimmten und im wesentlichen konstanten Drehzahl läuft, konstant. Auch andere bekannte, nur zur Behandlung mit einem pulsierenden Flüssigkeitsstrahl bestimmte, von einer motorgetriebenen Pumpe gespeiste Handgeräte zur Mundhygiene (USA-Pat ent schrift 3 227 158) arbeiten mit einer konstanten Impulsfrequenz, welche durch die gewählte Betriebsdrehzahl des Pumpenmotors und das die Pumpe antreibende Getriebe bestimmt ist, wobei lediglich ein bevorzugter

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Frequenzbereich empfohlen wird, innerhalb dessen die Arbeitsfrequenz zu wählen ist.

Nun erfordert die moderne Mundhygiene zwei unterschiedliche Operationen:

Einerseits müssen die Zahnoberflächen und die Zahnzwischenräume sowie die Oberfläche des Zahnfleisches möglichst gründlich von Speiseresten und anderen Verunreinigungen gesäubert werden, und andererseits ist es zur Gesunderhaltung des Zahnfleisches wesentlich, dass das Zahnfleisch wirkungsvoll massiert wird, um die Blutzirkulation, insbesondere in den Kapillargefässen, anzuregen. Für diese beiden Operationen sind bisher zwei verschiedene Mittel erforderlich, nämlich zur Reinigung die Zahnbürste, die insbesondere mit einem geeigneten Handgerät elektrisch oder hydraulisch antreibbar ist, und zur wirkungsvollen Massage des Zahnfleisches insbesondere die eingangs erwähnten Handgeräte, mit denen das Zahnfleisch durch einen pulsierenden Flüssigkeitsstrahl behandelt werden kann. Nun zeigt jedoch die Erfahrung, dass der Zahn- und Mundpflege täglich nur eine sehr geringe Zeit gewidmet wird und dass meistens nur die Zähne mit einer Zahnbürste geputzt werden, selbst dann, wenn das zur Verfügung stehende Handgerät auch zur Behandlung mit einem Flüssigkeitsstrahl eingerichtet ist, weil nämlich zu diesem Zwecke die auf dem Kopf des Geräts aufgesteckte Zahnbürste gegen eine entsprechende Spritzdüse ausgetauscht und möglicherweise Einstellungen am Gerät oder am Motor verändert werden müssen. Das sind erfahrungsgemäss psychologische Gründe dafür, dass der eilige Benutzer sich nicht die Zeit nimmt, auch eine Massage des Zahnfleisches mit der pulsierenden Flüssigkeit vorzunehmen, selbst wenn ihm sein Handgerät die Möglichkeit dazu bietet.

Daher besteht das Bedürfnis, eine Vorrichtung zu schaffen, die es dem Benutzer erlaubt, mit ein und demselben Instrument während ein und derselben Behandlung beide erwähnten Operationen auszuführen. Dazu bietet sich auf den ersten Blick die Behandlung mit einem pulsierenden Flüssigkeitsstrahl an. Jedoch sind, wie ausführliche Versuche zeigten, die bisher bekannten, dafür zur Verfügung stehenden Handgeräte, welche mit einer

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konstanten Impulsfrequenz arbeiten, ausffolgenden Gründen nur sehr schlecht geeignet:

Zur Erzielung einer guten Reinigungswirkung kann man nicht einfach die Druckamplitude der Flüssigkeitsimpulse entsprechend gross wählen, weil ja verhindert werden muss, dass bei der Behandlung des Zahnfleisches die Schmerzschwelle überschritten oder gar Verletzungen des Zahnfleisches verursacht werden; eine wirksame Reinigung mit einem verhältnismässig geringen Flüssigkeitsdruck läset sich daher nur mit verhältnismässig hohen Impulsfrequenzen, nach dem Prinzip des "pneumatischen Hammers", erzielen, um die Speisereste abzulösen und zu entfernen.

