CN101516290A - 电动牙刷和用于电动牙刷的传动装置 - Google Patents

电动牙刷和用于电动牙刷的传动装置 Download PDF

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Abstract

根据本发明的用于电动牙刷的传动装置(48)用于沿一个旋转方向定向的并且由电动机(58)提供的旋转运动传递和转化为清洁元件(40)的尤其有保护和有效的清洁运动。输出轴(30)的纵向中心轴线与传动装置(48)的驱动轴(60)的纵向中心轴线之间的距离与驱动传动装置(48)的凸轮(72)的轴(60,78)的纵向中心轴线和凸轮(72)的纵向中心轴线之间的距离的比至少为10∶1。

Description

电动牙刷和用于电动牙刷的传动装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1和23的前序部分的用于电动牙刷的传动装置,以及一种根据权利要求8和24的电动牙刷。
背景技术
作为电动牙刷已知的电动操作的牙刷目前已广为大家所熟知,该电动牙刷具有电动机,电动机用于驱动设置于牙刷上的清洁元件运动。通常,此时,在电动机提供的旋转运动被转换之后,连接到插接式刷子的清洁元件通过减速传动装置以枢转方式运动。根据清洁元件围绕分配给它的轴线执行的运动的形式,可取分为可逆的枢转、可逆的平移以及具有可逆的枢转和可逆的平移运动分量的组合运动。
例如US 3104409中公开了具有可逆的枢转的清洁元件的电动牙刷。这里所述的电动牙刷具有基体,该基体具有电动机,该电动机被接纳在输出轴中并且该电动机的旋转运动被传动装置转换成输出轴的可逆的枢转运动。杆式的插接式刷子被套插到输出轴上,并且在头侧端部区域中具有带有刷毛的清洁元件。该清洁元件与整个插接式刷子一起在电动机的馈送状态下、也就是在启动运行状态下围绕输出轴执行可逆的枢转运动,该输出轴基本平行于插接式刷子的纵向轴线延伸。
CH 688537中描述了另一种电动牙刷。此电动牙刷也具有电动机,该电动机设置于被设计成把手的基体内,并且在启动运行状态下提供旋转运动,该旋转运动被传动装置转换成输出轴的可逆的枢转运动。此时,在头部区域设置有配备刷毛的清洁元件的插接式刷子可被插接到该基体上。可在该插接式刷子中运动并且具有偏转元件的轴向延长部由于该偏转元件在该端部区域接合到承载该清洁元件的旋转盘的导向槽中,将输出轴的枢转运动转换成清洁元件的可逆的枢转运动。清洁元件的枢转轴线此时与输出轴成直角地延伸。清洁元件紧固在其上的基本被设计成圆盘形式的旋转盘的可逆的枢转运动也被指定为可逆的旋转或可逆的振荡运动。
例如EP-A-1639914中公开了一种电动牙刷,其中在启动运行状态下,设置于插接式刷子上的清洁元件执行可逆的平移往复运动。此时,整个插接式刷子借助于电动机中的驱动轴与输出侧滑块曲柄杆之间的滑块曲柄状传动装置平行于其纵向轴线进行往复运动。
US 5321865公开了一种口腔卫生装置,尤其是也公开了一种电动牙刷,该电动牙刷的设置在插接式刷子上的清洁元件在启动运行状态下执行组合运动,该组合运动由围绕基本平行于插接式刷子的纵向轴线的输出轴的可逆的枢转运动与在插接式刷子的纵向轴线的方向上的输出轴的可逆的平移往复运动组成。此情况下使用的传动装置具有两个凸轮,这两个凸轮偏心地设置在大传动装置上,并且将当电动机处于馈送状态时由电动机提供的旋转运动转换成两个运动分量,一方面是可逆的枢转,另一方面是平移往复运动,并且经由捡拾器/从动件(Abnehmer)将这两个运动分量传送给输出轴。由于两个凸轮的特定几何设计,两个运动分量以相同频率振荡,这由这两个凸轮固定地设置于其上的大传动装置预先确定。
例如GB 1134158、US 2004/0158944、FR 1341439和WO03/070122中描述了具有成一体的传动装置的电动牙刷的另外的实施例。
其中,在公报DE-A-19727018、DE-A-4228859和EP-A-1532891中将发现关于插接式刷子和清洁元件的构造的另外的细节。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于电动牙刷的输出轴或连接到该输出轴的清洁元件的传动装置和与传动装置相关联的运动过程,以及一种具有这种传动装置的电动牙刷,通过该牙刷可以以经济的方式提供清洁元件的保护牙龈的、特别高效的刷擦运动。
此目的通过如权利要求1中所保护的用于电动牙刷的传动装置以及利用如权利要求8中所保护的电动牙刷来实现。尤其优选实施例具有各从属权利要求中所列举的特征。
根据本发明的用于电动牙刷的传动装置用于将由电动机提供到驱动轴上的旋转运动传递和转化为预定用于驱动电动牙刷的可移动的清洁元件的输出轴的运动。
为此,该传动装置具有不可旋转地设置的、优选地相对于传动装置的驱动轴偏心设置的凸轮,和不可旋转地连接到该输出轴的对应捡拾器。为了使得对牙龈的损伤尽可能小并同时实现非常好的清洁作用,输出轴与连接到该输出轴的清洁元件在小的偏转的同时还执行优选地快速的运动。为了在捡拾器处或在输出轴处提供所需的低偏转,也就是说,所需的小偏转角,根据本发明,输出轴的纵向中轴线与驱动轴的纵向中轴线之间的在捡拾器的区域内的距离与驱动凸轮的轴的纵向中轴线和凸轮的纵向中轴线之间的距离的比至少为10∶1。运动的快速性例如使用这样的电动机来实现,在无负荷运行期间,电动机可实现2000转/min和12000转/min之间高转速。
