DE10029674A1 - Zahnbürste - Google Patents

Abstract

Zahnbürsten sind häufig mit einem Bürstenkopf (5) versehen, der zur Erhöhung der Reinigungswirkung eine oszillierende Bewegung ausführt. Die Einrichtung beruht auf der Aufgabe, eine möglichst einfache Anordnung zu schaffen, mit der eine solche Bewegung erzeugt werden kann. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, eine von einem Elektromotor angetriebene flexible Welle (11) mit zwei Segmentzahnrädern (12, 13) zu versehen. Die jeweiligen Zahnabschnitte sind gegeneinander versetzt, so dass jeweils nur ein Zahnrad mit einem Kronenrad (17) auf dem Bürstenkopf (5) im Eingriff steht. Da das eine Zahnrad (13) vor der Rotationsachse (16) des Bürstenkopfes (5) und das andere Zahnrad (12) dahinter angeordnet ist, ergibt sich bei einer kontinuierlichen Drehung der Welle (11) eine oszillierende Bewegung des Bürstenkopfes (5).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zahnbürste mit einem Handgriff und einem Stiel in dessen Verlängerung, wobei am freien Ende des Stiels eine Bürste um eine in etwa senkrecht zum Stiel ausgerichtete Rotationsachse drehbar gelagert ist, und mit einer einen Antrieb und eine Welle aufweisenden Einrichtung, um die Bürste in eine um die Rotationsachse oszillierende Bewegung zu versetzen, wobei der Antrieb im Betrieb die Welle kontinuierlich antreibt.

Zahnbürsten werden mit einem schnell um eine Rotati­ onsachse oszillierenden Bürstenkopf versehen, um die Zahnreinigung zu verbessern. Es sind schon die verschie­ densten Vorschläge hinsichtlich der Frage unterbreitet worden, wie diese Oszillation mit möglichst einfachen Mitteln erreicht werden kann.

Hier soll nur beispielhaft auf die WO 96/37164 verwiesen werden: Der Bürstenkopf besteht aus einem dickeren zylin­ drischen Grundkörper, in dessen Seitenwand sich eine Längsnut befindet. In diese greift ein Stift ein, der seitlich abgesetzt an dem Ende einer Welle befestigt ist, so dass der Stift auf einer Kreisbahn um die Welle läuft, wenn diese von einem Elektromotor angetrieben wird. Wäh­ rend einer halben Umdrehung liegt er an der einen Nutwand an und nimmt dabei den Bürstenkopf in die eine Drehrich­ tung mit, während der nächsten halben Umdrehung liegt er unter Mitnahme des Bürstenkopfes in die andere Richtung an der anderen Nutwand an. Die Nut-Stift Kombination kann als ein Getriebe angesehen werden. Nachteilig bei dieser Ausführung ist, dass der Oszillationshub nicht beliebig geändert werden kann, da die Höhe der Nut am Bürstenkopf dem Durchmesser der Kreisbahn, die den Oszillationshub bestimmt, entsprechen muss. Der Bürstenkopf kann aber nicht beliebig dick ausgeführt werden. Außerdem unterlie­ gen insbesondere die Nutwände einem Verschleiß, so dass nach einiger Betriebszeit, der Bürstenkopf nicht mehr gleichmäßig der Drehung der Welle folgt, sondern Still­ standszeiten auftreten, wenn der Stift über einen Leerweg von der einen zur anderen Wand gelangen muss.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, mit einfachen Mitteln eine Zahnbürste mit einem oszillierenden Bürsten­ kopf darzustellen, bei dem über die gesamte Betriebsdauer eine gleichbleibende oszillierende Bewegung des Bürsten­ kopfes erfolgt, die frei von Leerbewegungen ist.

Das Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen der Welle und dem Bürstenkopf ein erstes Ge­ triebe und ein dazu paralleles zweites Getriebe angeord­ net sind, wobei mit dem ersten Getriebe eine Drehung des Bürstenkopfes in die eine und mit dem zweiten Getriebe eine Drehung in die andere Richtung hervorgerufen wird, und dass die Getriebe zeitlich abwechselnd die Drehbewe­ gung der Welle in eine Rotation des Bürstenkopfes in die eine bzw. andere Richtung übersetzen.

