DE3830649A1 - Elektrische zahnbuerste - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Zahnbürste mit einem von Hand zu führenden, einen Motor und ein Ge­ triebe aufweisenden Griffteil und einem Bürstenkörper, welcher einen Bürstenkopf mit mehreren, nebeneinander separat rotierenden, zylindrischen Borstenträgern hat und bei der der Antrieb dieser Borstenträger mittels einer Schubstange erfolgt, welche vom Antrieb in eine in Längsrichtung des Bürstenkörpers hin- und hergehende Bewegung versetzbar ist. Eine solche Zahnbürste ist Gegenstand der US-PS 41 56 620.

Bei der bekannten Zahnbürste ist die Schubstange im Bereich des Bürstenkopfes als Zahnstange ausgebildet. Die Borstenträger tragen innerhalb des Bürstenkopfes jeweils ein Zahnrad, wobei alle Zahnräder einer Reihe von Borstenträgern ineinander kämmen und jedes zweite Zahnrad einer Reihe in eine Verzahnung der Schubstange eingreift. Dadurch drehen sich bei einer hin- und her­ gehenden Bewegung der Schubstange jeweils die benach­ barten Borstenträger in entgegengesetztem Drehsinn, was für die Reinigung der Zähne vorteilhaft ist.

Die bekannte Zahnbürste ist wegen der vielen Zahnräder und der als Zahnstange ausgebildeten Schubstange relativ kompliziert im Aufbau. Um ein Verklemmen der Zahnräder auszuschließen, muß die Zahnbürste mit sehr engen Ferti­ gungstoleranzen hergestellt werden. Das führt zu hohen Herstellungskosten und bringt die Gefahr mit sich, daß schon geringe Fertigungsungenauigkeiten zu einer Funk­ tionsstörung führen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zahn­ bürste der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der Antrieb der einzelnen Borstenträger mit möglichst einfachen Mitteln erfolgen kann, so daß die Zahnbürste kostengünstig herstellbar ist und besonders zuverlässig zu arbeiten vermag.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schubstange innerhalb des Bürstenkopfes quer zu ihrer Haupterstreckungsrichtung verlaufende Nuten auf­ weist, in welche die Borstenträger jeweils mit einem parallel zu ihrer Drehachse verlaufenden Exzenter ein­ greifen.

Bei einer solchen Zahnbürste sind zur Herbeiführung der Drehbewegung der Borstenträger keine Zahnräder erforder­ lich. Die Drehbewegung der Borstenträger kommt auf ein­ fache Weise dadurch zustande, daß die Schubstange durch ihre hin- und hergehende Bewegung die Exzenter ver­ schiebt. Dadurch ist der Antrieb sehr einfach gestaltet und erfordert keine engen Fertigungstoleranzen. Der Begriff "quer zur Haupterstreckungsrichtung" bedeutet nicht, daß die Nuten rechtwinklig zur Haupterstreckungs­ richtung verlaufen müssen; es genügt ein schräg zu ihr gerichteter Verlauf. Statt Nuten kommen als äquivalente Lösungen auch schräg verlaufende Vorsprünge in Frage. Die Schubstange muß schiefe Ebenen zum Verdrehen der Exzenter aufweisen.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Bürstenkopf nebeneinander zwei Reihen von Borstenträgern hat und in Mittelstellung der Schubstange die Exzenter der Borstenträger beider Reihen so ausgerichtet sind, daß sie in Querrichtung zum Bürstenkörper einander zugewandt sind. Dadurch, daß die Exzente einander zugewandt sind, kann die Schubstange im Bereich des Bürstenkopfes schmal ausgebildet sein und es kommt zu einem entgegengesetzten Drehsinn der jeweils benachbarten Borstenträger einer Reihe. Würde man die Exzenter abwechselnd zur Bürstenkopfmitte und zur Außen­ seite des Bürstenkopfes anordnen, dann ergäbe sich bei allen Borstenträgern gleicher Drehsinn. Die Erfindung ermöglicht es somit, auf einfache Weise den Drehsinn der Borstenträger zu verändern.

