DE20107880U1 - Elektrisch betriebenes Körperpflegegerät, beispielsweise Zahnbürste - Google Patents

Description

Schröter & Haverkamp Patentanwälte

European Patent and Trademark Attorneys

WIK Far East Ltd.

Unit B, 23 F Manulife Tower
169, Electric Road
North Point
HONG KONG
China

Elektrisch betriebenes Körperpflegegerät, beispielsweise Zahnbürste

Die Erfindung betrifft ein elektrisch betriebenes Körperpflegegerät, beispielsweise Zahnbürste mit einer über einen elektromotorisch angetriebenen Antriebsstrang in Bewegung versetztes Pflegeteil, in welchen Anthebsstrang ein Kraftumsetzer eingeschaltet ist, durch den die rotatorische Drehbewegung der Antriebswelle des Elektromotors in eine oszillierende Bewegung umgesetzt wird.

Derartige elektrisch betriebene Körperpflegegeräte, die beispielsweise als &iacgr;&ogr; Zahnbürste oder Massageeinrichtung ausgebildet sein können, verfügen über einen in einem Griffstück untergebrachten Elektromotor. In dem Griffstück ist üblicherweise ebenfalls eine Spannungsquelle in Form von Batterien untergebracht. Von dem Griffstück einer solchen elektrischen Zahnbürste abragend ist ein Schaft vorgesehen, an dessen Ende ein Bürstenkopf mit den Bürsten oszillierend drehbar gelagert ist. Ein Antrieb des Borstenkopfes in die oszillierende Drehbewegung erfolgt über einen zwischen dem Elektromotor und dem Borstenkopf angeordneten Antriebsstrang, in den ein Kraftumsetzer eingeschaltet ist, durch den die rotatorische Drehbewegung der Antriebswelle des Elektromotors in eine oszillierende Bewegung umgesetzt wird. Eine solche elektrische Zahnbürste ist

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beispielsweise aus DE 196 27 752 A1 bekannt. Beim Gegenstand dieses Dokumentes ist als Kraftumsetzer ein Gelenkviereck von dem Elektromotor angetrieben, durch welches die gewünschte Umsetzung der rotierenden Drehbewegung der Antriebswelle des Elektromotores in eine oszillierende bzw. alternierende Drehbewegung umgesetzt wird. Abtriebsseitig ist an das Gelenkviereck eine Abtriebswelle angeschlossen, die entsprechend der Ausgestaltung des Gelenkviereckes oszillierend rotiert. Die Abtriebswelle wiederum steht mit dem Bürstenkopf dergestalt im Eingriff, daß die oszillierende Bewegung der Abtriebswelle den Bürstenkopf in eine oszillierende Rotationsbewegung versetzt. In Abhängigkeit von der Ausgestaltung des als Kraftumsetzer eingesetzten Gelenkviereckes kann der Oszillationswinkel unterschiedlich ausgestaltet sein.

Zur Realisierung eines solchen Gelenkviereckes wird ein bestimmter Einbauraum benötigt. Aus diesem Grunde ist das Gelenkviereck in das Griffstück integriert und bestimmt maßgeblich den Durchmesser des Griffstückes. Schlank ausgebildete Griffstücke lassen sich mit einem solchen Kraftumsetzer jedoch nicht realisieren. Nachteilig bei Einsatz eines solchen Gelenkviereckes ist auch, daß zu seiner Realisierung und zu seinem An- bzw. Abtrieb mehrere miteinander in Eingriff stehende Zahnräder benötigt werden, was sich mitunter nachteilig auf das Betriebsgeräusch auswirken kann.

Bei dem Gegenstand dieses Dokumentes erstreckt sich die Abtriebswelle notwendigerweise aus dem Bereich des Griffstückes bis zum Bürstenkopf. Diese oszillierende rotatorische Bewegung verursacht Schwingungen, die auch auf das Griffstück übertragen werden, was im Griffstück zu Vibrationen führt.

Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes elektrisches betriebenes Körperpflegegerät weiterzubilden, daß die zum vorbekannten Stand der Technik aufgezeigten Nachteile vermieden, zumindest jedoch reduziert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kraftumsetzer zumindest zwei, sich mit ihren zueinander weisenden Flächen gegenseitig abstützende Umsatzelemente umfaßt, von denen eines ein ro-

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tatorisch angetriebenes Antriebselement und ein weiteres ein mit einer Abtriebswelle verbundenes und verdrehsicher gehaltenes Abtriebselement darstellt, wobei sich das Abtriebselement mit einer gegenüber der Drehachse des Antriebs-elementes geneigten Abtriebsfläche an einer gegenüber seiner Drehachse ebenfalls geneigten Antriebsfläche des Antriebselementes abstützt, so daß ausgehend von einer gleichsinnig geneigten Stellung von Antriebsfläche und Abtriebsfläche eine Drehbewegung des Antriebselementes in eine lineare, von dem Antriebselement weg gerichtete Bewegung des Abtriebselementes bis zu einer gegensinnig geneigten Stellung von Antriebsfläche und Abtriebsfläche umgesetzt wird, sowie eine Rückführeinrichtung zum Zurückführen des um den Hub der durchgeführten Schubbewegung bewegten Abtriebselementes in die gleichsinnig geneigte Stellung von Antriebsfläche und Abtriebsfläche umfaßt.

Bei dem erfindungsgemäßen Körperpflegegerät, welches beispielsweise als elektrische Zahnbürste ausgebildet sein kann, erfolgt der Antrieb des Pflegeteils, beispielsweise des Bürstenkopfes, im Gegensatz zum vorbekannten Stand der Technik nicht mit einer oszillierend rotatorisch angetriebenen Welle, sondern mit einer oszillierend linear bewegten Welle. Erreicht wird dies durch Einsatz eines Kraftumsetzers, der aus zumindest zwei sich aneinander abstützenden Umsetzelementen gebildet ist. Dabei stellt eines der beiden Elemente ein Antriebselement und ein weiteres Umsetzelement ein Abtriebselement dar. Das Antriebselement ist rotatorisch angetrieben. Das Abtriebselement ist etwa mit einer verdrehsicher gelagerten Abtriebswelle verbunden. Die gegenseitige Abstützung der beiden Umsetzelemente erfolgt an einer zur Drehachse des Antriebselementes geneigten Kontaktfläche, die durch eine geneigte Antriebsfläche des Antriebselementes und eine gleichfalls geneigte Abtriebsfläche des Abtriebselementes gebildet ist. Der Neigungswinkel der beiden Flächen Antriebsfläche und Abtriebsfläche - ist zweckmäßigerweise gleich vorgesehen. Ausgehend von einer gleichsinnig geneigten Stellung von der Antriebsfläche und der Abtriebsfläche zueinander resultiert eine Drehbewegung des Antriebselementes infolge der verdrehsicheren Lagerung des Abtriebselementes in einer linearen, von dem Antriebselement weg gerichteten Schubbewegung des Abtriebselementes in dieser Richtung durch das Antriebselement erfolgt so lange, bis die beiden Abstützflächen gegensinnig zueinander geneigt sind. Um das zuvor von dem Antriebse-

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lement weg bewegte Abtriebselement in die Ausgangsposition zurück zu bringen, umfaßt der Kraftumsetzer ferner eine Rückführeinrichtung, mit der das Abtriebselement beim Durchführen einer weiteren Drehbewegung des Antriebselementes in die oben genannte Ausgangsposition zurück geführt wird. Als Rückführeinrichtung kann beispielsweise ein Federelement dienen, gegen dessen Federkraft das Abtriebselement von dem Antriebselement bewegt wird. Die von dem Abtriebselement und der damit verbundenen Abtriebswelle ausgeführte Bewegung ist linear und erfolgt in Richtung der Längserstreckung der Drehachse des Antriebselementes. &iacgr;&ogr; Folglich wird bei dem beanspruchten Gegenstand im Gegensatz zum vorbekannten Stand der Technik nicht eine oszillierende rotierende sondern eine oszillierende lineare Bewegung versetzt. Dies wirkt sich positiv auf das Vibrationsverhalten auf.