Andererseits lässt sich eine wirksame Massage des Zahnfleisches nur mit niedrigeren Impulsfrequenzen erreichen, und zwar aus folgendem Grunde: Das Zahnfleisch bildet im wesentlichen lediglich eine verhältnismässig dünne und praktisch muskellose Schicht über den harten Kieferknochen und den Zahnwurzeln und hat daher, im Gegensatz zu dem übrigen muskelreichen Gewebe des.Körpers, nur eine sehr geringe Elastizität. Insbesondere stellen die Kapillaren einen "passiven Schlauch" ohne Muskulatur dar, dessen Durchmesser in ungünstigen Fällen nur die Grössenordnung der Ausdehnung eines Blutkörperchens (7-10 Mikron) hat, und der häufig nur von jeweils einem Blutkörperchen mit geringer Geschwindigkeit passiert werden kann. Es ist nun im wesentlichen diese von Kapillaren durchzogene, verhältnismässig dünne, auf dem Knochen liegende Zahnfleischschicht, die einer Massagebehandlung zugänglich ist. Die wesentlich tiefer unter der Zahnfleischoberfläche liegenden Arterien und Venen, die man als "elastisch federnde Schläche" auffassen kann, sind einer direkten Massagewirkung durch einen Flüssigkeitsstrahl nicht zugänglich, und der Blutstrom durch diese Arterien und Venen kann nur indirekt durch Aktivierung der Kapillarzirkulation günstig beeinflusst werden. Wegen der nur sehr geringen Elastizität des Zahnfleisches fehlt die beim muskelreichen Gewebe vorhandene Tendenz, nach einem kurzzeitigen, eine Eindrückung bewirkenden Stoss infolge des Aufpralls eines Flüssigkeitsimpulses rasch

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■wieder "zurückzufedern", vielmehr muss dem Zahnfleisch zwischen zwei aufeinanderfolgenden Flüssigkeitsimpulsen genügend Zeit gelassen werden, damit die durch den Stoss erzeugte Eindrückung durch entsprechende Straff/Tung des Zahnfleisches wenigstens teilweise wieder verschwindet. Es kann ja nur dann von einer echten Massage die Rede sein, wenn das Zahnfleisch tatsächlich pulsierend bewegt wird, d.h. wenn eine abwechselnde Kompression und Dekompression erreicht wird, die sich visuell in einer alternierenden Farbänderung zwischen rosa und weiss bemerkbar macht.

Es hat sich nun gezeigt, dass die zur Erzielung einer guten Massagewirkung erforderlichen niedrigen Frequenzen unter 3000 oder gar 1000 Impulsen/min, vor allem die der Herzschlagfrequenz von ungefähr 70 Impulsen/ min. oder einem nicht zu gross en Vielfachen davon entsprechenden Impulsfrequenzen für eine gute Reinigungswirkung nicht ausreichend sind, während andererseits die für eine optimale Reinigung günstigen, verhältnismässig hohen Frequenzen, insbesondere über 3000 Impulsen/min, nur eine ungenügende Massagewirkung haben, da bei derart hohen Impulsfrequenzen das Zahnfleisch praktisch während der gesamten Zeit des Auftreffens des Flüssigkeits Strahls auf eine bestimmte Stelle im wesentlichen eingedrückt bleibt.

Um diese sich widersprechenden Forderungen bei einer Flüssigkeits behandlung des Zahnfleisches sowohl zur Reinigung als auch zur Massage wenigstens teilweise in Einklang zu bringen, wurde bereits vorgeschlagen (schweizerische Patentanmeldung Nr. 12400/68, entsprechend der deutschen Offenlegungsschrift 1 936 604), die Druckamplitude der Impulse eines pulsierenden Flüssigkeits Strahls mit einer verhältnismässig hohen Impulsfrequenz, welche zur Reinigung dient, zu modulieren, und zwar mit einer verhältnismässig geringen Modulationsfrequenz, die ihrerseits die Forderungen nach einer guten Mas sage wirkung erfüllen soll. Obwohl mit diesem vorgeschlagenen Gerät bessere Resultate erzielbar sind als bei bekannten Geräten mit einer konstanten Impulsfrequenz und einer konstanten Druckamplitude, hat

