DE9421388U1

DE9421388U1 - Zahnbürste

Info

Publication number: DE9421388U1
Application number: DE9421388U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-03-24
Filing date: 1994-03-24
Publication date: 1995-10-05
Anticipated expiration: 2004-03-25

Description

PATENTANWÄLTE . ._ ^ _## DipL-Phys. Hans Klose

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS " .·* , ; &Iacgr; *'·**, ^ DlfO*ng. M. Schmitt

TELEFON: 0621/581492 Kurfürstenstraße 32

TELEFAX: 0621/583776 D-67061 Ludwigshafen

Anmelder: Dr. Herbert Valentin

Schützengasse 2
64658 Fürth/Odw.

Zahnbürste

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zahnbürste mit einem Antrieb gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Zahnbürsten mit einem Antrieb, welcher insbesondere einen Elektromotor oder einen mittels Wasser gespeisten Wassermotor enthalten kann, sind in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt, doch sind sie in der Reinigungswirkung den Handbürsten noch unterlegen, zumal sie nicht genügend in Vertiefungen zwischen den einzelnen Zähnen eindringen. Dies haben insbesondere Untersuchungen der Stiftung Warentest gezeigt, welche in dem Heft "Test 3/94" veröffentlicht wurden. Bei den bekannten elektromotorisch betriebenen Zahnbürsten gelangen unterschiedliche Systeme zur Bürstenbewegung zum Einsatz. In einem ersten System erfährt der Bürstenkopf eine Schwingbewegegung von ca. 30° um eine durch den Bürstenschaft und die Borstenbasis verlaufende Achse. Bedarfsweise wird entlang der Schwingachse eine zusätzliche Längsschwingung überlagert. Ferner kann eine ellyptische Bewegung des Bürstenkopfes in der Ebene der Borstenbasis erfolgen. Weiterhin kann beim Einsatz einer Rundbürste eine Rotationsschwingung mittels eines kleinen Winkelgetriebes am Ende des Bürstenschaftes vorgegeben werden. Schließlich sind drehbar gelagerte Borstenbüschel

vorgeschlagen worden, welche einzeln*über eine"in tier Bütsienbasis vorgesehene Zahnstange in Rotationsschwingungen versetzt werden. Die letztgenannte Zahnbürste zeigte in dem Test im Vergleich mit Zahnbürsten der eingangs genannten Systeme verbesserte Reinigungswirkungen, da die Borsten über Vertiefungen praktisch nicht wegspringen. Gleichwohl ist eine Tiefenwirkung nicht optimal gewährleistet, da sich die Borsten gegenseitig wegdrängen und blockieren und somit nicht in enge Zwischenräume vorstoßen können.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zahnbürste der genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß mit geringem konstruktiven Aufwand eine gute Reinigung der Zahnzwischenräume erreicht wird. Unzumutbare Vibrationen des Schädels sollen vermieden werden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einer elektrischen Zahnbürste der genannten Art gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Die vorgeschlagene Zahnbürste ermöglicht eine wesentlich verbesserte Reinigung, da die Borsten aktiv in den Interdentalraum geführt werden. Erfindungsgemäß führen die Borsten der Zahnbürste Longitudinalschwingungen durch. Der Erfindung liegt das Gegentaktprinzip zugrunde, aufgrund dessen die Borstenbasis gegenüber der Schwingachse versetzt angeordnet ist. Es wird in überraschend einfacher Weise eine intensive Stocherbewegung der Borsten ohne eine unerwünschte Nebenwirkung von Schädelvibrationen gewährleistet. Der Bürstenschaft weist eine abgekröpfte Form derart auf, daß die Borstenbasis eine Schwingbewegung um eine virtuelle Schwingachse durchführt, welche sich bevorzugt im endennahen Drittel der Borsten befindet. Die Borstenbüschel entlang der beiden Längsränder der Bürsten führen im Gegentakt Stocherbewegungen aus und insgesamt wird somit eine weitgehend ausgeglichene Krafteinwirkung erzielt. Da zumindest die Borsten im Bereich der Längsränder im wesentlichen Longitudinalbewegungen durchführen, werden die Bewegungen der Borstenenden infolge deren Eigenelastizität praktisch nur noch von der Oberfläche bestimmt, an welcher die Borstenenden anliegen. Mittels stroboskopischer Untersuchungen wurde festgestellt, daß sich die Borsten geradezu zielstrebig in Vertiefungen hineinbewegen und/oder sich bevorzugt in Rillen entlang bewegen. Schon kleinste Positionsveränderungen der Zahnbürste durch den Benutzer bewirken ein "Mit-

schwimmen" der einzelnen Borsten dürcfi alle Gertiefungfem'Öies ist ein Effekt, welcher für eine gründliche Reinigung der Zähne geradezu prädestiniert ist.