Durch die Ausgestaltung des Kraftumsetzers in der zuvor beschriebenen Art wird deutlich, daß dieser nur einen sehr geringen Einbauraum benötigt und daß insbesondere getrieblich keine Zahnräder miteinander in Eingriff stehen. Daher läßt sich dieser Kraftumsetzer auch auf kleinstem Raum realisieren, beispielsweise auch im Schaft einer elektrischen Zahnbürste, so daß grundsätzlich die den Borstenkopf antreibende Abtriebswelle auch sehr kurz ausgestaltet sein kann. Insbesondere lassen sich mit einem solchen Kraftumsetzer auch schlanke Griffstücke realisieren.

Zweckmäßigerweise sind die beiden Umsetzelemente scheibenförmig ausgebildet, wobei das Antriebselement drehfest in eine rotatorisch angetriebene Hohlwelle eingesetzt ist. Eine verdrehsichere Lagerung des Abtriebselementes kann beispielsweise dadurch realisiert sein, daß die mit dem Abtriebselement verbundene Abtriebswelle verdrehsicher gelagert ist.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist als Rückführeinrichtung ein homoaxial zu dem ersten Abtriebselement angeordnetes zweites Abtriebselement auf der dem Antriebselement bezüglich des ersten Abtriebselementes gegenüber liegenden Seite angeordnet. Eine Abstützung zwisehen dem Antriebselement und dem zweiten Abtriebselement erfolgt in derselben Weise wie die Abstützung zwischen dem Antriebselement und dem ersten Abtriebselement, wobei jedoch die geneigten Abtriebsflächen der beiden Abtriebselemente gegensinnig zueinander geneigt sind und die

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beiden Antriebsflächen des Antriebselementes gleichsinnig geneigt sind. Bei dieser Rückführeinrichtung erfolgt somit ein Antrieb des zweiten Abtriebselementes beginnend in der Stellung der Umsetzelemente zueinander, in der durch das Antriebselement eine weitere Schubbewegung auf das erste Abtriebselement nicht mehr erfolgt. In dieser Stellung erfolgt dann durch das Antriebselement eine Schübbewegung auf das zweite Abtriebselement, welche Schubbewegung dann bei ortsfest gelagertem Antriebselement eine Rückführung der Abtriebseinheit in die Ausgangsposition zur Folge hat. Dieser sich über 360° erstreckende Vorgang wiederholt entsprechend der Drehgeschwindigkeit des Antriebselements.

Zweckmäßigerweise sind bei einem Einsatz von zwei Abtriebselementen, wie oben beschrieben, die beiden Abtriebselemente miteinander durch die Abtriebswelle verbunden, die das Antriebselement axial durchgreift.

Die Antriebsfläche eines Antriebselementes oder die Abtriebsfläche eines Abtriebselementes kann auch gewölbt, beispielsweise konkav ausgebildet sein, damit auf diese Weise ein spielfreies Zusammenwirken zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement gegeben ist.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: Schematisiert einen Kraftumsetzer für ein elektrisch betrie-

benes Körperpflegegerät zum Umsetzen einer rotatorischen

Drehbewegung in eine oszillierende Linearbewegung in einer ersten Betriebsposition,

Fig. 2: Der Kraftumsetzer der Figur 1 in einer zweiten Betriebsposi-

tion

Fig. 3: Ein weiterer Kraftumsetzer für ein als elektrische Zahnbürste

ausgebildetes Körperpflegegerät in einer ersten Betriebsstellung und

Fig. 4: Das Körperpflegegerät der Figur 3 mit dem Kraftumsetzer in

einer zweiten Betriebsstellung.