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diese Lösung doch gewisse Nachteile: Es sind nur zwei unterschiedliche Impulsfrequenzen wirksam, nämlich die Grund- oder Trägerfrequenz der Flüssigkeitsimpulse und die Frequenz der Amplitudenmodulation. Die optimale Impulsfrequenz für die Massage kann jedoch bei jeder Person individuell etwas unterschiedlich sein, und aus s er dem können vorteilhafte, spezifische physiologische und neurologische Effekte gegebenenfalls bei mehreren unterschiedlichen Frequenzen besonders zur Wirkung kommen. Eine einzige feste "Massagefrequenz" ist daher im allgemeinen zur Erzielung guter Wirkungen kaum ausreichend. Auch muss einerseits der Modulationsgrad, um Effekte zu erzeugen, gross sein, also z.B. etwa 100 % betragen, während andererseits die maximale Druckamplitude beim Benutzer nicht die Schmerzschwelle überschreiten darf; diese Forderungen bedeuten, dass die minimalen Druckamplituden verschwindend klein sind und daher in den Bereichen der Minima der Modulation die Impulse praktisch keine Wirkung haben, was den Gesamtwirkungsgrad des Geräts herabsetzt. Ferner erzeugen die grossen Amplitudenschwankungen störende Geräusche und für den Benutzer unangenehme Vibrationen des Geräts.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welche es erlaubt, die Pumpe derart durch einen Motor anzutreiben, dass der erzeugte pulsierende Flüssigkeitsstrahl sowohl eine gute Reinigungswirkung als auch eine gute Massagewirkung ausübt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der Pumpenantriebsbewegung und damit die Frequenz der Flüssigkeitsimpulse bei wenigstens näherungs weise konstanter Amplitude des Flüssigkeitsdruckes modulierbar ist. Vorzugsweise variiert die Frequenz zwischen einem minimalen Wert von 600 - 2500 Impulsen/min, und einem maximalen Wert von 3500 und 5000 Impulsen/min, während die Modulationsfrequenz einen Wert zwischen 70 und 600, vorzugsweise zwischen 200 und 400 je Minute hat.

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Durch diese Modulation der Impulsfrequenz wird erreicht, dass während jeder Periode der Frequenzänderung eine Vielzahl von Impulsfrequenzen wirksam werden, darunter auch insbesondere die für eine Massagewirkung besonders günstigen Frequenzen, welche der Herzschlagfrequenz oder einem Vielfachen der Herzschlagfrequenz entsprechen, und dass auf alle Fälle auch die bei jedem Benutzer im allgemeinen etwas unterschiedlichen, optimale Stimulierungen bewirkenden Frequenzen vorhanden sind.

Eine zweckmässige Ausführungsform, der Vorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Welle eines Antriebsmotors und einem den Kolben der Pumpe antreibenden rotierenden Organ ein Planetengetriebe angeordnet ist, das aus einem Sonnenrad, einem die mit dem Sonnenrad kämmenden Planetenräder tragenden Steg sowie einem mit den Planetenrädern kämmenden Tellerrad besteht, dass eine der beiden Getriebeteile, Sonnenrad oder Steg, die vom Motor angetriebene Eingangswelle und das andere Teil die das erwähnte Organ antreibende Ausgangswelle ist und dass ein das Tellerrad in eine oszillierende Drehbewegung versetzende Einrichtung vorgesehen ist. Auf diese Weise lässt sich die gewünschte Modulation der Impulsfrequenz mechanisch durch die oszillierende und der Drehbewegung des Antriebiorgans überlagerte Drehbewegung des Tellerrades erzeugen.

Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen an drei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform der

Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2: einen Schnitt längs der Linie H-H nach Fig. 1,

Fig. 3: eine Ansicht des Kolbenantriebs der Vorrichtung in

Richtung des Pfeiles III nach Fig. 1,

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Fig.	5:
Fig.	6:
Fig.	7+8,

Fig. 4: einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt durch eine zweite

Ausführungsform der Vorrichtung, einen Schnitt längs der Linie V-V nach Fig. 4, die schematische Darstellung des oszillierenden Antriebs des Tellerrades gemäss einer dritten Ausführungsform, Diagramme, welche die mit bekannten Vorrichtungen erzielbaren Flüssigkeitsimpulse veranschaulichen, dargestellt durch den Verlauf des Druckes P der Flüssigkeitsimpulse als Funktion der Zeit t , und

Fig. 9i ein Diagramm, welches die mit einer Vorrichtung nach

der Erfindung erzielbare Modulation der Frequenz der Flüssigkeitsimpulse zeigt.