Weitere Vorteile und besondere Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Eine seitliche Ansicht der Zahnbürste,

Fig. 2 eine weitere Ausgestaltung der Zahnbürste in einer seitlichen Ansicht,

Fig. 3 eine Aufsicht auf die Zahnbürste,

Fig. 4 vergrößert eine Ansicht in Richtung der Schwingachse zur Erläuterung der Funktionsweise,

Fig. 5 eine Ansicht im Falle einer Überlastung.

Fig. 1 zeigt in einer seitlichen Ansicht die Zahnbürste, deren freies Ende 2 in bekannter Weise als Koppelteil für einen hier nicht weiter dargestellten Handapparat ausgebildet ist. Der genannte Handapparat enthält einen elektromotorischen Antrieb, mittels welchem insbesondere Rotationsschwingungen um eine Schwingachse 4 auf die angekoppelte Zahnbürste übertragbar sind. Anstelle eines elektrischen Antriebs kann auch ein Wassermotor vorgesehen sein, welcher an die Wasserleitung anschließbar ist und beispielsweise eine kleine Turbine enthält. Mit dem Koppelteil 2 ist über ein Federelement 6, welches hier als Federgelenk ausgebildet ist, der Bürstenschaft 8 verbunden, an dessen vorderen Ende eine Borstenbasis 10 mit Borsten 12 angeordnet ist.

Wesentlich ist die abgekröpfte Ausbildung des Bürstenschaftes derart, daß die Borstenbasis 10 zur Schwingachse 4 einen Abstand 14 aufweist. Zumindest ein Teil der in der Borstenbasis 10 befestigten Borsten 12 besitzen eine Länge 16. Der Abstand 14 ist in zweckmäßiger Weise kleiner als die Länge 16, und zwar bevorzugt zwischen 50 und 100% der Länge 16. Als vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die Schwingachse im endnahen Drittel der Borstenlänge 16 angeordnet ist, wenn somit der Abstand 14 zwischen 60 und 100% der Borstenlänge 16 groß ist. Die Borstenbasis 10 führ_tt erfindungsgemäß eine Schwingbewegung um die virtu-

_4-

eile Schwingachse aus, so daß die ankert Läng^rärldern 2O*,«22*der Borstenbasis angeordneten Borsten 12 gegenläufige Longitudinal- oder Stocherbewegungen ausführen. Die mittleren Borsten 13 sind in zweckmäßiger Weise kürzer als die an den Rändern 20, 22 angeordneten Borsten 12 ausgebildet, wobei die Länge der kürzeren Borsten 13 in vorteilhafter Weise im wesentlichen dem genannten Abstand 14 entsprechen. Die Enden der mittleren Borsten 13, welche als Stützborsten wirksam sind, liegen zumindest näherungsweise im Bereich der Schwingachse 4.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausgestaltung der Zahnbürste, deren Bürstenschaft teilweise als Federelement wirksam ist. Der an das Koppelteil 2 anschließende Teil 18 ist federelastisch nach Art einer Blattfeder ausgebildet.

Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf die Zahnbürste entsprechend Fig. 1, dessen Bürstenschaft 8 das als Federgelenk ausgebildete Federelement 6 nahe dem Koppelteil 2 aufweist. Es sei festgehalten, daß das Federelement bedarfsweise auch als federndes Scharnier nach Art eines verdickten Filmgelenkes ausgebildet sein kann, welches problemlos durch Spritzgußtechnik bei der Fertigung des Bürstenschaftes in diesen integriert werden kann. Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung des Federelements wird die vom Handapparat eingeleitete Schwingung ungedämpt auf die Bürste übertragen, wobei in zweckmäßiger Weise aber auftreffende Kraftimpulse von der Masseträgheit des Handapparats entkoppelt werden, zumal der Bürstenkopf mit geringer Trägheit zurückfedern kann.

Im Falle der Ausbildung des Bürstenschafts nach Art einer Blattfeder gemäß Fig. 2, ist bei gegebener Schwingfrequenz der Torsionswiderstand des Federelements konstruktiv so niedrig zu halten, daß zusammen mit der Masse des Bürstenkopfes Resonanzerscheinungen ausgeschlossen sind.

Obgleich mit den heute gebräuchlichen Handapparaten überwiegend Rotationsschwingungen ausgeführt werden können, sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß insoweit keine Einschränkung der Erfindung erfolgt. Mit dem Handapparat können auch kombinierte oder überlagerte Einzelschwingungen durchgeführt werden, wobei die erwähnte Schwingungsachse durch einen Bereich oder ein

Schwingungszentrum ersetzt wird. Be!*der*artige1tf Attebildti5igea*ist dann von einer mittleren Schwingungsachse entsprechend auszugehen.