Die Frequenz der Oszillation, das heißt die zeitliche Ab­ folge der Getriebeeingriffe, die den Wechsel der Rotati­ onsrichtung des Bürstenkopfes bewirken, kann am einfach­ sten durch die Winkellage der Welle gesteuert werden. So kann zum Beispiel mit jeder halben Umdrehung der Welle die Rotationsrichtung des Bürstenkopfes gewechselt wer­ den.

Eine Möglichkeit, ein solches Doppelgetriebe darzustel­ len, besteht darin, dass jedes einzelne Getriebe ein Seg­ mentzahnrad aufweist, wobei diese hintereinander auf der Welle befestigt sind. Unter ein Segmentzahnrad soll ein Zahnrad verstanden werden, das auf einem bestimmten Um­ fangsabschnitt mit Zähnen versehen ist, während der Rest des Umfanges frei von Zähnen ist.

Damit nur jeweils ein Segmentzahnrad im Eingriff mit ei­ nem mit dem Bürstenkopf gekoppelten Abtriebszahnrad in Verbindung steht, wird vorgeschlagen, dass die Seg­ mentzahnräder jeweils einen Winkel von weniger als 180° in Umfangsrichtung auf der Welle einnehmen und um 180° gegeneinander versetzt sind.

Eine unmittelbare Kraftübertragung zwischen den Seg­ mentzahnrädern und dem Abtriebszahnrad erhält man, wenn dieses unmittelbar mit dem Bürstenkopf verbunden ist. Dazu muss die Welle durch den Stiel der Zahnbürste ver­ laufen und die Segmentzahnräder müssen sich am freien Ende der Welle oberhalb des Bürstenkopfes befinden.

Ein solches Abtriebszahnrad kann aus gezahnten Abschnit­ ten an der Oberseite des Bürstenkopfes bestehen, die um 180° versetzt auf einem Kreis um die Rotationsachse des Bürstenkopfes liegen. Vorzugsweise sind die gezahnten Ab­ schnitte zu einem Kronenrad geschlossen, so dass der Bürstenkopf in den Kopf des Stieles eingesetzt werden kann, ohne auf die Orientierung achten zu müssen.

Wie üblich wird der Antrieb von einem Elektromotor gebil­ det, der im Handgriff angeordnet ist. Die Welle ist fle­ xibel ausgeführt und ist durch den Stiel bis zum Bürsten­ kopf geführt. Dies ermöglicht es, vorgefertigte Bauein­ heiten bestehend aus dem Antrieb, der Welle und den Seg­ mentzahnrädern zu verwenden.

Damit die Segmentzahnräder während des Betriebs mit dem Kronenrad im Eingriff bleiben, muss die Welle an mindes­ tens einer Stelle nahe den Zahnrädern gelagert sein.

Eine einfache Lagerung der Welle im Abstand zum Wellenende, bei der die Segmentzahnräder dem Wellenende näher sind als das Lager (fliegende Lagerung), ist von Vorteil, da dann die Welle bei jedem Neueingriff eines Segmentzahnrades in das Kronenrad, den dabei entstehenden Stoß durch seitliches Nachgeben abfangen kann.

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

Fig. 1 eine Zahnbürste mit einem in oszillierende Bewegung versetzbaren Bürstenkopf,

Fig. 2 eine Baueinheit in der Zahnbürste für den Antrieb des Bürstenkopfes,

Fig. 3 ein Getriebe gemäß der Erfindung.

Zunächst wird auf die Fig. 1 Bezug genommen. Die darge­ stellte Zahnbürste 1 besteht aus einem Handgriff 2, einem daran anschließenden Stiel 3 und einem Bürstenkopf 5. Dieser ist drehbar in einem Kopf 4 am freien Ende des Stiels 3 gelagert. Dazu befindet sich, was nicht näher dargestellt ist, am Bürstenkopf 5 ein umlaufender Rand, der von einer Nut im Rand einer Öffnung am Kopf 4 umfasst ist. Im Handgriff 2 befindet sich ein Motor 6 und ein Energiespeicher 7 (Akku oder Batterie), der dem Motor 6 mit Strom versorgt. Der Handgriff 2 ist wie üblich mit Griffmulden 8 und mit einem Schalter 9, um den Motor 6 in Betrieb setzen zu können, versehen. Der Handgriff 2 und der Stiel 3 bilden ein aus zwei Halbschalen bestehendes Gehäuse.