Nach Fig. 1 sitzt auf der Welle 2 eines auf einem Gestell 24 montierten Motors 1 einerseits ein Zahnrad 4, welches mit einem Zahnrad 5 kämmt,und andererseits das Sonnenrad 3 eines Planetengetriebes. Zu diesem Planetengetriebe gehören ferner die drei um den Umfang des Sonnenrades 3 verteilten und mit diesem kämmenden-€h*et-Planetenräder 8a, 8b und 8c (Fig. 2) mit ihren Wellen 9a, 9b bzw. 9c, der Steg 7, an dessen einer Seite die Wellen 9a, 9b und 9c der Planetenräder befestigt sind und welcher mit einer sich

h auf der anderen Seite erstreckenden koaxialen Hohlwelle 10 ein Teil bildet, und das Tellerrad 20, dessen Innenverzahnung mit den Planetenrädern 8a, 8b und 8c kämmt und unter Zwischenschaltung eines Lagers 21 drehbar auf der Motorwelle 2 sitzt. Die Hohlwelle 10 des Steges 7 ist unter Zwischenschaltung eines Lagers 12 drehbar auf einem in Verlängerung der Motorwelle 2 am Sonnenrad 3 angebrachten Zapfen 11 gelagert und wird ausserdem auf ihrem Aussenumfang durch ein Lager 14 geführt, welches in der Oeffnung eines am Gestell 24 befestigten Trägers 13 angeordnet ist.

Am aus s er en Ende der Hohlwelle 10 befindet sich eine Scheibe 10a, welche einen zum zentralen Zapfen 11 exzentrischen Stift 15 trägt, welcher frei in einen Längsschlitz 17a eines Kulissenteils 17 (Fig. 3) eingreift, das· an einer StangeU des Kolbens 19 einer Hydraulikpumpe 16 befestigt ist. Das nach Fig. 1 untere freie Ende der Kolbenstange 18 wird in einer Oeffnung

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eines horizontalen Arms 13a des zum Gestell gehörenden Trägers 13 geführt. Auf diese Weise wird bei Drehung des Stegs 7 mit der Scheibe 10a der Kolben 19 der Pumpe 16 durch den exzentrischen Stift 15, der im Längsschlitz 17a gleitet, in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt. Dazu muss die Länge des quer zur Längsrichtung der Kolbenstange 18 orientierten Längsschlitzes 17a des Kulissenteils 17 wenigstens so gross sein wie der Durchmesser desjenigen Kreises, auf welchem sich der Stift 15 während eines Umlaufs bewegt.

Das vom Zahnrad 4 auf der Motorwelle 2 angetriebene Zahnrad 5 greift mit einem exzentrischen Stift 6 frei in einen radialen Schlitz 22 auf der benachbarten Seite des Tellerrades 20 ein, wobei dieser Schlitz 22 durch zwei parallele Rippen 23a und 23b am Tellerrad 20 gebildet wird (Fig. 2).

Die nur teilweise dargestellte Pumpe 16 ist entweder direkt an eine Spritzdüse oder aber an ein Handgerät zur Körperpflege angeschlossen, welches wahlweise auch mit einer Spritzdüse betrieben werden kann, die insbesondere zur Massage des Zahnfleisches und zur Reinigung der Zähne mittels eines pulsierenden FlüssigkeitsStrahles dient.

Wenn sich die Motorwelle 2 und damit das Sonnenrad 3 mit konstanter Drehzahl dreht und wenn zunächst angenommen wird, dass das Zahnrad 5 nicht vorhanden ist und das Tellerrad 20 feststeht, dann wird der Steg 7 und damit die Scheibe 10a mit einer vom Verhältnis des Durchmessers der Planetenräder 8a, 8b, 8c zum Durchmesser des Sonnenrades 3 abhängigen Untersetzung angetrieben, so dass der Kolben 19 mit einer konstanten Frequenz hin- und herbewegt wird, welche die Frequenz der von der Pumpe gelieferten Flüssigkeitsimpulse definiert. Diese Frequenz soll im folgenden als mittlere Impulsfrequenz bezeichnet werden.