Die an den Längsrändern 20, 22 der Borstenbasis 10 in Büscheln angeordneten Borsten 12 weisen, wie oben bereits ausgeführt, die "normale" Länge 12 auf. Hingegen sind die mittleren im Bereich der Schwingachse 4 liegenden Borsten 13 verkürzt ausgebildet und wirken somit als Stützborsten. Die hier dargestellte funktionelle Bürstenanordnung enthält drei aufgelockerte Reihen von Borstenbüscheln. Die den Längsrändern 20, 22 nahestehenden Borstenbüschel weisen bevorzugt eine zumindest näherungsweise ovale oder rechteckige Form quer zur Längs- bzw. Schwingachse 4 der Bürste auf, während die mittleren Borstenbüscheln mit den kurzen Borsten 13 gleichfalls näherungsweise oval, jedoch in Richtung der Schwingungsachse' 4 ausgerichtet sind. Die Büschel der mittleren Reihe sind nicht nur kürzer, sondern darüberhinaus auch voller als die äußeren Borstenbüschel ausgebildet, so daß sowohl die Reinigung der konvexen Zahnoberflächen als auch die Abstützung beim Einwirken erhöhter, vom Benutzer ausgeübter Kräfte sichergestellt ist. Eine hinreichende Reinigungswirkung ist immer durch eine Schlingerbewegung der Schwingachse gewährleistet.

Anhand von Fig. 4 wird die Funktionsweise näher erläutert, wobei hier zwei Zähne 24, 26 schematisch angedeutet sind. Die Zahnbürste liegt mit den mittleren, kurzen Borsten 13 an der Oberfläche des Zahnes 24 an. Wie ersichtlich, liegt die Schwingachse 4 im Bereich der Außenfläche des Zahnes 24. Die Borstenbasis 10 führt somit eine Gegentaktbewegung um die virtuelle Schwingachse aus, wie es mit dem Doppelpfeil 28 angedeutet ist. Die randseitigen Borsten 12 führen hin und her gehende Stocherbewegungen aus, wie es mit dem Doppelpfeil 30 angedeutet ist. Diese Stocherbewegungen ermöglichen ein tiefes Eindringen in den Zwischenraum 32 zwischen den beiden Zähnen 24, 26.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Zahnbürste ist es möglich, die Amplitude und/oder die Frequenz der Schwingungen der heute üblichen Handapparate zu reduzieren. Hierdurch können in vorteilhafter Weise Mikroläskmen im Bereich des Zahnfleisches und des Zahnhalteapparates aufgrund einer zu hohen lokalen Krafteinwirkung an den Borstenenden vermieden werden. Ferner ist es unabdingbar, die Borstenenden abzurunden, um so Beschädigungen oder

Verletzungen zu vermeiden. Durch Jfie Reduzierung der· v«m* Handapparat erzeugten Amplitude werden ferner die beim Einsatz der erfindungsgemäßen Bürste auftretende Pendelbewegungen reduziert und nachteilige von dem Handapparat auf die Hand des Benutzers übergehende Schwingungen werden weitgehend vermieden.

In Fig. 5 ist der Fall einer Überlastung, d.h. eines zu hohen Andrückens der Zahnbürste durch den Benutzer dargestellt. Aufgrund der erfindungsgemäßen federelastischen Ausbildung des Bürstenschaftes bzw. des Einsatzes des Federelements kommt es zu einer Verlagerung der Schwingungsachse 4 bezüglich den Borsten 12, 13. Der Bürstenkopf mit der Borstenbasis 10 federt von der Schwingachse 4 weg, wodurch die Stocherbewegung vermindert wird und in eine Wischbewegung übergeht. Ferner nimmt aber die Amplitude der Borstenbasis zu, so daß in der Folge der Handapparat zu schütteln beginnt. Aufgrund dieser Effekte wird der Benutzer darauf aufmerksam gemacht, die zu hohe Andruckkraft wieder zu reduzieren, so daß gemäß Fig. 4 die Schwingachse wieder in den Bereich der Borstenenden gelangt und die optimale Reinigungswirkung erzielt wird.

In einer besonderen hier nicht weiter dargestellten Ausgestaltung der Erfindung erhalten die Borsten eine Eigenkrümmung oder Knick und sind insbesondere derart ausgebildet, daß die Borsten der beiden äußeren Reihen in ihren Längsebenen gekrümmt angeordnet sind. Hierdurch wird erreicht, daß jede Borste einzeln nur mit begrenzter Kraft auf bewegungseinschränkende Strukturen wie z.B. Taschengrund einwirken kann, indem sie rechtzeitig einknickt. Die Krümmung und Härte der Borsten, die Ausbildung des Federelements und ferner die Frequenz sowie Amplitude des Handapparates werden in zweckmäßiger Weise den Erfordernissen entsprechend vorgegeben, um so Folgeschäden auf das Gebißsystem zu vermeiden. Unabhängig von der konkreten Dimensionierung der genannten Parameter werden die Borsten der Zahnbürste aufgrund von Längsschwingungen aktiv in die Zwischenräume zwischen den Zähnen geführt. Durch den Versatz der Schwingachse bezüglich der Borstenbasis wird sichergestellt, daß die Bewegung sämtlicher Borsten nicht synchron verläuft, sondern zumindest die an den Längsrändern der Borstenbasis angeordneten Borsten Längs- oder Stocherbewegungen im Gegentakt ausführen, wobei unzumutbare Vibrationen des gesamten Schädels vermieden werden.