Die Ausgangswelle 10 des Motors 6 ist, wie dies die Fig. 2 zeigt, mit einer flexiblen Welle 11 gekoppelt, die an ihrem Ende zwei Segmentzahnräder 12, 13 trägt, deren Funktion weiter unten näher erläutert werden soll. Kurz vor dem Wellenende, in einem noch etwas größeren Abstand zum Ende der Welle als die Segmentzahnräder 12, 13, be­ findet sich auf der Welle 11 eine Lagerscheibe 14, die in entsprechenden Nuten im Stiel 3 läuft. Der Motor 6 und die flexible Welle 11 mit den Segmentzahnrädern 12, 13 und der Lagerscheibe 14 bilden eine Baueinheit, die in die eine Halbschale eingelegt wird. Diese Halbschale wird anschließend von der anderen geschlossen, um das aus dem Handgriff 2 und dem Stiel 3 gebildeten Gehäuse zu kom­ plettieren. Der Motor 6 befindet sich dann im Handgriff 2 und die flexible Welle 11 erstreckt sich durch den Stiel 3 bis zum Kopf 4, so dass sich die Segmentzahnräder 12, 13 über der dortigen Öffnung im Kopf 4 befinden, in der der Bürstenkopf 5 eingeclipst ist. Unmittelbar vor der Öffnung befinden sich an der Innenseite der Halbschalen Nuten, die die Lagerscheibe 14 aufnehmen. Das absolute. Endstück der Welle selbst ist nicht gelagert, so dass das Wellenende mit den Segmentzahnrädern 12, 13 seitlich aus­ weichen kann.

Zur Erläuterung des Antriebskonzeptes wird auf die Fig. 3 Bezug genommen. Der Bürstenkopf 5 besteht aus einem Grundkörper 15 in der Art einer Scheibe. An der einen Seite des Grundkörpers 15 befinden sich senkrecht vom Grundkörper abstehende Bürsten 15a und an der anderen Seite befindet sich ein konzentrisch zur Achse des Grund­ körpers angeordnetes Kronenrad 17 mit mehreren Zähnen. Wie schon erläutert wird der Grundkörper in die Öffnung am Stiel eingeclipst und ist damit um die Achse 16 des Grundkörpers 15 drehbar am Stiel 3 gelagert, die damit die Rotationsachse 16 des Bürstenkopfes 5 bildet. Die Segmentzahnräder 12, 13 befinden sich nun oberhalb des Bürstenkopfes 5, wobei entweder das eine oder das andere Segmentzahnrad 12, 13 mit seinen Zähnen in das Kronenrad 17 eingreift.

Die Segmentzahnräder 12, 13 haben einen Öffnungswinkel von etwas weniger als 180° und sind um 180° gegeneinander versetzt. Öffnungswinkel bedeutet in diesem Zusammenhang, dass ein entsprechender Umfangsbereich mit Zähnen verse­ hen ist, während der andere frei von solchen ist. Der Zahnbereich kann in die Zähne des Kronenrades 17 eingrei­ fen und damit den Bürstenkopf 5 antreiben. Ein Seg­ mentzahnrad bildet zusammen mit dem dazugehörigen Ab­ schnitt des Kronenrades jeweils ein Getriebe. Befindet sich der zahnlose Bereich über dem Kronenrad 17, ist das jeweilige Getriebe außer Eingriff und es findet keine Kraftübertragung statt. Parallel zur Welle 11 betrachtet hat jedes Segmentzahnrad 12, 13 sein eigenes Segment, das heißt, dass die jeweiligen Zahnbereiche nicht überlappen und nicht beide Segmentzahnräder 12, 13 gleichzeitig in das Kronenrad 17 eingreifen können.