Bei elektrischen Zahnbürsten, welche hinsichtlich des Bürstenkopfes entsprechend einer manuellen Zahnbürste gestaltet sind, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Bürstenkopf eine kreisende Bewegung ausführt. Diese erzeugt man mittels eines besonderen Getriebes, welches eine Zahnbürstenachse sowohl hin und her schiebt als auch um ihre Längsachse pendeln läßt. Als Beispiel für einen solchen Stand der Technik sei auf die US-PS 31 60 902 verwiesen. Dieses bekannte Prinzip des Pen­ delns des Zahnbürstenkopfes läßt sich auf einfache Weise auch auf die erfindungsgemäße Zahnbürste übertragen, wenn die Schubstange unverdrehbar im Bürstenkörper und der Bürstenkörper auf dem Griffteil um seine Längsachse verdrehbar angeordnet ist und wenn das Getriebe zusätz­ lich zum Verschieben der Schubstange in Längsrichtung zum alternierenden Verdrehen der Schubstange um ihre Längsachse ausgebildet ist.

Der Bürstenkörper ist kostengünstig herstellbar und kann leicht ausgewechselt werden, wenn gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung der Bürstenkörper lösbar mit dem Griffteil verbunden ist und die Schubstange an ihrem griffteilseitigen Ende zum Verbinden mit der Zahnbürsten­ achse eine Schnappverbindung aufweist.

Statt den gesamten Bürstenkörper um seine Längsachse pendeln zu lassen, kann man auch die einzelnen Borsten­ träger abwechselnd mehr oder weniger weit aus dem Bür­ stenkörper ausfahren, wenn gemäß einer anderen Ausbil­ dung der Erfindung die Schubstange um ihre Längsachse verdrehbar im Bürstenkörper und der Bürstenkörpfer auf dem Griffteil um seine Längsachse unverdrehbar angeord­ net ist und wenn die Borstenträger im Bürstenkopf in bezug auf ihre Drehachse axial verschiebbar angeordnet sind.

Ein besonders einfaches Getriebe zur Herbeiführung der Drehbewegung und pendelnden Bewegung zeichnet sich dadurch aus, daß es ein von einem Kegelritzel des Motors angetriebenes, um eine quer zur Schubstange verlaufende Drehachse umlaufendes Kegelrad aufweist, welches mit einem parallel zu seiner Drehachse ausgerichteten Exzen­ terzapfen in eine Aufnahme einer Schwinge greift, die auf einer im Griffteil axial verschiebbar und drehbar angeordneten und in Längsrichtung des Griffteiles aus­ gerichteten Zahnbürstenachse befestigt ist.

Das Getriebe arbeitet ganz besonders reibungsarm und ist sehr kostengünstig herstellbar, wenn gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung auf dem Exzenterzapfen ver­ drehbar ein in eine Aufnahme der Schwinge eingesetzter Gleitstein angeordnet ist und wenn die beiden achs­ parallel zur Zahnbürstenachse verlaufenden Seitenflächen des Gleitsteines und/oder die entsprechenden Seiten­ flächen der Aufnahme zur Ermöglichung einer Kippbewegung der Schwinge gekrümmt oder abgeschrägt verlaufen.

Die Kippbewegung der Schwinge ergibt sich besonders einfach, wenn gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung der die Aufnahme für den Gleitstein aufwei­ sende Teil der Schwinge radialen Abstand von der Zahn­ bürstenachse hat. Bei dieser Ausgestaltung greift der Gleitstein mit beträchtlichem Abstand von der Schwenk­ achse der Schwinge, die zugleich die Zahnbürstenachse ist, an der Schwinge an. Dadurch ergibt sich ein relativ großes Kippmoment, so daß die pendelnde Bewegung des Bürstenkörpers mit ausreichend großer Kraft erfolgt.

Sehr platzsparend ist eine Ausführungsform, bei der der Exzenterzapfen von der Seite der Zahnbüste her in den Gleitstein greift.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Zahnbürste nach der Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Bürstenkörpers der Zahnbürste,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den vorderen Be­ reich des Bürstenkörpers,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den vorderen Bereich des Bürstenkörpers,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch das Getriebe der Zahnbürste,

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Schwinge des Ge­ triebes mit den angrenzenden Bauteilen,

Fig. 7 einen Querschnitt durch die Zahnbürste ent­ lang der Linie VII-VII in Fig. 5.