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Da nun jedoch gemäss Fig. 1 und 2 gleichzeitig das mit den Planetenrädern kämmende Tellerrad 20 durch das ebenfalls vom Motor angetriebene Zahnrad 5 und seinen Exzenterstift 6 in eine oszillierende Drehbewegung versetzt wird, ändert sich die rentierende Bewegung des Stegs 7 und damit die resultierende Frequenz des Kolbens 19 und der Flüssigkeitsimpulse rhythmisch zwischen einer minimalen und einer maximalen Impulsfrequenz. Die Drehbewegung des Tellerrades 20 wird nämlich abwechselnd während einer Halbdrehung des Zahnrades 5 zur Drehung des Stegs 7 addiert und während der anderen Halbdrehung des Zahnrades 5 von der Drehung des Steges 7 subtrahiert, da sich der Drehsinn des Tellerrades 20 relativ zum Drehsinn der Planetenräder 8a, 8b, 8c periodisch ändert.

Auf diese Weise wird also eine Modulation der Impulsfrequenz erreicht. Die Anzahl der Perioden der Frequenzänderung je Zeiteinheit soll im folgenden Modulationsfrequenz genannt werden und hängt ,für ein gegebenes Planetengetriebe, vom Untersetzungsverhältnis der Zahnräder 4 und 5 ab. Der Bereich der Impulsfrequenzänderung während einer Modulationsperiode, also die Frequenz Schwankung um die mittlere Impulsfrequenz zwischen der minimalen und der maximalen Impulsfrequenz, entspricht der Bandbreite der Impulsfrequenz und hängt, ausser von der Drehzahl des Zahnrades 5, von der Exzentrizität des Stiftes 6 in. Bezug auf die Drehachse des Zahnrades 5 und vom Abstand des Stiftes 6 zur Drehachse des Tellerrades 20 ab. Da dieser letzte Abstand für die beiden Halb schwingung en des Tellerrades 20 unterschiedlich ist, erfolgt die Modulation der Frequenz etwas asymmetrisch in Bezug auf die mittlere Impulsfrequenz.

Wohlgemerkt bleibt bei dieser Modulation der Frequenz die Amplitude des Kolbens 19 konstant, so dass auch der Maximaldruck jedes von der Pumpe gelieferten Flüssigkeitsimpuls es, also die Druckamplitude der Flüssigkeitsimpulse, konstant bleibt, wenn die Auslassöffnung der Pumpe bzw. der an die Pumpe angeschlossenen Spritzdüse hinreichend klein gegenüber dem Querschnitt des Kolbens 19 bzw. der Pumpenkammer ist.

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Das Beispiel nach den Fig. 4 und 5 unterscheidet sich vom Beispiel nach den Fig. 1 bis 3 darin, dass einerseits die Stegwelle die vom Motor angetriebene Eingangswelle und die Sonnenradwelle die den Kolben der Pumpe antreibende Ausgangswelle ist, und dass andererseits die oszillierende Drehbewegung des Tellerrades nicht durch direkten Eingriff des exzentrischen Stiftes in einen Radialschlitz des Tellerrades, sondern vielmehr indirekt durch eine schwenkbar am Gestell befestigte Gabel erzeugt wird, in welche sowohl der antreibende Exzenterstift als auch ein exzentrisch am Tellerrad befestigter Stift eingreifen.

Alle auf den Fig. ^ und £mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Beispiel, jedoch mit einem Strich bezeichneten Teile sind die gleichen wie bei diesem anhand der Fig. 1 bis 3 erläuterten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu diesem sitzt jedoch auf der Motorwelle 2' der Steg 37 des Planetengetriebes, an welchem die Wellen der drei Planetenräder 38a, 38b und 38c befestigt sind, während das mit diesen kämmende Sonnenrad 33 auf einer in Verlängerung der Motorwelle 2' angeordneten getrennten Welle 40 sitzt, welche in einem am Gestell 24' der Vorrichtung befestigten Träger gelagert ist und an ihrem Ende eine Scheibe 40a aufweist, welche, wie im Beispiel nach den Fig. 1 bis 3, einen exzentrisch gelagerten Stift 15' zum Antrieb des Kolbens 19' der Pumpe 16' trägt.

