DE4243220A1 - Elektromechanische Zahnbürste - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Zahnbürste nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In jüngerer Zeit sind elektromechanische Zahnbürsten entwickelt worden, mit deren Hilfe die angestrebte mechanische Pflege der Zähne müheloser und schneller erreicht werden soll als mit herkömmlichen Mitteln. Diese Geräte weisen in einem Handgriff eine Energiequelle oder einen Energiespeicher und einen kleinen Elektromotor auf, der über ein Getriebe auf einen auf den Handgriff auf steckbaren Bürstenkopf wirkt und dessen Borstenbüschel in rasche Bewegung versetzt. Dabei werden mehrere Arten von Bewegungsübertragungen unterschieden:

Bei einer ersten Art der Bewegungsübertragung wirkt die drehende Abtriebswelle des Elektromotors über ein zwischengeschaltetes Getriebe auf einen Kurbelzapfen, der sich in einer exzentrisch auf der Bürstenwelle angeordneten Kulisse bewegt und so die Bürstenwelle in eine alternierende Winkelbewegung versetzt. Der mit mehreren feststehenden Längsreihen von Borstenbüscheln versehene Bürstenkopf gleicht dem einer herkömmlichen Zahnbürste und wird drehfest auf die stirnseitig aus dem Handgriff austretende Bürstenwelle gesteckt, so daß sich deren Winkelbewegung dem Bürstenkopf mitteilt. Die Borstenbüschel bestreichen also beim Einschalten des Elektromotors einen Winkelsektor. Dieser beschreibt den Arbeitsbereich der elektromechanischen Zahnbürste.

Bei einer anderen Ausführungsform der beschriebenen Bewegungsübertragung ist der Winkelbewegung der Bürstenwelle in der Weise eine Axialbewegung überlagert, daß sich resultierend eine diagonal zu beiden Einzelbewegungen verlaufende Gesamtbewegung ergibt. Dies soll den Reinigungseffekt verbessern.

Bei einer anderen elektromechanischen Zahnbürste (DE 27 36 286) ist der Bürstenkopf feststehend ausgebildet und die darin in zwei Längsreihen drehbar gelagerten Borstenbüschel sind mit Zahnrädern versehen, die mit einer durch den Stiel geführten Zahnstange kämmen. Diese Zahnstange erhält über einen Kurbeltrieb eine hin- und hergehende Bewegung von dem im Handgriff eingebauten Elektromotor. Da der Teilkreishalbmesser der Zahnräder auf den Wellen der Borstenbüschel klein ist gegen den Kurbelradius, erzeugt der Antrieb mehr als eine Umdrehung der Borstenbüschel bei jedem Hub der Zahnstange.

Eine andere, in der Praxis verbreitete, Ausführung einer elektromechanischen Zahnbürste weist einen kreisförmigen, ebenfalls feststehenden, Bürstenkopf auf, dessen Borstenbüschel in einem im Bürstenkopf drehbar gelagerten Borstenträger gehalten sind. Die aus der Stirnseite des Handgriffs austretende Bürstenwelle vollführt eine Winkelbewegung, die durch den hohlen Bürstenstiel weitergeleitet und mittels Kegelradsegmenten auf den Borstenträger übertragen wird. Bei dieser Art der Reinigung kommt es darauf an, daß der Borstenträger nach beiden Seiten möglichst große Winkelausschläge vollführt, damit die Elastizität der Borsten nicht den Weg auf zehrt und die Borstenspitzen regungslos verharren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromechanische Zahnbürste anzugeben, die die Bewegung der Abtriebswelle des Handgerätes möglichst wirkungsvoll in Reinigungsbewegung der Borsten umsetzt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen.