Die Segmentzahnräder 12, 13 sind außerdem auf der Welle 11 voneinander beabstandet, so dass das eine Segmentzahn­ rad 13 vor der Rotationsachse 16 und das andere Seg­ mentzahnrad 12 hinter dieser in dem Kronenrad 17 kämmt. Dies hat zur Folge, dass bei einer kontinuierlichen Dre­ hung der Welle (gleichbleibende Drehrichtung (Pfeil 18)) der Bürstenkopf 5 von dem einem Segmentzahnrad in die eine Richtung und von dem anderen Segmentzahnrad in die andere Richtung mitgenommen wird, also eine oszillierende Bewegung um die Rotationsachse 16 ausführt, wie dies mit dem Doppelpfeil 19 angedeutet ist. Durch Abstimmung der Anzahl der Zähne, der Durchmesser der Segmentzahnräder 12, 13 und des Kronenrades 17 lässt sich der Oszillati­ onshub und die Gleichmäßigkeit der Rotation des Bürsten­ kopfes 5 einstellen.

Bezugszeichenliste

1

Zahnbürste

2

Handgriff

3

Stiel

4

Kopf

5

Bürstenkopf

6

Motor

7

Energiespeicher

8

Griffmulden

9

Schalter

10

Ausgangswelle

11

Welle

12

Segmentzahnrad

13

Segmentzahnrad

14

Lagerscheibe

15

Grundkörper

15

a Bürsten

16

Rotationsachse

17

Kronenrad

18

Pfeil

19

Doppelpfeil

Claims (9)

1. Zahnbürste mit einem Handgriff und einem Stiel in des­ sen Verlängerung, wobei am freien Ende des Stiels eine Bürste um eine in etwa senkrecht zum Stiel ausgerichtete Rotationsachse drehbar gelagert ist, und mit einer einen Antrieb und eine Welle aufweisenden Einrichtung, um die Bürste in eine um die Rotationsachse oszillierende Bewe­ gung zu versetzen, wobei der Antrieb im Betrieb die Welle kontinuierlich antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Welle (11) und dem Bürstenkopf (5) ein erstes Getriebe (12, 17) und ein dazu paralleles zweites Getriebe (13, 17) angeordnet sind, wobei mit dem ersten Getriebe (12, 17) eine Drehung des Bürstenkopfes (5) in die eine und mit dem zweiten Getriebe (13, 17) eine Dre­ hung in die andere Richtung hervorgerufen wird, und dass die Getriebe (13, 17; 12, 17) zeitlich abwechselnd die Drehbewegung der Welle (11) in eine Rotation des Bürsten­ kopfes (5) in die eine bzw. andere Richtung übersetzen.

2. Zahnbürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechsel der Rotationsrichtung des Bürstenkopfes (5) durch die Winkellage der Welle (11) steuerbar ist.

3. Zahnbürste nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Getriebe ein Segmentzahnrad (12, 13) aufweist, wobei diese hintereinander auf der Welle (11) befestigt sind.

4. Zahnbürste nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmentzahnräder (12, 13) jeweils einen Winkel von weniger als 180° in Umfangsrichtung auf der Welle (11) einnehmen und um 180° gegeneinander versetzt sind.

5. Zahnbürste nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (11) durch den Stiel (3) der Zahnbürste verläuft und die Segmentzahnräder (12, 13) sich am freien Ende der Welle (11) oberhalb des Bürstenkopfes (5) befin­ den.

6. Zahnbürste nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmentzahnräder in gezahnte Abschnitte (17) an der Oberseite des Bürstenkopfes (5) eingreifen, die um 180° versetzt auf einem Kreis um die Rotationsachse (16) des Bürstenkopfes (5) liegen.

7. Zahnbürste nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die gezahnten Abschnitte zu einem Kronenrad (17) ge­ schlossen sind.

8. Zahnbürste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (6) im Handgriff (2) angeordnet ist und dass die Welle (11) flexibel aus­ geführt und durch den Stiel (3) bis zum Bürstenkopf (5) geführt ist, wo sie an mindestens einer Stelle gelagert ist.

9. Zahnbürste nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenende mit den Segmentzahnrädern (12, 13) fliegend gelagert ist.