因此,根据本发明的这样设计的偏心传动装置具有相对简单的结构构造,并且配备有优选地通过注塑法处理的多个结构元件,从而总体上使得可以特别经济地制造。
本发明的另一个目的是,提供电动牙刷的传动装置和与该传动装置相关联的用于连接到该传动装置的输出轴或清洁元件的运动过程,以及一种具有这种传动装置的电动牙刷,通过该电动牙刷,制造商能够更好地以更简单、简单和灵活的方式使电动机提供的在一个旋转方向上的连续枢转运动与电动牙刷的清洁元件的所希望的清洁运动相匹配。此时,优选地在所有传动装置变型中,清洁元件的运动应允许可侧向反向枢转运动和/或在输出轴的轴线上的平移往复运动。
本发明的另一个目的是提供最佳地适合于传动装置的对应结构形式的插接式刷子。这特别指的是插接式刷子或刷头与输出轴之间的用于产生最优的运动过程的有利的连接的设计。总体上,本发明经由根据本发明设计的作用链,即电动机-传动装置-输出轴-插接式机构-插接式刷子-清洁元件-刷毛,使得可实现所希望的清洁元件的运动。
此目的通过如权利要求23中所述的用于电动牙刷的传动装置实现。
在一个实施例变型中,用于将由电动机提供到其驱动轴上的沿一个旋转方向的旋转运动转换成用于驱动清洁元件的运动的据本发明的传动装置被设计成多级传动装置。其具有至少一个驱动侧的第一传动级以及至少一个输出侧的第二传动级,至少一个传动级被设计成减速级,而至少一个传动级被设计成增速级。这确保制造商可以简单和灵活的方式使多级传动装置传递的运动在转速和转矩方面一方面适合于电动机的规格,另一方面适合于清洁元件的所希望的运动特性。
在另一个实施例中,传动装置的增速级配备有凸轮和凸轮延长部,这使得可为输出轴并因而为清洁元件同时提供可逆的枢转运动分量和可逆的平移运动分量或者这两个分量的组合。通过对凸轮和凸轮延长部的几何形状和布置的适配,可生成输出轴的、因而清洁元件的多个新颖的、尤其有效的清洁运动模式。
本发明的另一个目的是提供具有传动装置的电动牙刷,在该电的牙刷中,传动装置使得可实现结构简单、低噪声且可尽可能自由地预先确定的运动传递。
此目标通过如权利要求24所示的电动牙刷来实现。
根据本发明的电动牙刷具有基体、邻接基体的颈部和头部的电动牙刷,该基体成形为把手,并且接纳电动机和传动装置,该头部与把手相对地设置在颈部上。在该头部上设置有连接到输出轴的可移动的清洁元件。传动装置具有凸轮和不可旋转地连接到输出轴的捡拾器。该凸轮优选地具有圆形的或倒圆的n边形形式的横截面,n为正奇数。
在利用滑动捡拾将凸轮的运动传递到捡拾器的情况下,由于凸轮的特定横截面形状,可实现等于、尤其高于1∶1的增速比。此外,传动装置的增速尤其简单,并且由于滑动捡拾,在启动运行状态下仅产生少量噪声。
附图说明
下文将参照附图详细描述根据本发明的传动装置的以及根据本发明的电动牙刷的一些尤其优选的实施例。特别地,在附图中,
图1示出电动牙刷的被设计成把手的基体的透视图,该基体具有成圆锥形渐细的端部区域,输出轴从该端部区域突出,图2中所示的插接式刷子可插接到该输出轴上;
图2示出具有图1中所示的基体和插接到输出轴上的插接式刷子的电动牙刷的透视图,该刷子具有配备刷毛的清洁元件;
图3示出根据本发明的电动牙刷的基体的另一实施例的透视图,该基体具有在圆锥形端部区域中设置在输出轴侧的插接接头,该插接接头使得图4中所示的插接式刷子的另一个实施例被不可旋转地接纳;
图4示出具有图3中所示的基体并且具有被插上的插接式刷子的根据本发明的电动牙刷的透视图,该刷子具有可逆的振荡的清洁元件;
图5是根据本发明的电动牙刷的内部的侧视图,该电动牙刷其中包含内部支架,该框架被接纳在图3和4中所示的基体内,并且具有驱动轴的电动机和具有输出轴的根据本发明的传动装置设置在该框架内;
图6示出具有冠齿轮的根据本发明的传动装置的增速级的透视图,凸轮设置在该冠齿轮上,凸轮被固定连接到输出轴的托架形的捡拾器触探;
图7示出图5和图6中所示的捡拾器的透视图;
图8示出具有已知几何结构和设置的凸轮的冠齿轮的透视图;
图9示出具有冠齿轮的根据本发明的传动装置的一实施例的一部分的透视图,在该冠齿轮的有齿侧面上相对于冠齿轮的旋转轴线偏心地设置有三角形的倒圆凸轮;
图10示出具有三角形凸轮的根据本发明的传动装置的另一个实施例的一部分的透视图,该凸轮相对于其的指定冠齿轮的旋转轴线同心地设置;
图11示出根据本发明的传动装置的另一实施例的透射图,该传动装置具有五边形的倒圆凸轮,该凸轮相对于其的指定冠齿轮的旋转轴线被同心地安装;
图12示出根据本发明的传动装置的增速级的另一个实施例的透视图,该传动装置具有冠齿轮,在该冠齿轮的有齿侧面上设置有凸轮和位于该凸轮上方的凸轮延长部,该凸轮和凸轮延长部都被该捡拾器触探;
图13示出图12中所示的增速级的侧视图;
图14示出图12和13中所述的冠齿轮的透视图,具有三角形倒圆凸轮和凸轮延长部,该凸轮延长部相对于该冠齿轮的旋转轴线偏心地设置在该凸轮上方,并且具有圆形剖面且相对于冠齿轮的旋转轴线偏心设置;