• ■ "

Bezugszeichen

2	13	freies Ende/Koppelteu
4		Schwingachse
6		Federelement
8		Bürstenschaft
10	22	Borstenbasis
12,	26	Borsten
14	30	Abstand
16		Länge von 12
18	Teil von 8/Blattfeder
20,	Längsrand von 10
24,	Zahn
28,	Doppelpfeil
32	Zahnlücke

Claims

&rgr;- ■Patentansprüche

1. Zahnbürste, welche mittels eines insbesondere elektromotorisch betriebenen Handapparates bewegbar ist, wobei mittels des Handapparats auf die Zahnbürste vorzugsweise Schwingungen um eine Schwingachse übertragbar sind und wobei die Zahnbürste zwischen einem Handapparat zugeordneten Koppelteil und einer Borstenbasis einen Bürstenschaft aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß der Bürstenschaft derart gekröpft ausgebildet ist, daß die Schwingachse (4) einen vorgegebenen Abstand (14) zur Borstenbasis (10) aufweist.

2. Zahnbürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (14) derart vorgegeben ist, daß die Schwingachse (4) durch den Bereich der Borsten (12, 13) verläuft.

3. Zahnbürste nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (14) um einen vorgegebenen Betrag kleiner als die Länge (16) der Borsten (12) ist, wobei der Abstand (14) bevorzugt zwischen 50 und 100% der Borstenlänge (16) groß ist und insbesondere zwischen 60 und 90% der Borstenlänge (16) beträgt,

4. Zahnbürste nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Mitte bezogen auf die Längserstreckung der Borstenbasis (10) Borsten (13) angeordnet sind, deren Länge kleiner ist als die der im Bereich der Längsränder (20, 22) angeordneten Borsten (12) und/oder daß die mittleren Borsten (13) zumindest näherungsweise eine Länge aufweisen, weiche dem Abstand (14) der Schwingachse (4) zur Borstenbasis (10) entspricht.

5. Zahnbürste nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Borsten (12, 13) abgerundet ausgebildet sind.

6. Zahnbürste nach einem der Ansp'fücne 1 bis 5,'tiaduren'gekennzeichnet, daß die äußeren Borsten (12) in Büscheln angeordnet sind, welche näherungsweise oval oder rechteckförmig derart angeordnet sind, daß die großen Hauptachsen dieser Büschel im wesentlichen orthogonal zur Längsebene der Zahnbürste verlaufen.

7. Zahnbürste nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mittleren kurzen Borsten (13) in näherungsweise ovalen oder rechteckförmigen Büscheln angeordnet sind, deren große Hauptachsen im wesentlichen parallel zur Längsebene und/oder durch diese verlaufen.

8. Zahnbürste nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bürstenschaft (8) federelastisch ausgebildet ist und vorzugsweise ein Federelement (6) aufweist.

9. Zahnbürste nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (6) als Federgelenk ausgebildet ist oder daß das Federelement (6) durch einen nach Art einer Blattfeder ausgebildeten Teil (18) des Bürstenschaftes (8) gebildet ist.

10. Zahnbürste nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenbasis (10) im wesentlichen parallel zur Schwingachse (4) mit dem Abstand (14) angeordnet ist.

11. Zahnbürste nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten (12, 13) eine Eigenkrümmung oder Knick insbesondere derart aufweisen, daß die äußeren, den Längsrändern (20, 22) benachbarten Borsten (12) oder die beiden äußeren Reihen der Borsten (12) in ihren Längsebenen gekrümmt ausgebildet sind.

12. Zahnbürste nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Vergleich mit ersten Borsten (12) kürzere zweite Stützborsten (13) vorgesehen sind, wobei die zweiten Stützborsten (13) zumindest näherungsweise im Bereich einer Ebene enden, durch welche die Schwingachse (4) verläuft.

13. Zahnbürste nach einem der Anspräche *&iacgr;*&iacgr;>&idiagr;»·&iacgr;2, daSuicli gekennzeichnet, daß im Bereich der Längsränder (20, 22) eine vorgebbare Anzahl der ersten längeren Borsten (12) angeordnet ist und daß zumindest in dem Bereich der Mitte zwischen den Längsrändern (20, 22) eine Anzahl der kürzeren Stützborsten (13) vorgesehen ist.