Zum. alternierenden Antrieb des Tellerrades 50 dient eine um die Achse 54 schwenkbar an einem Ansatz 55 des Gestells 24'gelagerte Gabel mit den beiden parallelen Armen 53a und 53b, welche einen Längsschlitz 52 bilden, in den einerseits der exzentrisch am Zahnrad 5' angebrachte Stift 6¹ und andererseits ein Stift 51 eingreifen, welcher exzentrisch zur Achse des Tellerrades 50 an dessen der Gabel zugewandten Seite befestigt ist.

Bei dieser Ausführungsform wird die Ausgangsdrehzahl des Sonnenrades und damit die Kolben- und Impulsfrequenz im Verhältnis der Durchmesser der Planetenräder zum Durchmesser des Sonnenrades übersetzt, so dass mit normalen Motordrehzahlen entsprechend hohe Impulsfrequenzen erzeugbar sind. Ausserdem wird durch die am Gestell schwenkbar gelagerte Gabel

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53a, 53b, welche die Drehung des Zahnrades 5 in eine oszillierende Drehbewegung des Tellerrades 50 überträgt und damit die Modulation der Frequenz bewirkt, erreicht, dass die Asymmetrie dieser Modulation gegenüber dem Beispiel nach Fig. 1 wesentlich verringert werden kann. Wenn nämlich die Länge der Gabel, d.h. der Abstand zwischen Ihrer Drehachse und der Achse des Zahnrades 5 hinreichend gross gegenüber der Exzentrizität des Stiftes 6, also gegenüber dem Radialabstand des Stiftes 6 von der Drehachse des Zahnrades 5, gemacht wird, dann sind Form und Geschwindigkeit beider Halb schwingung en der Gabel während einer Umdrehung des Zahnrades 5 nahezu gleich, was eine nahezu symmetrische Modulation der Frequenz zur Folge hat, d.h. Geschwindigkeit und Grosse der Frequenzverringerung gegenüber dem Mittelwert der Impulsfrequenz sind annähernd gleich der Grosse und Geschwindigkeit der Erhöhung der Frequenz gegenüber diesem Mittelwert, wie es die zeitliche Druckkurve der Flüssigkeitsimpulse nach Fig. 9 veranschaulicht.

Selbstverständlich kann die am Gestell schwenkbar gelagerte Gabel gemäss dem Beispiel nach den Fig. 4 und 5 auch bei einer Vorrichtung verwendet werden, bei der gemäss dem Beispiel nach den Fig. 1 und Z die Sonnenradwelle die Eingangswelle und die Stegwelle die Ausgangswelle ist, während der direkt am Tellerrad angebrachte radiale Längs schlitz zum Eingriff des Stiftes 6 des Zahnrades 5 auch bei einer Vorrichtung anwendbar ist, bei der, wie im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5, die Stegwelle die Eingangswelle und die Sonnenradwelle die Ausgangswelle ist.

In einer dritten Ausführungsform gemäss Fig. 6 kann der oszillierende Antrieb des Tellerrades 60 durch ein von der Motorwelle angetriebenes Rad 61 auf die Art erfolgen, dass beide Räder durch eine Pleuelstange miteinander verbunden sind, welche an beiden Rädern exzentrisch.zu deren Mittelpunkten gelenkig gelagert ist. Auch diese Anordnung lässt sich derart dimensionieren, dass die Asymmetrie der Schwingungsamplituden des Tellerrades 60 und damit die Asymmetrie der Modulation der Frequenz weitgehend verringert wird.