图15示出冠齿轮的另一实施例的透视图,具有五边形的倒圆凸轮,以及相对于冠齿轮的轴线被偏心地安装的三角形的倒圆凸轮延长部;
图16-19示出对于凸轮的各个实施例的与时间和冠齿轮的旋转角有关的输出轴的偏转的曲线图,在每种情况下在曲线图的左侧示出凸轮;
图20示出对于具有凸轮延长部的凸轮的一个实施例的输出轴的偏转的另一个曲线图,在该曲线图的旁边示出该凸轮,该凸轮用于提供具有可逆的枢转和可逆的平移运动分量的组合形式的运动;
图21示出插接式刷子的基体的实施例的透视图,其中特别示出基体的上侧;
图22示出图21中所示的插接式刷子的基体的透视图,其中特别示出基体的下侧;
图23示出具有图21和22中所示的插接式刷子的基体的插接式刷子的透视图,其中特别示出刷子的上侧;
图24示出图23中所示的插接式刷子的透视图,其中特别示出刷子的下侧;
图25示出具有配备刷毛的头部的插接式刷子的图23和24中所示的实施例的剖视图;
图26示出图4中已经示出的具有可逆的振荡的清洁元件的插接式刷子的另一个实施例的剖视图;
图27示出其中清洁元件被设置于可在颈部内运动的插接轴上的插接式刷子的另一个实施例的透视图,其中特别示出刷子的上侧;
图28示出图27中所示的插接式刷子的透视图,其中特别示出刷子的下侧;
图29示出具有静止的和可相对于颈部运动的清洁元件的插接式刷子的头部的俯视图;
图30示出插接式刷子的图29中所示的头部的局部剖视图;
图31示出插接式刷子的头部的另一个实施例的侧视图,该头部具有可相对于颈部运动的清洁元件和相对于颈部静止的清洁元件;
图32示出插接式刷子的图31中所示的头部的上侧的俯视图;
图33示出插接式刷子的另一个实施例的上侧的俯视图,该刷子具有刷毛束,该刷毛束从细长镰刀状的基本面突出,并且其的纵向范围大致在头部的纵向方向上延伸;
图34示出插接式刷子的另一个实施例的头部的上侧的俯视图该刷子具有刷毛束,该刷毛束从细长镰刀状的基本面突出,该刷毛束的纵向范围一方面大致在头部的纵向方向上延伸,并且另一方面大致在头部的横向方向上延伸;
图35-38示出具有刷毛束的不同设置的可逆的振荡清洁元件的各种实施例的俯视图;
图39-41示出具有可逆的振动的清洁元件以及具有被设置成相对于颈部静止的另外的清洁元件的插接式刷子的各种实施例的头部的上侧的俯视图;
图42示出具有单级传动装置的根据本发明电动牙刷的另一个实施例的内部的部分的透视图,该凸轮被直接不可旋转地紧固在电动机的驱动轴上;
图43示出根据本发明的电动牙刷的图42中所示的内部的侧视图;
图44示出根据本发明的电动牙刷的图42和43中所示的内部的透视图,其中未示出内部支架;
图45-48示出用于根据本发明的电动牙刷的图42-44中所示的实施例的传动装置的另一个捡拾器的各种视图;
图49a和49b分别示出基本为圆柱形的冠状凸轮的透视图和侧视图,该凸轮将相对于电动机的驱动轴偏心地设置;
图50示出具有倒圆的、基本为三角形的横截面形状的凸轮的另一个实施例的透视图;
图51示出在使用图49中所示的圆柱形凸轮的驱动轴的一圈旋转期间的输出轴的偏转角对驱动轴的旋转角的相关性的曲线图;
图52示出对于具有基本为三角形的、倒圆的横截面的图50中所示的凸轮,输出轴的偏转角与驱动轴的旋转角之间的函数关系的曲线图;
图53示出根据本发明的电动牙刷的另一个实施例的内部的透视图,其中驱动轴和输出轴相对于彼此倾斜;
图54示出图53中所示的内部的另一个透视图;
图55示出图53和54中所示的内部的另一透视图,其中未示出内部支架;并且
图56示出图53-55中所示的内部的侧视图,其中未示出内部支架。
具体实施方式
图1-4示出根据本发明的电动牙刷12的基体10,例如图2和图4中所示的插接式刷子14可被插接到该基体10上。基体10具有基本为圆柱形的外部轮廓,并且形成电动牙刷12的把手16。基体10沿其纵向轴线在其下端区域具有放置部分18、邻接该放置部分的操作部分20和邻接操作部分20的插接部分22,该插接部分设置在与该放置部分18相对的端部区域内。
放置部分18用于确保电动牙刷12牢固地竖立在固定基座例如装载台或基座台上。放置部分18包括在图1-4中未示出的底部,例如可以设计成平的,具有用于被接纳在装载台或基座台中的直立形状,或者具有其它功能的形状。
操作部分20大致在基部10的总长度的三分之二上延伸,并且当使用电动牙刷12时,该操作部分20基本被使用者的手的内表面包围。操作部分20在上侧具有外部可接近的由软弹性材料形成的调整元件26,该调整元件26用于控制电动牙刷12的运行状态,例如用于开通和关断、连续或断续地调整运行状态或运行速度等。在操作部分20中,用于防止当使用电动牙刷12时使用者的手滑落的软弹性的附着元件28设置在另外由硬质材料制成的表面上。在图1-4中所示的基部10的实施例中,操作部分20优选地在插接部分22的方向上连续地逐渐变细。
插接部分22用于将插接式刷子14机械地联接到电动牙刷12的基体10上。插接部分22在图1所示的基体10的实施例中包括输出轴30的端部区域,在图3所示的实施例中还包括接头32,用于不可旋转地接纳插接式刷子14。