Die erfindungsgemäße elektromechanische Zahnbürste mit einer in einem Handgriff untergebrachten Antriebseinheit, bestehend aus einer Energiequelle oder einem Energiespeicher und einem Elektromotor, der über eine Getriebekette mit einer stirnseitig aus dem Handgriff herausragenden Abtriebswelle verbunden ist, derart, daß die Abtriebswelle durch den Elektromotor in Drehschwingungen versetzbar ist, mit Zahnbürsten- Einsätzen mit einem Schaft und einem daran befestigten Bürstenkopf mit auf einer darin drehbar gelagerten, oszillierend angetriebenen, Bürstenscheibe angeordneten Borstenbüscheln, wobei der Schaft drehfest auf einen konzentrisch zur Abtriebswelle des Handgriffs angeordneten Ansatz und eine im hohlen Schaft drehbar gelagerte Aufsteckwelle drehfest auf die Abtriebswelle des Handgriffs aufsteckbar ist im einzelnen dadurch gekennzeichnet, daß im Bürstenkopf eine Vielzahl drehbar gelagerter Borstenbüschel vorgesehen sind, die durch ein Planetengetriebe antreibbar sind. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergibt sich der Vorteil, daß durch die zusätzlich zur oszillierenden Drehbewegung der Bürstenscheibe im Bürstenkopf auftretende Drehbewegung der einzelnen Borstenbüschel eine gründlichere Reinigung der Zähne erfolgt.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Borstenbüschel in der drehbar gelagerten Bürstenscheibe in wenigstens einem zur Drehachse der Bürstenscheibe und zu einem drehbar gelagerten Zentralrad konzentrischen Kreis angeordnet und mit Zahnrädern drehfest verbunden sind, von denen die auf dem inneren Kreis angeordneten Zahnräder mit der Außenverzahnung des Zentralrades kämmen. Hierdurch ist ein eigener Antriebsstrang für den Drehantrieb der Borstenbüschel entbehrlich, wodurch der Teileaufwand und die Kosten verringert werden.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die auf dem äußeren Kreis angeordneten Borstenbüschel mit Zahnrädern drehfest verbunden sind, die mit den Zahnrädern kämmen. Hierdurch ergeben sich in überraschend einfacher Weise unterschiedliche Drehrichtungen der verschiedenen Borstenbüschel, wodurch der Reinigungseffekt weiter verbessert wird.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind die Teilkreisdurchmesser der Zahnräder (32, 33) klein gegen den Teilkreisdurchmesser des Zentralrades (20). Diese Ausbildung ergibt einen besonders kompakten Aufbau des Bürstenkopfes und die erwünschte hohe Umdrehungsgeschwindigkeit der Borstenbüschel.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß das Zentralrad mit einer nur eine Drehrichtung zulassenden Sperreinrichtung verbunden ist. Dadurch läßt sich der Antrieb der Borstenbüschel in einfacher Weise so gestalten, daß sich ihre Drehrichtung bei oszillierender Bewegung der Bürstenscheibe nicht umkehrt. Die Drehbewegung nur in einer Richtung ergibt eine besonders günstige Übertragung und Nutzung des Drehweges der äußeren Borsten der Borstenbüschel.

Eine Weiterbildung der elektromechanischen Zahnbürste sieht vor, daß die Sperrzähne der Sperreinrichtung am Zentralrad angeordnet sind und der Zentriwinkel zwischen zwei benachbarten Sperrzähnen kleiner ist als der Schwenkwinkel der oszillierend angetriebenen Bürstenscheibe. Diese Ausführung ergibt besonders sichere Eingriffsverhältnisse der Sperreinrichtung und damit gutes Betriebsverhalten auch nach langer Nutzungsdauer.

Eine andere Weiterbildung sieht vor, daß das Zentralrad durch Reibschluß von der Bürstenscheibe antreibbar ist. Diese Ausführungsform ergibt eine überraschend einfache Ableitung der Drehbewegung der Borstenbüschel von der oszillierenden Drehbewegung der Bürstenscheibe.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 schematisch die vollständige Zahnbürste mit verschiedenen Einsätzen, Fig. 2 ebenfalls schematisch einen Zahnbürsten-Einsatz mit sich drehenden Borsten in Seitenansicht im gleichen Maßstab, Fig. 3 den Kopf des Zahnbürsten-Einsatzes nach Fig. 2 in vergrößertem Maßstab in Längsschnittdarstellung, Fig. 4. ein Detail aus Fig. 3 in Draufsicht. Gleiche Bauteile mit gleicher Funktion sind in der Zeichnung mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die elektromechanische Zahnbürste nach Fig. 1 weist einen Handgriff 1 auf, der in üblicher Weise einen (nicht dargestellten) Energiespeicher und einen (ebenfalls nicht dargestellten) Elektromotor mit nachgeschaltetem Getriebe enthält. Die Abtriebswelle 2 des Getriebes ragt aus einer Stirnwand des Handgriffs 1 heraus und weist an ihrem handgriffernen Ende eine Abflachung 3 auf. Ein Schaltring 4 ist axial auf dem Handgriff zwischen zwei Endlagen bewegbar angeordnet und trägt einen Permanentmagneten, der durch die Wand des Handgriffs hindurch auf einen magnetisch beeinflußbaren Kontakt im Motorstromkreis wirkt und diesen je nach Stellung des Schaltrings schließt oder unterbricht.