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Ein numerisches Beispiel soll. anhand der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 näher erläutert werden:

Es sei angenommen, dass der Durchmesser der Planetenräder 38a, 38b und 38c gleich dem Durchmesser des Sonnenrades 30 ist und dass der Motor 1 mit einer Drehzahl von 750 U/min, arbeitet. Da in diesem Falle die Uebersetzung der Drehzahlen von Steg 37 und Sonnenrad 30 1:4 beträgt, ist die mittlere Ausgangsdrehzahl des den Kolben antreibenden Sonnenrades 30 (bei feststehendem Tellerrad 5 0) 3000 U/min., die mittlere Impulsfrequenz also 3000 Impulse/min. Um eine vorteilhafte Modulationsfrequenz von z.B. 10 % der mittleren Impulsfrequenz, also 300 Perioden der Frequenzänderung je Minute, zu erhalten, muss die Untersetzung zwischen Zahnrad 4 und Zahnrad 5 in diesem Falle 1:0,4 betragen. Man kann dann durch geeignete Wahl der Abmessungen der Gabel 53a, 53b sowie der Exzentrizitäten der Stifte 6 und 51 erreichen, dass sich die Impulsfrequenz 300 Mal in der Minute zwischen einer minimalen Impulsfrequenz von ungefährt 2000 Impulsen/rriin. und einer maximalen Impulsfrequenz von ungefähr 4000 Impulsen/min, ändert, die Bandbreite der Impulsfrequenz also zwischen mittlerer Impulsfrequenz + 9O % und mittlerer Impulsfrequenz - 50 % liegt.

Wenn der pulsierende Flüssigkeitsstrahl zur Behandlung der Zähne und des Zahnfleisches verwendet wird, dann dienen die hohen Impulsfrequenzen bevorzugt zur Reinigung, da hohe Impulsfrequenzen für diesen Zweck besonders wirksam sind, während die niedrigeren Impulsfrequenzen und vor allem die Effekte der Frequenzmodulation eine besonders gute Massagewirkung auf das Zahnfleisch haben und die Durchblutung des Zahnfleischgewebes wirkungsvoll stimulieren.

Allgemein kann die Vorrichtung nach der Erfindung zweckmässigerweise so dimensioniert werden, dass die Impulsfrequenz zwischen einem minimalen Wert von 600 - 2500 Impulsen/min, und einem maximalen Wert von 3500 und 5000 Impulsen/min, variiert und die Anzahl der

Perioden der Frequenzänderung zwischen 70 und 600, vorzugsweise

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zwischen 200 und 400 je Minute beträgt. Wenn vorteilhafterweise die mittlere Impulsfrequenz zwischen 2500 und 3500 Impulsen/min, liegt, vorzugsweise 3000 Impulsen/min, beträgt, dann kann die Aenderung der Impulsfrequenz wenigstens _+ 20 % der mittleren Impulsfrequenz und die Anzahl der Perioden der Frequenzänderung zwischen 2 % und 25 %, vorzugsweise zwischen 6 % und 12 %, der mittleren Impulsfrequenz betragen. Ausserdem kann der Benutzer den maximalen Druck der Flüssigkeitsimpulse mit einem am Gerät angebrachten Druckeinstellventil seinen persönlichen Bedürfnissen entsprechend einstellen.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen, mit einem Planetengetriebe arbeitenden Vorrichtungen beschränkt, sondern lässt sich auch mit anderen mechanischen, elektrischen, elektronischen oder hydraulischen Systemen zur Frequenzmodulation realisieren; jedoch dürfte die vorzugsweise Verwendung eines Planetengetriebes der beschriebenen Art kostenmässige Vorteile gegenüber anderen Lösungen haben. Bei Verwendung eines Planetengetriebes der beschriebenen Art braucht das Tellerrad zur Erzeugung der Frequenzmodulation nicht notwendigerweise über ein Zahnradgetriebe von der Motorwelle angetrieben zu werden, sondern es sind auch andere Einrichtungen möglich, mit denen das Tellerrad in eine oszillierende Drehbewegung versetzt wird.

Die Pumpe kann von beliebiger Bauart sein und z. B. anstatt mit einem alternierend bewegten Kolben, wie beschrieben, auch mit einer Membran

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oder mit einem Drehkolben arbeiten, wo/im letzten Falle ein Mechanismus zur Umwandlung der Drehbewegung der Ausgaungswelle der Vorrichtung nach der Erfindung in eine Hin- und Herbewegung entfällt.