插接式刷子14具有颈部34,该颈部34的自由端部区域被预定为套插到在基部10上形成的插接部分22上。颈部34作为杆状延长部具有倒圆的横截面,其小于基体10的横截面。在插接式刷子14的图4所示的实施例中,可从外部接近的调整元件36安装到颈部34的上侧24上。调整元件36用于选择清洁元件40的枢转范围,该清洁元件被可运动地、在此实施例中尤其可逆的旋转地设置在插接式刷子14的头部38上。
头部38形成插接式刷子14的自由端部区域,该区域邻接颈部34并且通常相对于颈部34扩宽。头部38用于接纳或支承清洁元件40,在图2和4所示的实施例中,该清洁元件在上侧24具有刷毛42或多束刷毛42。此外,在图2和图4中未示出的与上侧24相对的下侧44上,头部34可例如配备优选地由软质材料制成的舌头清洁器。
在如图2所示的根据本发明的电动牙刷12的实施例中,清洁元件40固定地设置在插接式刷子14上,并且在电动牙刷12的启动运行状态下,与整个插接式刷子14一起进行由输出轴30传送的可逆的枢转运动。在图4所示的根据本发明的电动牙刷的实施例中,清洁元件可相对于头部38和颈部34枢转地被支承。在电动牙刷12的启动运行状态下,清洁元件围绕与颈部34的纵向轴线接近成直角的轴线进行可逆的枢转运动。尽管图2和图4中所示的根据本发明的电动牙刷12的实施例的清洁元件40的所实现的运动过程彼此不同,但是这两个运动过程都是基于输出轴30的可逆的枢转运动。
在电动牙刷12的基部10内设置有所谓的内部支架46。在图5中在电动牙刷12的内部的一部分的侧视图中示出内部支架46。所示的部分从输出轴30的最外侧的插接式刷子侧的端部大约一直延伸到操作部分20的纵向中心。根据本发明的传动装置48、一驱动单元50和一控制单元52设置在内部支架46上,该驱动单元和控制单元在图5中仅部分可见。
控制单元52被部分位于上侧地设置在内部支架46上,并且包括带有设置在其上的构件的电路板54,和用于接通和断开电动牙刷12的启动运行状态的开关元件56。开关元件56设计成与可从外部接近地设置在基体10上的操作元件26相对应。操作元件26优选地由软弹性材料成形,并且当操作时使得可在开关元件56上施加操作力。
驱动单元50包括图5中未示出的一个或多个电池的或蓄电池形式的能量存储器,或总是与电动机58电连接的电网连接件。电动机58在与其相配的驱动轴60上提供在一个旋转方向上360°的连续旋转运动。
在没有由交替清洁作用加载时,电动机的转速在连接传动装置48和已套插插接式刷子14的情况下达到在1000转每分钟(转/min)到15000转/min之间,优选地在3000转/min到8000转/min之间或8000转/min到12000转/min之间。通过使用具有所述高转速的电机,可使得这些清洁元件40相应地高速运动,实现高度清洁作用。供给电动机58的运行电压为1.3V至3V,在上文限定的无负载运行中的电流通量在300mA至1500mA之间,优选地400mA至1200mA。
在内部支架46上,根据本发明的传动装置48在输出侧与驱动单元50邻接。传动装置48将电动机58在驱动轴60上提供的基本上连续的旋转运动转换成输出轴30的可逆的运动。这里通过下文详细描述的根据本发明的传动装置48提供到输出轴30上的运动可以是围绕输出轴30的纵向中心线的可逆的枢转的运动、在输出轴30的方向上的可逆的平移往复运动,或者由可逆的枢转和可逆的平移运动分量组成的组合运动。
为了密封设置在内部支架46上的构件48、50、52、54、56和58,以避免液体和固体进入基体10,在内部支架46上在输出轴侧形成一密封凹槽62,将密封O型环64或唇口密封件装入所述密封凹槽。同样在内部支架46上形成的接头32与整个内部支架46相同使用稳定的硬质材料制成,并且在下侧具有插接式刷子凹口66。此插接式刷子凹口66与稍后描述的插接式刷子14上的元件共同作用,并且防止不希望地从基体10取下插接式刷子14。此外,链接件32具有基本平行于输出轴30的边缘,以便如上所述确保插接式刷子14被不可旋转地设置在基体10上。
为了将输出轴30支承在内部支架46上,内部支架46在输出轴侧配备有一在附图中未示出的对应的轴凹部。这里这样来选择轴凹部的直径,即,使得输出轴30可在轴凹部中自由地进行平移和/或旋转运动,但是又基本上避免液体和固体进入。
除了在图5中可见的不可旋转地设置在电动机58的驱动轴60上的驱动齿轮68之外,传动装置48还包括一尤其可在图6中清楚地看到的具有设置在其有齿的侧面上的凸轮72的冠齿轮70和一特别是在图7中示出并且与凸轮72相互作用的捡拾器74。输出轴30不可旋转地设置在捡拾器74上。输出轴30又可旋转地并且必要时还可移动地支承在一在图6中可见的输出轴套管75中。通过将输出轴套管75紧固在内部支架46上,除了具有所希望的枢转自由度以及必要时还具有希望的运动自由度之外,捡拾器74相对于内部支架46的位置被固定。输出轴套管75因此用于支承输出轴30。
直齿驱动齿轮68与冠齿轮70的为了简单起见未示出的齿啮合,并且由于驱动齿轮68相对于冠齿轮70较少的齿数而形成一减速(stepdown)级76。减速级76是冠齿轮传动装置形式的传动装置48的第一传动级。减速比为0.2至0.9,优选地0.4至0.6,也就是说,冠齿轮70的转速相对于电机转速减小所述减速比的量,并且转矩相应地增加。这里,驱动齿轮68的驱动轴60至少接近与支承在内部支架46中的冠齿轮轴78(见图6)成直角。当然,还可实现其它减速比或减速系统,并且在任何情况下都将另外的传动级设计成减速级76。