Die in Fig. 1 als Ganzes dargestellte Zahnbürste be­ steht aus einem Griffteil 1 und einem darauf lösbar und drehbar befestigten Bürstenkörper 2. Im Griffteil 1 ist ein Motor 3 angeordnet, der über ein Getriebe 4 eine Zahnbürstenachse 5 derart antreibt, daß diese gleichzei­ tig eine Pendelbewegung um ihre Längsachse und eine axiale Verschiebebewegung ausführt. Das Getriebe 4 hat ein vom Motor 3 angetriebenes Kegelritzel 6, welches ein Kegelrad 7 antreibt, das um eine quer zum Motor 3 ange­ ordnete Drehachse 8 drehbar ist. Dieses Kegelrad 7 hat parallel zu seiner Drehachse 8 einen Exzenterzapfen 9, auf dem verdrehbar ein Gleitstein 10 sitzt, der unver­ drehbar innerhalb einer Schwinge 11 angeordnet ist. Durch die kreisförmige Bewegungsbahn des Exzenterzapfens 9 wird die Schwinge 11 nach vorn und hinten bewegt. Zur Seite kann sie sich nicht verschieben, da die Schwinge 11 fest mit der Zahnbürstenachse 5 verbunden ist und die Zahnbürstenachse 5 im Griffteil 1 axial verschiebbar und verdrehbar gehalten ist. Diese Führung der Zahnbürsten­ achse 5 hat zur Folge, daß die Schwinge 11 mit der Zahn­ bürstenachse 5 um die Längsachse der Zahnbürstenachse 5 kippt, wenn der Exzenterzapfen sich aus der Zeichnungs­ ebene heraus bewegt, was später noch genauer erläutert wird.

Im Bürstenkörper 2 ist eine Schubstange 12 axial ver­ schieblich, jedoch relativ zum Bürstenkörper 2 unverdreh­ bar angeordnet. Diese Schubstange 2 hat an ihrem griff­ teilseitigen Ende eine Schnappverbindung 13, mit der sie mit der Zahnbürstenachse 5 relativ zur Zahnbürstenachse 5 unverdrehbar verrastet ist. Der Bürstenkörper 2 ist entsprechend mit einer Rastverbindung 14 lösbar mit dem Griffteil verbunden. Diese Rastverbindung 14 ist jedoch so gestaltet, daß sich der Bürstenkörper 2 um seine Längsachse relativ zum Griffteil 1 drehen kann, was notwendig ist, da sich die Zahnbürstenachse 5 und damit auch die Schubstange 12 um die Längsachse der Zahnbürste begrenzt verdrehen können.

Der Bürstenkörper 2 hat an seinem vorderen Ende einen Bürstenkopf 15, in den verdrehbar mehrere zylindrische Borstenträger 16-20 eingesetzt sind, die mit Borsten­ büscheln 21 aus dem Bürstenkopf 15 herausragen. Bürsten­ kopfinnenseitig haben die Borstenträger 16-20 jeweils einen Exzenter 22, der in eine quer verlaufende Nut 23 der Schubstange 12 eingreift. Bewegt sich die Schub­ stange 12 hin und her, dann werden die Exzenter 23 ver­ schoben und dadurch die Borstenträger 16 bis 20 ver­ dreht.

Die Fig. 2 verdeutlicht die Gestaltung des Bürstenkör­ pers 2. Zu erkennen ist, daß die Schubstange 12 an ihrem bürstenkopfseitigen Ende hintereinander insgesamt fünf querverlaufende Nuten 23, 23 a, 23 b, 23 c und 23 d hat, in die die Exzenter 22 der Borstenträger 16-20 einzugrei­ fen vermögen. Der Bürstenkopf 15 ist bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel so ausgebildet, daß er parallel zu der Reihe von Borstenträgern 16-20 eine weitere Reihe von Borstenträgern aufweist, von denen der Borstenträger 16 b dargestellt ist. Auch der Borstenträger 16 b und die übrigen Borstenträger seiner Reihe greifen mit jeweils einem Exzenter 22 b in diese Nuten 23, 23 a, 23 b, 23 c, 23 d der Schubstange 12. Wie die Fig. 2 zeigt, sind alle Borstenträger 16-20 und 16 b in einem Deckel 24 drehbar angeordnet, der von oben her als Einsatz in den Bürsten­ kopf 15 einsetzbar ist.