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Claims

PAT ENT ANSPRUEC HE

1. 'Antriebsvorrichtung für eine Pumpe zur Erzeugung eines ein Handgerät zur Körperpflege, insbesondere zur Zahn- und Mundpflege, speisenden, pulsierenden FlüssigkeitsStrahls, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der Pumpenantriebsbewegung und damit die Frequenz der Flüssigkeitsimpulse bei wenigstens näherungsweise konstanter Amplitude des Flüssigkeitsdruckes modulierbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsfrequenz zwischen einem minimalen Wert von 600 - 2500 Impulsen/min und einem maximalen Wert von 3500 und 5000 Impulsen/min variiert und die Modulationsfrequenz ein/Wert zwischen 70 und 600, vorzugsweise zwischen 200 und 400 je Minute, hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Impulsfrequenz zwischen 2500 und 3500 Impulsen/min beträgt, vorzugsweise bei 3000 Impulsen/min liegt, die Aenderung der Impulsfrequenz wenigstens _+ 20 % der mittleren Impulsfrequenz und die Modulationsfrequenz zwischen 2 % und 25 %, vorzugsweise zwischen 6 % und 12 %, der mittleren Impulsfrequenz beträgt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Welle (2) eines Antriebsmotors (1) und einem den Kolben (19) der Pumpe (16) antreibenden rotierbaren Organ (10a, 40a) ein Planetengetriebe angeordnet ist, das aus einem Sonnenrad (3;33), einem die mit dem Sonnenrad kämmenden Planetenräder (8a, 8b, 8c;38a, 38b, 38c) tragenden Steg (7;37) sowie einem mit den Planetenrädern kämmenden Tellerrad (20;50) besteht, dass eines der beiden Getriebeteile, Sonnenrad oder Steg, die vom Motor angetriebene Eingangswelle und das andere Teil die das erwähnte Organ antreibende Ausgangswelle ist und dass eine das Tellerrad (20;50;60) in eine oszillierende Drehbewegung versetzende Einrichtung (5, 6, 22;5\ 6', 51, 52;61, 62) vorgesehen ist.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese Einrichtung aus einem von der Motorwelle angetriebenen Zahnrad (5) mit einem exzentrisch zur Zahnradachse angeordneten Stift (6) und aus einem am Tellerrad (20) angebrachten, radialen Schlitz (22) besteht, in welche/der Stift (6) eingreift.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese Einrichtung aus einem von der Motorwelle angetriebenen Zahnrad (5^f) mit einem exzentrisch zur Zahnradachse angeordneten Stift (6') und aus einer schwenkbar am Vor richtungs gestell (24) gelagerten Gabel (53,53b) besteht, und dass sowohl der erwähnte Stift (6¹) als auch ein exzentrisch zur Drehachse des Tellerrades (50) an diesem angebrachter Stift (51) in den durch die beiden Gabelarme gebildeten Längsschlitz (52) eingreifen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese Einrichtung aus einem von der Motorwelle angetriebenen Rad (61) und aus einer Pleuelstange (62) besteht, die mit ihrem einen Ende exzentrisch zur Achse des Rades (61) gelenkig an diesem und mit ihrem anderen Ende exzentrisch zur Achse des Tellerrades (60) an diesem gelagert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erwähnte, den Kolben (19) antreibende Organ eine am äusseren Ende der Welle (10) des Stegs (7) bzw. der Welle (40) des Sonnenrades (33) befestigte Scheibe (l0a;40a) mit einem exzentrisch zur Achse dieser Scheibe angeordneten Stift (15) ist, welcher in den Längs schlitz (17a) eines an der Stange (18) des Pumpenkolbens (19) befestigten Kulissenteils (17) eingreift, wobei die Richtung des Längsschlitzes quer zur Längsrichtung der Kolbenstange orientiert ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle des Steges (37) die Eingangswelle und die Welle (40) des Sonnenrades (33) die Ausgangswelle bilden, die Durchmesser der Planetenräder und des Sonnenrades gleich gross sind und das Untersetzungsverhältnis zwischen einem auf der Motorwelle (2¹) sitzenden Zahnrad (4¹) und dem mit diesem kämmenden, den erwähnten exzentrisch angeordneten Stift (6¹) tragenden Zahnrad (5¹) 1:0, 4 beträgt.

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