在图5所示的实施例中,驱动轴60平行于输出轴30但不与输出轴30同轴地定位。为了相对于基体14倾斜地设置插接式刷子14,驱动轴60和输出轴30也必须形成相同角度。出于人体工程原因,优选地为小于20°、优选地在3°和10°之间的角度。在图53-56所示的设计变型中,相对于图5中所示的变型修改了内部支架46,从而输出轴30、输出轴套管75和捡拾器74与驱动轴60成所述角度。此时,也如同在图6所示的实施例中,驱动齿轮68的驱动轴60同样接近与支承在内部支架46中的冠齿轮轴78成直角定向。
如果可选择地需要与输出轴30同轴地定向驱动轴60,则可作为与冠齿轮70分离的构件制造凸轮72。驱动轴60和输出轴30从而可通过对应的支承件被定位在同一直线上。为此,捡拾器74必须被设置成可例如围绕其纵向轴线旋转180°,并且可设有对应的凹部,不可旋转地设置在冠齿轮70上的凸轮72可以以足够的间隙穿过该凹部。
凸轮72在冠齿轮70的有齿侧面上固定地一体形成,或者可作为附加的部分固定连接到冠齿轮70上。因此,冠齿轮70旋转一整圈360°也导致凸轮72旋转一整圈。如图8-11中作为示例示出的,凸轮72形状和相对于冠齿轮70的轴的布置上可设计成不同的。在其各种实施例中,凸轮72在每种情况下都具有至少一个弯曲壁80,该壁基本平行于冠齿轮轴78延伸,并且与冠齿轮70的有齿的侧面成直角。
如图6中所示,捡拾器74托架状地包围凸轮72并且利用两个倒圆的以固定的距离平行地相对的触探边缘82以滑动地触探凸轮72的弯曲壁80。由于触探边缘82之间的固定距离以及凸轮72的非圆形的横截面,或者必要时凸轮72的相对于冠齿轮轴78的偏心设置,捡拾器74与不可旋转地连接的输出轴30一起围绕它们的纵向中心线在一小于360°的角范围内可逆地枢转。由于捡拾器74的枢转运动以及因此导致的触探边缘82与冠齿轮70之间的不同距离,有利的是,在冠齿轮轴78的方向上将凸轮72设计成略呈冠状或桶状。结果,捡拾器74的枢转运动以及触探边缘82之间的投影到平行于冠齿轮70的有齿侧面的平面上的距离的减小被补偿。在具有小偏转的枢转运动的情况下,这种情况可以忽略。
在捡拾器74的区域内,输出轴30的纵向中轴线与驱动轴60的纵向中轴线之间的距离与驱动凸轮72的冠齿轮轴78的纵向中心轴线与设置在冠齿轮70上的凸轮72的纵向中心轴线之间的距离的比(即,凸轮72的偏心度)等于至少10∶1。
由于或者如在图2所示的电动牙刷12的实施例中那样,清洁元件40固定地设置在插接式刷子14上并且插接式刷子14不可旋转地直接套插到输出轴30上,或者如在图4所示的电动牙刷12的实施例中那样,清洁元件40经由具有偏转元件的插接轴间接与输出轴30连接,所以输出轴30的可逆的枢转运动被传递到清洁元件40。
输出轴30本身在其整个长度上具有接近恒定的直径,该直径在2mm和6mm之间,优选地在2.5mm和4mm之间。在插接式刷子侧,输出轴30在其端部区域在两侧具有扁平部84。扁平部84的作用是与插接式刷子14或插接轴的相应的对应面共同作用传递力矩。当然,输出轴30还可仅配备一个扁平部84。输出轴30的剩余横截面在扁平部84的区域中为0.5mm至3.5mm,优选地为1.5mm至2.5mm。扁平部84沿输出轴30的长度在8mm和14mm之间,优选地在10mm和12mm之间。
在从输出轴30的扁平横截面到其的完整圆形横截面的过渡处,形成接近为平面的肩部86。该肩部与输出轴30的纵向中心线形成30°至60°、优选地40°至50°的角度。肩部86的起点成从基体10的插接部分一侧的端面87(不具有接头32)其测量定位大约在15mm至22mm,优选地17.5mm至19.5mm处。
在输出轴30上在捡拾器74的方向上在扁平部84之后为如图5所示的一个凹口88或如图6所示的两个相对设置的凹口88。凹口88实现了对插接式刷子14或插接轴沿轴向方向的保持,从而防止插接式刷子14发生不希望的移除或不受控制的滑落。
凹口88设置成与端面87相距大约12mm至20mm、优选地15mm至17mm的距离。凹口88优选地具有0.2mm至0.8mm、优选地0.35mm至0.65mm的深度。凹口88的底部具有大约0.3mm至1.5mm、优选地0.7mm至1.1mm的宽度。
输出轴30在插接式刷子侧在其端部区域内为倒圆的,以便减少伤害危险并且在套插插接式刷子14时使得安装操作更容易。
输出轴30优选地由金属例如不锈钢制成,并且从端面25测量具有25mm至35mm、优选地28mm至32mm的自由长度。
在所有颈部34随同运动的插接式刷子14中,在端面87与插接式刷子14的颈部侧端部之间存在自由间距,以便避免插接式刷子14与基体10之间的接触和由此避免摩擦损耗。此间距为0.2mm至0.8mm,优选地为0.4mm至0.6mm。
下文参照图8-11描述在其上设置有凸轮72的冠齿轮70的各种实施例。在这些附图中,为了清楚起见也没有示出冠齿轮70的齿而用环示意性地示出。在每种情况下,在凸轮72上与冠齿轮70的有齿侧面相对地分别形成圆柱形冠齿轮套管90。所述冠齿轮套管用于相对于内部支架46沿冠齿轮轴78支承冠齿轮70。