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Ein Kraftumsetzer 1 umfaßt zwei Umsetzelemente, von denen eins ein Antriebselement 2 und ein weiteres ein Abtriebselement 3 darstellt. Das Antriebselement 2 ist eingesetzt in eine rotatorisch angetriebene Hohlwelle 4 und drehfest mit dieser verbunden. Das Antriebselement ist scheibenförmig aufgebaut und weist eine gegenüber seiner Drehachse geneigte Antriebsfläche 5 auf. Auf der Antriebsfläche 5 des Antriebselementes 2 stützt sich eine gleichfalls zur Drehachse des Antriebselementes 2 geneigte Abtriebsfläche 6 ab, welche Abtriebsfläche 6 des Abtriebselements 3. Der Neigungswinkel von Antriebsfläche 5 und Abtriebsfläche 6

&iacgr;&ogr; gegenüber der Drehachse des Antriebselementes 2 ist gleich. Das Antriebselement 3 ist mit einer Abtriebswelle 7 verbunden, die in nicht näher dargestellter Art und Weise verdrehsicher gelagert ist. Das Abtriebselement 3 stützt sich mit seiner von dem Antriebselement 2 wegweisenden Seite an einem Federelement 8 ab. Bei einer rotatorischen Drehbewegung des Antriebselementes 2 wird auf das Abtriebselement 3 infolge der Abstützanordnung der beiden Flächen 5, 6 aneinander von dem Antriebselement 2 weg bewegt, wie dieses durch den Pfeil symbolisiert dargestellt ist. Diese Schubbewegung wird so lange fortgesetzt, bis sich das Antriebselement 2 um 180° gedreht hat und sich sodann in der in Figur 2 gezeigten Stellung befindet. Aus der gleichsinnig angeordneten Neigung von Antriebsfläche 5 und Abtriebsfläche 6 sind diese nach Ausübung des bewirkten Schubes nunmehr gegensinnig zueinander angeordnet. Zum Zurückführen des Abtriebselementes 3 in die in Figur 1 gezeigte Ausgangssituation bei gleichzeitig weiterer Rotation des Antriebselementes 2 wirkt die in dem Federelement 8 im Zuge der Schubbewegung gespeicherte Energie, die nunmehr das Abtriebselement 3 und die damit verbundene Abtriebswelle 7 in die in Figur 1 gezeigte Ausgangssituation nach Ausüben einer 360°-Drehbewegung des Antriebselementes 2 zurückführt. Auf diese Weise ist die rotatorische Drehbewegung des Antriebselementes 2 in eine lineare oszillierende Bewegung der Abtriebswelle 7 umgesetzt.

In den Figuren 1 und 2 nicht dargestellt ist, die Anbindung eines zu bewegenden Pflegeteils an die Abtriebswelle 7.

Figur 3 zeigt eine als elektrisches Körperpflegegerät ausgebildete Zahnbürste 9 in einem Ausschnitt. Gezeigt ist ein Teil des an ein nicht dargestelltes Griffstück grenzenden Schaftes 10, an dessen freien Ende ein