Die Schnittdarstellung gemäß Fig. 3 zeigt, wie die Borstenträger 16-20 mit ihrem jeweiligen Exzenter 22 in die jeweilige Nut 23, 23 a, 23 b, 23 c, 23 d der Schub­ stange 12 eingreifen. Fig. 4 verdeutlicht, daß in Mittelstellung der Schubstange 12 die Exzenter 22, 22 b und entsprechend die übrigen Exzenter in Querrichtung des Bürstenkopfes 15 einander zugewandt sind.

Die Fig. 5 zeigt gegenüber Fig. 1 vergrößert, wie der Motor 3 mit seinem Kegelritzel 6 das Kegelrad 7 an­ treibt. Die Drehachse 8 dieses Kegelrades 7 ist an beiden Enden im Gehäuse des Griffteiles 1 gelagert. Zu erkennen ist, daß die Schwinge 11 eine Aufnahme 25 hat, in der der Gleitstein 10 sitzt. In diesen Gleitstein 10 greift drehbar der Exzenterzapfen 9. Die Schwinge 11 ist unverdrehbar und unverschieblich mit der Zahnbürsten­ achse 5 verbunden.

Die Fig. 6 verdeutlicht, daß die Aufnahme 25 der auf der Zahnbürstenachse 4 drehfest gehaltenen Schwinge 11 im Querschnitt rechteckig und der Gleitstein 10 entspre­ chend ebenfalls rechteckig ist. Dieser Gleitstein 10 hat eine Bohrung 26, in die der Exzenterzapfen 9 greift. Dreht sich der Exzenterzapfen 9 um 180 Grad und gelangt dadurch in seine strichpunktiert dargestellte, untere Stellung, so wird die Schwinge 11 entsprechend nach unten bewegt, so daß auch die Zahnbürstenachse 5 axial verschoben wird. Da der Exzenterzapfen 9 sich in seinen nicht gezeigten Zwischenstellungen seitlich der Zahn­ bürstenachse 5 befindet, müßte eigentlich auch die Schwinge 11 seitlich verschoben werden, was jedoch nicht möglich ist, weil die Zahnbürstenachse 5 seitlich fixiert ist. Statt einer Seitwärtsbewegung führt die Schwinge 11 eine Kippbewegung aus, die dadurch möglich wird, daß der Gleitstein 10 an zwei Seitenflächen 27, 28 bogenförmig gekrümmt ausgebildet ist und die Zahnbürsten­ achse 5 in Fig. 6 gesehen unterhalb des Gleitsteines 10 verläuft. Dadurch entsteht ein Kippmoment, wenn der Gleitstein 10 in seiner Aufnahme 15 die Schwinge 11 zur Seite hin drückt, so daß diese um die Zahnbürstenachse 5 kippt und dabei die Zahnbürstenachse 5 entsprechend verdreht.

Die Fig. 7 verdeutlicht, daß die Seitenflächen 27, 28 des Gleitsteines 10 bogenförmig gekrümmt ausgebildet sind. Dadurch kann die Schwinge 11 in der dargestellten, gegenüber Fig. 6 um 90 Grad verdrehten Stellung des Exzenterzapfens 9 die gekippte Stellung einnehmen, so daß sie sich nicht zur Seite bewegen muß.