图8示出凸轮72的实施例。此凸轮72具有圆形至略微椭圆形的横截面(主顶点与副顶点的比率为1.01∶1至1.1∶1、优选地为1.03∶1至1.07∶1),并且相对于冠齿轮套管90和冠齿轮轴78(未示出)偏心地设置。具有冠齿轮70的旋转轴线的作用的冠齿轮轴78与凸轮72的中心轴线之间的距离为0.5mm至3.0mm、优选地为1.5mm至2.5mm。
图9-11示出凸轮72的根据本发明的实施例。在每一情况下,凸轮72的横截面具有在所有边被倒圆的n边形的形式,其中n为正奇数。因此,图9和10示出具有基本为三角形的横截面的凸轮,图11示出具有基本为五边形的横截面的凸轮。
凸轮72的弯曲壁80此时总是被倒圆,并且还包含相应n边形的拐角,以便使得可通过拾取器74的触探边缘82进行滑动触探。拐角的倒圆半径对于三角形横截面为1.32mm,对于五边形横截面为0.5mm。侧边的倒圆半径对于三角形横截面为7.27mm,并且对于五边形横截面为14.44mm。一般来说有,即拐角的倒圆半径随着n的增加而减小、也就是接近0,并且侧边的倒圆半径随着n的增加而增加。
由于触探边缘82彼此相距固定的距离,凸轮72的横截面形状必须被相应地构造,并且尤其具有外接圆。凸轮的横截面优选地被设计成倒圆的正n边形。凸轮72的弯曲壁80此时分别这样成形,使得由弯曲壁80限定的并且在凸轮72的横截面平面上通过其横截面形状的中心点延伸的每个横截面长度(截线长度)具有大致相等的长度。
基本表现为n边形的凸轮72既可以相对于冠齿轮轴78偏心地设置,也可以如图10和11所示相对于冠齿轮轴78同心地设置。对于凸轮72的n边横截面形状,在冠齿轮70旋转一整圈360°时,实现捡拾器74以及与该捡拾器74连接的输出轴30的n次可逆枢转。
在n边的凸轮72的偏心设置时,在捡拾器的“大的”可逆枢转上叠加有另外n个“较小的”枢转。由于凸轮72的偏心设置,例如,可在具有“大的”枢转范围的主要基本枢转上叠加有多个“较小的”枢转运动。在这种情况下,输出轴30由于凸轮72的偏心设置而在冠齿轮70每旋转一圈时正好枢转一次,由于凸轮72的n边形构造而枢转n次。下文结合图19详细描述此设置。
对于n>1,也就是说,对于具有3、5、7边形的横截面形状的凸轮72,凸轮72与捡拾器74的组合形成无齿轮的增速级92的形式的输出侧的第二传动级(见例如图6)。相应的增速比3、5、7等可导致捡拾器74的枢转频率相对于冠齿轮70的转速提高上述这些增速比的量。根据凸轮72的特定横截面形状,捡拾器74的偏转整体上(或总共)导致捡拾器74的或与捡拾器74连接的输出轴30在其最大偏转位置之间的在1°至23°之间,优选地在3°至15°之间,尤其优选地在大约5°至12°之间的最大偏转,(也就是说,在外侧的最左侧到外侧的最右侧的运动时的总偏转角)。这当然还可设定另外的增速比,或者前置、并行或后置另外的增速级92或减速级76。
第二传动级优选安置在电动牙刷12的基体10内。但是,当然还可想到将两个传动级中的至少一个设置在插接式刷子14中。
利用凸轮72和捡拾器14的该特殊实施例当然仅是示例性的,并且这里未示出的其它装置也可使用,以便实现至少第二增速传动级。但是,优选地,此第二传动级没有利用齿部实现,而是利用曲面或凸轮和对应形状的捡拾器实现。
下文结合图16-19详细描述分别利用凸轮72的特定设计在输出轴30上引起的可逆枢转运动。图12以与图6相似的视图示出由冠齿轮、凸轮72、捡拾器74和与其连接的输出轴30构成的结构单元。但是,与迄今所述的实施例相反,在这种情况下,图8-11中所示的冠齿轮套管90被凸轮延长部94取代。此凸轮延长部94通过捡拾器74中的触探凹部96。触探凹部96具有由一触探壁98限定的倒圆的横截面,在该横截面中凸轮延长部94可绕冠齿轮轴78进行尽可能低摩擦的旋转运动,同时可实现捡拾器74围绕输出轴30的枢转运动。
在图12和13中所示的实施例中,凸轮延长部94具有圆形至略微椭圆形的横截面(主顶点与副顶点的比率为1.01∶1至1.08∶1、优选地为1.02∶1至1.05∶1),并且相对于冠齿轮轴78偏心地设置。从起到旋转轴线的作用的冠齿轮轴78到凸轮延长部94的中心轴线的距离在0.1 mm至1.5mm之间,优选地在0.2mm至0.8mm之间。因此,在冠齿轮70旋转一圈期间,捡拾器74不仅围绕输出轴30枢转,而且由于凸轮延长部94接合到触探凹部96中,还同时在输出轴30的方向上可逆平移地往复移动。下文将结合附图20详细地描述运动形式。
图13再次以侧视图示出图12中所示的配置,并且尤其在此视图中,可清楚地看到凸轮延长部94通过触探凹部96。图14中再次分离地和放大地示出在此布置中使用的冠齿轮70,该冠齿轮70带有同心地设置的、基本为三角形的倒圆凸轮72以及被安置在凸轮72上方、具有基本为椭圆形的横截面并且相对于冠齿轮轴78偏心地设置的凸轮延长部94。
迄今为止描述的凸轮72的在其横截面形状和相对于冠齿轮轴78的部置方面的所有特征也可转用到凸轮延长部94上。这具体地意味着,凸轮延长部94也可具有倒圆的、基本为n边形的横截面,n为正奇数,并且对于n>1,实现形成另一个无齿轮的增速级100。特别地,此时,凸轮延长部94既可以相对于冠齿轮轴78偏心地也可以同心地或同轴地设置。此外,凸轮延长部94的成形为使得每个在两侧由其外壁限定的并且在凸轮延长部94的横截面平面中延伸通过其横截面形状的中心点的横截面长度至少是接近等长的。