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Bürstenkopf 11 drehbar gelagert ist. Die Drehachse des Bürstenkopfes 11 steht etwa senkrecht zur Längserstreckung des Schaftes 10. In den Schaft 10 aufgenommen ist eine elektromotorisch rotierend angetriebene Hohlwelle 12 sowie einen Kraftumsetzer 13 zum Umsetzen der rotatorisehen Drehbewegung der Hohlwelle 12 in eine oszillierende lineare Bewegung. Der Kraftumsetzer 13 ist prinzipiell aufgebaut wie der in den Figuren 1 und 2 aufgebaute Kraftumsetzer 1. Das Antriebselement 14 dieses Kraftumsetzers 13 ist drehfest mit der rotatorisch angetriebenen Hohlwelle 12 verbunden. Bei dem Kraftumsetzer 13 sind jedoch zwei Abtriebselemente 15, 16 vorgesehen, zwischen denen das Antriebselement 14 angeordnet ist. Das Antriebselement 14 weist zwei parallel zueinander verlaufende Antriebsflächen 17, 17' auf, die mit jeweils einer Abtriebsfläche 18 bzw. 19 eines Abtriebselementes 15 bzw. 16 abstützend zusammenwirkt. Bei einer Rotation des Antriebselementes 14 wird durch dieses entweder auf das Abtriebselement 15 oder auf das Abtriebselement 16 ein Schub ausgeübt, so daß die aus den beiden Abtriebselementen 15, 16 und einer Abtriebswelle 20 gebildete Abtriebseinheit in eine oszillierende lineare Bewegung versetzt wird. Zur Führung der drehfest gelagerten Abtriebselemente 15, 16 sind diese ebenfalls in die Hohlwelle 12 hineinreichend angeordnet. Die beiden Abtriebselemente 15, 16 sind miteinander durch die Abtriebswelle 20 verbunden. Beim Gegenstand der Ausgestaltung dieses Kraftumsetzers 13 dient als Rückführeinrichtung, nachdem durch eine Schubbewegung die Abtriebseinheit in Richtung zum Bürstenkopf 11 weg bewegt worden ist das Abtriebselement 16 als Rückführeinrichtung. Durch den Einsatz von zwei Abtriebselementen 15, 16 kann auf Federelemente als Rückstellmittel verzichtet werden, so daß bei dieser Ausgestaltung durch das Antriebselement 14 wechselweise ein Schub in Richtung zum Bürstenkopf 11 hin bzw. von dem Bürstenkopf 11 weg erzeugt wird. Durch entsprechendes Anlenken der Abtriebswelle 20 an dem Bürstenkopf 11 wird dieser in eine oszillierend rotatorische Bewegung versetzt.

Zur verdrehsicheren Lagerung der Abtriebseinheit kann die Abtriebswelle 20 beispielsweise radiale Vorsprünge aufweisen, die in entsprechende Ausnehmungen in dem Schaft 10 eingreifen, so daß dann die Abtriebswelle 20 und dementsprechend auch die Abtriebselemente 15, 16 gegen ein Verdrehen bei einer rotatorischen Drehbewegung des Antriebselementes 14 gesichert sind.

Aus der Beschreibung der Erfindung wird deutlich, daß mit dem beschriebenen Kraftumsetzer in wirkungsvoller Weise eine Kraftumsetzung von einer rotatorischen Drehbewegung in eine oszillierende lineare Bewegung möglich ist, ohne daß zu diesem Zweck ein besonders großer Aufbau notwendig wäre. Insbesondere lassen sich bei Einsatz eines solchen Kraftumsetzers ebenfalls die Vibrationen, insbesondere im Griffstück reduzieren. Auch bezüglich der sich einstellenden Lautstärke bei einem Betrieb des Gerätes verursacht der Kraftumsetzer, insbesondere wenn die daran beteiligten beweglichen Elemente - Antriebselemente und Abtriebselemente - aus einem Kunststoff hergestellt sind, keine oder zumindest nicht wahrnehmbare Geräusche.

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	Bezugszeichenliste
	Kraftumsetzer
1	Umsetzelement, Antriebselement
2	Umsetzelement, Abtriebselement
3	Hohlwelle
4	Antriebsfläche
5	Abtriebsfläche
6	Abtriebswelle
7	Federelement
8	Zahnbürste
9	Schaft
10	Bürstenkopf
11	Hohlwelle
12	Kraftumsetzer
13	Antriebselement
14	Abtriebselement
15	Abtriebselement
16	Antriebsfläche
17, 17'	Abtriebsfläche
18	Abtriebsfläche
19	Abtriebswelle
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Claims (10)

