DE10029674A1 - Tooth brush has parallel gear units between brush head and shaft to drive brush head in opposite directions; gear units alternately convert shaft rotation into brush head rotation - Google Patents
Tooth brush has parallel gear units between brush head and shaft to drive brush head in opposite directions; gear units alternately convert shaft rotation into brush head rotationInfo
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Abstract
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.The invention relates to a toothbrush with a Handle and a stem in its extension, being at the free end of the handle a brush around one Rotation axis aligned perpendicular to the handle is mounted, and with a drive and a shaft having device to the brush in one around the Rotation axis to offset oscillating movement, whereby the drive continuously drives the shaft during operation.
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.Toothbrushes are quickly turned around a Rotati provided on the oscillating brush head to the To improve teeth cleaning. They are different make the most suggestions regarding the question been like this oscillation with the simplest possible Funds can be achieved.
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.Here, reference should only be made to WO 96/37164 by way of example become: The brush head consists of a thicker cylinder drical basic body, in the side wall there is a Longitudinal groove is located. A pin engages in this, the attached laterally to the end of a shaft, so that the pin runs in a circular path around the shaft, if it is driven by an electric motor. currency After half a turn, it lies on one groove wall and takes the brush head in one turn with, during the next half turn it lies taking the brush head in the other direction on the other groove wall. The tongue and groove combination can be viewed as a gearbox. A disadvantage of this Execution is that the oscillation stroke is not arbitrary can be changed because the height of the groove on the brush head the diameter of the circular path that the oscillation stroke determined, must correspond. The brush head can not be of any thickness. In addition, against the groove walls in particular, so that after some operating time, the brush head no longer evenly follows the rotation of the shaft, but still Downtimes occur when the pen is idle must go from one wall to the other.
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.The invention addresses the problem with simple Means a toothbrush with an oscillating brush to represent head over the entire operating time a constant oscillating movement of the brushes head that is free of empty movements.
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.The problem is solved according to the invention in that a first Ge between the shaft and the brush head drives and a parallel second gear arranged are net, with the first gear a rotation of the Brush head in one and with the second gear a rotation in the other direction is caused and that the gears alternate the rotating movement rotation of the brush head into the translate one or the other direction.
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.The frequency of the oscillation, i.e. the time Ab follow the gearbox interventions that change the Rotati The direction of the brush head can be simple be controlled by the angular position of the shaft. So can, for example, with every half revolution of the shaft who changed the direction of rotation of the brush head the.
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.One way to represent such a double gear len, is that each individual gear is a seg ment gear, these one behind the other on the Shaft are attached. Under a segment gear is supposed to To be understood gear on a particular order is provided with teeth while the rest the circumference is free of teeth.
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.So that only one segment gear meshes with egg output gear coupled to the brush head Connection is made, it is proposed that the Seg ment gears each have an angle of less than 180 ° Take in the circumferential direction on the shaft and by 180 ° are offset from each other.
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.An immediate transmission of power between the seg ment gears and the output gear are obtained when this is directly connected to the brush head. To do this, the shaft must ver through the handle of the toothbrush run and the segment gears must be free End of the shaft above the brush head.
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.Such an output gear can be made of toothed section at the top of the brush head, which around 180 ° offset on a circle around the axis of rotation of the Lying brush head. Preferably the toothed Ab cuts to a crown gear closed so that the Brush head can be inserted into the head of the handle can without having to pay attention to the orientation.
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. As usual, the drive is provided by an electric motor det, which is arranged in the handle. The wave is fle xibel executed and is through the handle to brushing head led. This enables prefabricated building units consisting of the drive, the shaft and the seg ment gears to use.
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.So that the segment gears during operation with the If the crown gear remains in engagement, the shaft must at least be stored at least one point near the gears.
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.A simple bearing of the shaft at a distance from Shaft end where the segment gears are the shaft end closer than the camp (flying storage) is from Advantage, because then the shaft with each new intervention Segment gear in the crown gear, the resulting Can absorb impact by giving in laterally.
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 inThe invention permits various embodiments. To further clarify its basic principle is one of which is shown in the drawing and is shown below described. The drawing shows in
Fig. 1 eine Zahnbürste mit einem in oszillierende Bewegung versetzbaren Bürstenkopf, Fig. 1 shows a toothbrush with a brush head displaceable in oscillating motion,
Fig. 2 eine Baueinheit in der Zahnbürste für den Antrieb des Bürstenkopfes, Fig. 2 is a constructional unit in the toothbrush for driving the brush head,
Fig. 3 ein Getriebe gemäß der Erfindung. Fig. 3 shows a transmission according to the invention.