图15中示出具有三角形的倒圆横截面的凸轮延长部94的一个示例,所述凸轮延长部相对于冠齿轮轴78偏心地设置。这里,凸轮延长部94与冠齿轮70上的五边形的倒圆凸轮72相结合。凸轮72这里相对于冠齿轮轴78同心或同轴地设置。下文结合图20说明由此在输出轴30上能够产生的运动模式。
这里应指出,当然还可使图14和15中所示的凸轮72的实施例设计成圆柱形,并且使它们相对于冠齿轮70同心地设置。在这种情况下,输出轴30仅可逆地往复平移移动,而不能另外进行可逆的枢转。圆柱形的、同心设置的凸轮72沿侧向使捡拾器74稳定,并且防止进行枢转运动。在相反情况下,如果仅实现可逆枢转运动,则凸轮延长部94成形为圆柱形和同心的,在输出轴30的方向上使捡拾器74稳定,防止进行平移运动。
由凸轮延长部94的旋转导致的可逆的往复平移运动使得输出轴30在其纵向方向上进行0.5mm至2mm、优选地0.5mm至1.5mm的位移。清洁元件40的平移运动分量可例如在如图2所示的根据本发明的电动牙刷12的实施例中实现。但是,此时,必须注意确保在这一情况下必须采取合适的安全措施,以便使用者的身体部位或皮肤区域不会被从基体10升高的插接式刷子14夹住。这种安全措施例如是在基体10的插接部分22的端部区域与插接式刷子14的颈部34的自由端区域之间插入波纹状软管,或者由软弹性材料制成的类似部件,这可使得由于插接式刷子14的平移导致的间隙最小。另一个安全措施是使得插接式刷子14终止于基体10内部,从而防止夹伤的危险。
现在,参照图16-20来说明可利用分别在左侧示出的、由冠齿轮70、凸轮72和冠齿轴套管90或凸轮延长部94构成的单元实现的运动模式。在图16-19的曲线图中,纵坐标分别代表在输出轴30枢转期间的偏转角
Figure A20078003608800231
在输出轴30可逆平移移动时,该可逆平移移动可例如由于分别示出的具有相配的冠齿轴套管90的凸轮72的位置变换而发生,纵坐标同样代表偏转长度s。在横坐标上分别标注出冠齿轮70(或驱动轴60)的旋转时间t或相应的旋转角θ。分别针对冠齿轮70的一整圈旋转(旋转角θ=0...2π或0...360°)示出偏转角
当使用相对于冠齿轮轴78偏心地安装的具有椭圆形横截面的凸轮72时,在冠齿轮70的旋转时获得偏转角
Figure A20078003608800233
的正弦函数(图16)。在此具体实例中,没有通过第二传动级实现增速级92,而是仅实现到输出轴30的可逆枢转运动的偏转。曲线的精确起始位置依赖于冠齿轮70相对于捡拾器74的位置,但是曲线形状本身保持不变。
当具有基本为三角形的倒圆横截面并且相对于冠齿轮轴78居中设置的凸轮72被使用时,在冠齿轮70旋转一圈期间,获得增速比为3,这在图1 7的曲线图中用具有三个偏转周期的正弦函数表示。如果凸轮72附近地相对于冠齿轮轴78偏心设置,则这三个连续的振荡周期可附加地用如例如图16中所示在冠齿轮70的一圈之内的具有一个周期的正弦偏转修改。这两个正弦分量之间的相位关系此时取决于凸轮72的拐角相对于冠齿轮轴78的精确位置(还见图19)。
在图18的曲线图中,对于相对于冠齿轮轴78同心设置的基本为五边形的凸轮82,与冠齿轮70的旋转角θ以及的时间相关联地示出输出轴30的偏转角
Figure A20078003608800241
在这种情况下,在冠齿轮70旋转一圈期间,偏转角通过五个正弦周期。因此,增速比为5。
图19示出相对于冠齿轮轴78偏心安装的基本为三角形的凸轮72的对于已经结合图17提及的情况的运动模式。此时,凸轮72沿一角平分线从凸轮横截面的圆周(外接圆)的中心点朝一个拐角的方向移动。因此,通过图16和17中所示的函数相关性的叠加而产生偏转角与冠齿轮70(或驱动轴60)的旋转角θ的函数相关性。这种函数曲线导致输出轴30进行抖动式偏转。通过合适地选择凸轮横截面的拐角的数量n以及凸轮72相对于冠齿轮轴78的具体位置,可通过叠加两个正弦振荡生成多个偏转模式。
图20示出在凸轮延长部94的额外影响下的输出轴30的运动模式。此时,如在前述运动曲线中一样,在纵坐标上绘制输出轴30的偏转角此时,横坐标代表输出轴30的偏转长度s。在这种情况下,还示出对于冠齿轮70经过2π(360°)的一整圈旋转的运动模式。
类似于图17的视图,可逆枢转运动分量导致在冠齿轮旋转一圈内的三个周期的偏转角
Figure A20078003608800245
的正弦变化。同时,具有与图16中所示的凸轮72相同的横截面几何形状和布置的凸轮延长部94导致沿输出轴30的可逆往复平移。由于频率比,在此曲线图中,工作点首先在前进运动期间通过偏转角的1.5个偏转周期,并且相对于横坐标镜像对称地在返回运动期间通过剩余的1.5个周期。因此,在选择的图20的图示中,获得具有三个接近为椭圆形的曲线单元的闭合曲线。在这种情况下,也通过改变凸轮72以及凸轮延长部94的横截面并且还通过选择凸轮72或凸轮延长部94相对于冠齿轮轴78的各种定位,来实现多种运动模式。
下面的表中作为示例列出了与凸轮72或凸轮延长部74的位置和横截面形状有关的一些形式的运动。