1. Elektrisch betriebenes Körperpflegegerät (9), beispielsweise Zahnbürste mit einer über einen elektromotorisch angetriebenen Antriebsstrang in Bewegung versetztes Pflegeteil (11), in welchen Antriebsstrang ein Kraftumsetzer (1, 13) eingeschaltet ist, durch den die rotatorische Drehbewegung der Antriebswelle des Elektromotors in eine oszillierende Bewegung umgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftumsetzer (1, 13) zumindest zwei, sich mit ihren zueinander weisenden Flächen gegenseitig abstützende Umsatzelemente (2, 3; 14, 15) umfaßt, von denen eines ein rotatorisch angetriebenes Antriebselement (2; 14) und ein weiteres ein mit einer Abtriebswelle verbundenes verdrehsicher gehaltenes Abtriebselement (3, 15) darstellt, wobei sich das Abtriebselement (3, 15) mit einer gegenüber der Drehachse des Antriebselementes (2, 14) geneigten Abtriebsfläche (6, 18) an einer gegenüber seiner Drehachse ebenfalls geneigten Antriebsfläche (5, 17) des Antriebselementes (2, 14) abstützt, so daß ausgehend von einer gleichsinnig geneigten Stellung von Antriebsfläche (5, 17) und Abtriebsfläche (6, 18) eine Drehbewegung des Antriebselementes in eine lineare, von dem Antriebselement (2, 14) weg gerichtete Bewegung des Abtriebselementes (3, 15) bis zu einer gegensinnig geneigten Stellung von Antriebsfläche (5, 17) und Abtriebsfläche (6, 18) umgesetzt wird, sowie eine Rückführeinrichtung (8, 16) zum Zurückführen des um den Hub der durchgeführten Schubbewegung bewegten Abtriebselementes (3, 15) in die gleichsinnig geneigte Stellung von Antriebsfläche (5, 17) und Abtriebsfläche (6, 18) umfaßt.

2. Körperpflegegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (2, 14) und das Abtriebselement (3, 15) scheibenförmig ausgebildet sind.

3. Körperpflegegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigungswinkel der Antriebsfläche 5, 17) des Antriebselementes (2, 14) und die Abtriebsfläche (6, 18) des Abtriebselementes (3, 15) jeweils gemessen gegen die Drehachse des Antriebselementes (2, 14) gleich sind.

4. Körperpflegegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (2, 14) drehfest in eine rotatorisch angetriebene Hohlwelle (4, 12) des Antriebsstranges eingesetzt ist.

5. Körperpflegegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Rückführeinrichtung ein zweites, mit dem ersten Abtriebselement (15) verbundenes Abtriebselement (16) vorgesehen ist, das sich mit einer gegenüber der Drehachse des Antriebselementes (14) geneigten Abtriebsfläche (19) an einer zweiten, gegenüber seiner Drehachse geneigten Antriebsfläche (17') des Antriebselementes (14) abstützt, so daß ausgehend von einer gleichsinnig geneigten Stellung von Antriebsfläche (17') und Abtriebsfläche (19) eine Drehbewegung des Antriebselementes (14) in eine lineare, von dem Antriebselement (14) weg gerichtete Schubbewegung des Abtriebselementes (16) bis zu einer gegensinnig geneigten Stellung von Antriebsfläche (17') und Abtriebsfläche (19) umgesetzt wird.

6. körperpflegegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der Abtriebsfläche (19) des zweiten Abtriebselementes (16) gegenüber der Drehachse des Antriebselementes (14) demjenigen Neigungswinkel entspricht, in dem auch die Abtriebsfläche (18) des anderen Abtriebselementes (15) gegenüber der Drehachse des Antriebselementes (14) geneigt ist.

7. Körperpflegegerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Abtriebsllächen (18, 19) der beiden Abtriebselemente (15, 16) gegensinnig zueinander angeordnet sind.

8. Körperpflegegerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Abtriebselemente (15, 16) durch eine das Antriebselement (14) axial durchgreifende Abtriebswelle (20) miteinander verbunden sind.

9. Körperpflegegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß entweder die Antriebsfläche eines Antriebselementes oder die Abtriebsfläche eines Abtriebselementes gewölbt, insbesondere konkav gewölbt ausgebildet ist.

10. Körperpflegegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine elektrische Zahnbürste (9) und das in Bewegung versetzte Pflegeteil ein Bürstenkopf (11) ist, der durch die Abtriebswelle (20) in eine oszillierende Drehbewegung bei einem Betrieb des Elektromotors versetzbar ist.