In einem im wesentlichen rechteckigen Gehäuse 5 ist ein Ladegerät mit Netzanschluß 6 untergebracht, das über Kontakte oder induktiv wirkende Übertragungsmittel auf den Energiespeicher im Handgriff 1 wirkt, wenn dieser mit seiner von der Abtriebswelle 2 abgewandten Stirnseite auf dem Gehäuse 5 abgelegt ist, und den Energiespeicher lädt. Auf dem Gehäuse sind weiter zwei Sätze von Zahnbürsten-Einsätzen, jeweils bestehend aus einem ersten Zahnbürsten-Einsatz 7 und einem zweiten Zahnbürsten-Einsatz 8, angeordnet und durch eine Schutzhaube 9 hygienisch abgedeckt. Die Zahnbürsten- Einsätze 7 mit in mehreren Reihen fest im Kopf des Einsatzes angeordneten Borstenbüscheln 10 sind zum drehfesten Aufstecken auf die Abtriebswelle 2 bestimmt, die Zahnbürsten-Einsätze 8 weisen drehbar gelagerte Borstenbüschel 11 auf, die von der Abtriebswelle 2 durch die hohlen Schäfte der Zahnbürsten-Einsätze 8 antreibbar sind, wenn diese auf den gehäusefesten Ansatz 12 aufgesteckt sind.

Fig. 2 zeigt einen Zahnbürsten-Einsatz 8 aus Fig. 1 in Seitenansicht. Darin sind die Winkelanordnung des Kopfes 13 und die Anordnung der Borstenbüschel 11 an dem Kopf 13 erkennbar.

Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, weist der Kopf 13 des Zahnbürsten-Einsatzes 8 einen nach oben erweiterten Becher 14 auf, in dessen Mittelachse ein Stift als Achse 15 für die drehbar gelagerte Bürstenscheibe 16 angeordnet ist. Oberteil 17 und Unterteil 18 der Bürstenscheibe 16 sind im Endzustand untrennbar miteinander verbunden. In einer zentralen Ausnehmung 19 des Oberteils 17 ist auf der feststehenden Achse 15 lose ein zentrales Zahnrad (Zentralrad 20) angeordnet, das durch Reibschluß von der Bürstenscheibe 16 mitgenommen wird. Die Achse 15 weist am freien Ende zwei Flächen 22 auf, die zur formschlüssigen Verbindung der Achse 15 mit einer Scheibe 23 dienen.

Die Scheibe 23 trägt die Achse 24 einer Sperrklinke 25, die durch eine Feder 26 gegen eine innen im Zentralrad 20 angeordnete Sperrverzahnung 27 vorgespannt ist. Die Sperranordnung läßt die Bewegung des Zentralrades 20 nur in einer Richtung zu, wenn es von der Bürstenscheibe 17 mitgenommen wird. Die Anzahl der Sperrzähne der Sperrverzahnung richtet sich daher nach dem Winkelausschlag der Bürstenscheibe 17, den diese über die drehfest mit ihr verbundene Mitnahmescheibe 28 erfährt. Die Mitnahmescheibe 28 wird über eine (hier nicht dargestellten) Getriebekette von der Abtriebswelle 2 des Handgeräts 1 oszillierend angetrieben. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Winkelausschlag der Bürstenscheibe 17 um die Achse 15 70 Winkelgrade und die Sperrverzahnung weist 6 Zähne auf, so daß eine Überdeckung von 10 Winkelgraden für einen sicheren Eingriff der Sperrklinke 25 in die Sperrverzahnung 27 besteht.