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.First, reference is made to FIG. 1. The Darge presented toothbrush 1 consists of a handle 2 , an adjoining handle 3 and a brush head 5th This is rotatably mounted in a head 4 at the free end of the handle 3 . For this purpose, what is not shown in detail, is located on the brush head 5 a peripheral edge which is surrounded by a groove in the edge of an opening on the head 4 . In the handle 2 there is a motor 6 and an energy store 7 (accumulator or battery) which supplies the motor 6 with current. The handle 2 is, as usual, provided with recessed grips 8 and with a switch 9 in order to be able to start the motor 6 . The handle 2 and the handle 3 form a housing consisting of two half-shells.
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.As shown in FIG. 2, the output shaft 10 of the motor 6 is coupled to a flexible shaft 11 , which carries two segment gearwheels 12 , 13 at its end, the function of which will be explained in more detail below. Shortly before the shaft end, at a slightly greater distance from the end of the shaft than the segment gears 12 , 13 , there is a bearing disk 14 on the shaft 11 , which runs in corresponding grooves in the stem 3 . The motor 6 and the flexible shaft 11 with the segment gears 12 , 13 and the bearing washer 14 form a structural unit which is inserted into a half-shell. This half-shell is then closed by the other in order to complete the housing formed from the handle 2 and the handle 3 . The motor 6 is then in the handle 2 and the flexible shaft 11 extends through the handle 3 to the head 4 , so that the segment gears 12 , 13 are located above the opening in the head 4 , in which the brush head 5 is clipped. Immediately in front of the opening there are grooves on the inside of the half-shells which accommodate the bearing disk 14 . The absolute. The end piece of the shaft itself is not supported, so that the shaft end with the segment gears 12 , 13 can move sideways.
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.To explain the drive concept, reference is made to FIG. 3. The brush head 5 consists of a base body 15 in the manner of a disk. On one side of the base body 15 there are brushes 15 a projecting perpendicularly from the base body and on the other side there is a crown wheel 17 with a plurality of teeth arranged concentrically to the axis of the base body. As already explained, the base body is clipped into the opening on the handle and is thus rotatably mounted on the handle 3 about the axis 16 of the base body 15 , which thus forms the axis of rotation 16 of the brush head 5 . The segment gears 12 , 13 are now located above the brush head 5 , with either one or the other segment gears 12 , 13 engaging with the crown wheel 17 with its teeth.
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.The segment gears 12 , 13 have an opening angle of slightly less than 180 ° and are offset from one another by 180 °. In this context, the opening angle means that a corresponding circumferential area is provided with teeth, while the other is free of teeth. The tooth area can engage in the teeth of the crown wheel 17 and thus drive the brush head 5 . A segment gearwheel forms a gear together with the associated section of the crown gear. If the toothless area is above the crown wheel 17 , the respective gear is disengaged and there is no power transmission. Viewed parallel to the shaft 11 , each segment gear 12 , 13 has its own segment, that is to say that the respective tooth areas do not overlap and both segment gears 12 , 13 cannot mesh with the crown gear 17 at the same time.
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. The segment gears 12 , 13 are also spaced apart from one another on the shaft 11 , so that the one segment toothed wheel 13 meshes in front of the axis of rotation 16 and the other segment gear 12 behind it in the crown wheel 17 . This has the result that with a continuous rotation of the shaft (constant direction of rotation (arrow 18 )) the brush head 5 is carried along by one segment gear in one direction and by the other segment gear in the other direction, i.e. an oscillating movement around it Rotation axis 16 executes, as indicated by the double arrow 19 . By coordinating the number of teeth, the diameter of the segment gears 12 , 13 and the crown wheel 17 , the oscillation onshub and the uniformity of the rotation of the brush head 5 can be adjusted.
11
Zahnbürste
toothbrush
22
Handgriff
handle
33
Stiel
stalk
44
Kopf
head
55
Bürstenkopf
brush head
66
Motor
engine
77
Energiespeicher
energy storage
88th
Griffmulden
handholds
99
Schalter
switch
1010
Ausgangswelle
output shaft
1111
Welle
wave
1212
Segmentzahnrad
segment gear
1313
Segmentzahnrad
segment gear
1414
Lagerscheibe
bearing disk
1515
Grundkörper
body
1515
a Bürsten
a brushing
1616
Rotationsachse
axis of rotation
1717
Kronenrad
crown
1818
Pfeil
arrow
1919
Doppelpfeil
double arrow
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