Auflistung der verwendeten Bezugszeichen

1 Griffteil
2 Bürstenkörper
3 Motor
4 Getriebe
5 Zahnbürstenachse

6 Kegelritzel
7 Kegelrad
8 Drehachse
9 Exzenterzapfen
10 Gleitstein

11 Schwinge
12 Schubstange
13 Schnappverbindung
14 Rastverbindung
15 Bürstenkopf

16 Borstenträger
17 Borstenträger
18 Borstenträger
19 Borstenträger
20 Borstenträger

21 Borstenbüschel
22 Exzenter
23 Nut
24 Deckel
25 Aufnahme

26 Bohrung
27 Seitenfläche
28 Seitenfläche

Claims (9)

1. Elektrische Zahnbürste mit einem von Hand zu führen­ den, einen Motor und ein Getriebe aufweisenden Griffteil und einem Bürstenkörper, welcher einen Bürstenkopf mit mehreren, nebeneinander separat rotierenden, zylindri­ schen Borstenträgern hat und bei der der Antrieb dieser Borstenträger mittels einer Schubstange erfolgt, welche vom Antrieb in eine in Längsrichtung des Bürstenkörpers hin- und hergehende Bewegung versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (12) innerhalb des Bürstenkopfes (15) quer zu ihrer Haupterstreckungsrich­ tung verlaufende Nuten (23) aufweist, in welche die Borstenträger (16-20) jeweils mit einem parallel zu ihrer Drehachse verlaufenden Exzenter (22) eingreifen.

2. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Bürstenkopf (15) nebeneinander zwei Reihen von Borstenträgern (16, 16 b) hat und in Mittelstellung der Schubstange (12) die Exzenter (22, 22 b) der Borstenträger (16, 16 b) beider Reihen so aus­ gerichtet sind, daß sie in Querrichtung zum Bürstenkör­ per (2) einander zugewandt sind.

3. Elektrische Zahnbürste nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (12) unver­ drehbar im Bürstenkörper (2) und der Bürstenkörper (2) auf dem Griffteil (1) um seine Längsachse verdrehbar angeordnet ist und daß das Getriebe (4) zusätzlich zum Verschieben der Schubstange (12) in Längsrichtung zum alternierenden Verdrehen der Schubstange (12) um ihre Längsachse ausgebildet ist.

4. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Bürstenkörper (2) lösbar mit dem Griffteil (1) verbunden ist und die Schubstange (12) an ihrem griffteilseitigen Ende zum Verbinden mit der Zahn­ bürstenachse (5) eine Schnappverbindung (13) aufweist.

5. Elektrische Zahnbürste nach zumindest einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (12) um ihre Längsachse verdrehbar im Bür­ stenkörper (2) und der Bürstenkörper (2) auf dem Griff­ teil (1) um seine Längsachse unverdrehbar angeordnet ist und daß die Borstenträger (16-20) im Bürstenkopf (15) in bezug auf ihre Drehachse axial verschiebbar ange­ ordnet sind.

6. Elektrische Zahnbürste nach zumindest einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (4) ein von einem Kegelritzel (6) des Motors (3) angetriebenes, um eine quer zur Schubstange (12) verlaufende Drehachse umlaufendes Kegelrad (7) aufweist, welches mit einem parallel zu seiner Drehachse ausgerich­ teten Exzenterzapfen (9) in eine Aufnahme (25) einer Schwinge (11) greift, die auf einer im Griffteil (1) axial verschiebbar und drehbar angeordneten und in Längs­ richtung des Griffteiles (1) ausgerichteten Zahnbürsten­ achse (5) befestigt ist.

7. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf dem Exzenterzapfen (9) verdrehbar ein in die Aufnahme (25) der Schwinge (11) eingesetzter Gleitstein (10) angeordnet ist und daß die beiden achs­ parallel zur Zahnbürstenachse verlaufenden Seitenflächen (27, 28) des Gleitsteines (10) und/oder die entsprechen­ den Seitenflächen der Aufnahme (25) zur Ermöglichung einer Kippbewegung der Schwinge (11) gekrümmt oder ab­ geschrägt verlaufen.

8. Elektrische Zahnbürste nach zumindest einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die Aufnahme (25) für den Gleitstein (10) aufweisende Teil der Schwinge (11) radialen Abstand von der Zahnbürsten­ achse (5) hat.

9. Elektrische Zahnbürste nach zumindest einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterzapfen (9) von der Seite der Zahnbürste her in den Gleitstein (10) greift.