Auf der Bürstenscheibe 17 sind in konzentrischen Kreisen zwei Reihen von drehbar gelagerten Borstenbüscheln 30, 31 angeordnet. Jedes der Borstenbüschel 30, 31 ist axial an einem Zahnrad befestigt. Dabei kämmen die mit den inneren Borstenbüscheln 30 verbundenen Zahnräder 32 mit der Außenverzahnung des Zentralrades 20, während die außenliegenden Zahnräder 33 der Borstenbüschel 31 ihrerseits paarweise mit den Zahnrädern 32 kämmen. Die Drehrichtung der Zahnräder 33 und damit der Borstenbüschel 31 ist somit stets umgekehrt zu der der Zahnräder 32 und der Borstenbüschel 30. Eine Abschlußscheibe 34 verhindert das Eindringen von schleifend wirkenden Zahnputzmitteln in die aus Zahnrädern und Sperreinrichtung bestehende Antriebsanordnung.

Nach dem Einschalten des im Handgriff 1 angeordneten Elektromotors führt die Abtriebswelle 2 eine sich ständig wiederholende oszillierende Drehbewegung aus. Der Schaft eines Zahnbürsten-Einsatzes 8 ist so ausgebildet, daß das Ende des Schaftes drehfest auf den Ansatz 12 des Handgriffs 2 aufsteckbar ist, wobei das abgeflachte Ende 3 der Abtriebswelle 2 in eine Aufsteckwelle eingreift und diese schwingend antreibt.

Die gefundene Lösung für den Antrieb der Bürstenscheibe 17 ermöglicht durch die kreisende und dabei gegenläufige Bewegung der Borstenbüschel, verbunden mit der ständigen Änderung der Position, eine besonders gründliche Reinigung der Zähne.

Claims (7)

1. Elektromechanische Zahnbürste mit einer in einem Handgriff untergebrachten Antriebseinheit, bestehend aus einer Energiequelle oder einem Energiespeicher und einem Elektromotor, der über eine Getriebekette mit einer stirnseitig aus dem Handgriff herausragenden Abtriebswelle verbunden ist, derart, daß die Abtriebswelle durch den Elektromotor in Drehschwingungen versetzbar ist, mit Zahnbürsten- Einsätzen (8) mit einem Schaft und einem daran befestigten Bürstenkopf (13) mit auf einer darin drehbar gelagerten, oszillierend angetriebenen, Bürstenscheibe (17) angeordneten Borstenbüscheln, wobei der Schaft drehfest auf einen konzentrisch zur Abtriebswelle (2) des Handgriffs (1) angeordneten Ansatz (12) und eine im hohlen Schaft (17) drehbar gelagerte Aufsteckwelle (18) drehfest auf die Abtriebswelle (3) des Handgriffs (1) aufsteckbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bürstenkopf (13) eine Vielzahl drehbar gelagerter Borstenbüschel (30, 31) vorgesehen sind, die durch ein Planetengetriebe antreibbar sind.

2. Elektromechanische Zahnbürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenbüschel (30, 31) in der drehbar gelagerten Bürstenscheibe (17) in wenigstens einem zur Drehachse der Bürstenscheibe (17) und zu einem drehbar gelagerten Zentralrad (20) konzentrischen Kreis angeordnet und mit Zahnrädern (32, 33) drehfest verbunden sind, von denen die auf dem inneren Kreis angeordneten Zahnräder (32) mit der Außenverzahnung des Zentralrades (20) kämmen.

3 Elektromechanische Zahnbürste nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem äußeren Kreis angeordneten Borstenbüschel (31) mit Zahnrädern (33) drehfest verbunden sind, die mit den Zahnrädern (32) kämmen.

4. Elektromechanische Zahnbürste nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkreisdurchmesser der Zahnräder (32, 33) klein sind gegen den Teilkreisdurchmesser des Zentralrades (20).

5. Elektromechanische Zahnbürste nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentralrad (20) mit einer nur eine Drehrichtung zulassenden Sperreinrichtung (24 bis 27) verbunden ist.

6. Elektromechanische Zahnbürste nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrzähne (27) der Sperreinrichtung (24 bis 27) am Zentralrad angeordnet sind und der Zentriwinkel zwischen zwei benachbarten Sperrzähnen (27) kleiner ist als der Schwenkwinkel der oszillierend angetriebenen Bürstenscheibe (17).

7. Elektromechanische Zahnbürste nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentralrad (20) durch Reibschluß von der Bürstenscheibe (17) antreibbar ist.