输出轴30的运动形式   凸轮72:横截面形状,相对于冠齿轮轴78的位置   凸轮延长部94:横截面形状,相对于冠齿轮轴78的位置
 枢转(单次)   椭圆形,偏心   椭圆形,同心
 枢转n次   n边形,同心   椭圆形,同心
 平移往复移动(单次)   椭圆形,同心   椭圆形,偏心
 平移往复移动n次   椭圆形,同心   n边形,同心
 枢转(单次),并叠加有n次枢转 n边形,偏心 椭圆形,同心
 往复平移运动(单次)并叠加有n次往复平移运动 椭圆形,同心 n边形,偏心
 枢转n次,并具有往复平移运动(单次) n边形,同心 椭圆形,偏心
 枢转n次,并具有往复平移运动n次 n边形,同心 n边形,同心
 叠加有n次枢转的枢转(单次),并具有往复平移运动(单次) n边形,偏心 椭圆形,偏心
 叠加有n次枢转的枢转(单次),和具有叠加有n次往复平移运动的往复平移运动(单次) n边形,偏心 n边形,偏心
在上表中,“单次”指的是对于冠齿轮70的每一整圈旋转,偏转角
Figure A20078003608800251
正好通过一个完整的枢转周期。如上文已经说明的,变量n将用正奇数例如3、5、7、9等替代。从上表中可清楚地看到,多个枢转运动和往复运动可导致输出轴30和连接到输出轴30的清洁元件40实现复杂的运动模式。可对其进行调整,以便实现对牙齿以及牙缝进行最优的清洁,并且还可利用相应的按摩运动改善牙龈中的血液流动。利用清洁自动机械进行的高强度测试已经表面,具有较小偏转的高频运动尤其在齿间区域中实现了最好的清洁效果。此时,尤其上述叠加的运动模式已得到验证。尤其可利用上述方法对手动牙刷所使用的所谓低频方法(bass method)的运动模式进行完善。
可移动的清洁元件40的枢转运动以3000转/min至15000转/min之间的、优选地8000转/min至12000转/min之间、尤其优选地在8000转/min至10000转/min之间的频率实现。清洁元件40的往复平移运动以1000转/min至12000转/min之间的、优选地2000转/min至4000转/min之间或者在8000转/min至12000转/min之间的频率实现。
输出轴30的所有上述运动特别是可传递至图21-25和27-31中的插接式刷子14。图26中所示的插接式刷子14尤其适合于输出轴30的可逆枢转运动,而没有叠加输出轴30的平移往复运动。
对于所有的所述传动装置48的实施例应指出,驱动齿轮68和冠齿轮70的齿之间的间隙、凸轮72与触探边缘82之间以及凸轮延长部94与触探壁98之间的间隙保持尽量小,以保持系统中的撞击以及在基体10之外的噪声尽量低。另外,相互接合或者相互贴靠滑动的元件可设有润滑剂例如硅脂,以便减小可能的摩擦效应。同样,可使通常由硬质材料制成的传动装置48的构件完全或者在特定的接触或支承部位备缓冲塑料,以便实现尽可能均匀和低噪声的运动转换。此外,例如,输出轴30和驱动轴60可以设计成多件式的,各个部分通过由缓冲塑料制成的联接元件相互连接。由于由此可能出现的轴的扭转运动,可实现运动平滑的启动,并且减小由于突然运动而造成伤害的危险。这种“软支承”还可一这样构造成使得在输出轴30中不具有中断,即,例如,捡拾器74与输出轴30之间的连接设计得较软,即,在两个元件74、30之间施加一软层。为了减少噪声,还可设计用于对经由输出轴30的振动传递进行缓冲的相应的支承件。
同样,例如可以用软质弹性层覆盖触探边缘82或触探壁98,或者由略软的材料制造整个捡拾器74。此外,为了减少噪声,可用隔音材料填充基体内部中存在的空腔或共鸣腔。
下文参照另外的附图详细描述插接式刷子14的各种实施例,以及头部38和清洁元件40和设置在它们之上的刷毛42的构造。这些清洁元件40尤其适合于与上述运动模式相结合,并且加强它们的作用。
图21示出插接式刷子104的由硬质材料制成的插接式刷子基体102,该插接式刷子104例如可套插到图1中所示的基体10上,并且可执行可逆枢转运动。插接式刷子基体102优选地通过注塑技术制造。所述插接式刷子基体使得插接式刷子104具有基本稳定性并用作刷子104的主干。在插接式刷子基体102的颈侧的端部区域中可看到轴插孔106的孔104,输出轴30的扁平端部区域可导入所述孔。轴插孔106具有在附图中未示出的两个插孔扁平部,其设计成与输出轴30的扁平部84相对应,并且通过它们的共同作用确保了从输出轴30向插接式刷子14传输力矩。
在此图中还可看到,在端部区域侧在孔104之前设置一圆柱形的保持凹部107。保持凹部107用于使插接式刷子14可套插到相应的保持器上以便存放在一基座中。保持凹部107占据了颈部横截面的主要部分,并且其纵向侧深度小于10mm,优选地小于5mm。轴插孔106和保持凹部107优选相互同轴设置。保持凹部107还可完成一第二功能:由于相应的构造,可形成也可套插到图3和4中所示的基体10上的可枢转的插接式刷子14。在这种情况下,插接式刷子14的围绕保持凹部107的外部护套裙缘式地围绕接头32。可与插接式刷子14一起用于往返运动和枢转运动的基体10优选地仅装备有用于提供该枢转运动的传动装置48。这里,附加叠加的平移运动分量看上去不太合理。
此外,在插接式刷子基体102上在头部侧的端部区域和颈部侧部分中都形成由硬质材料构成的支承短柱108。这些支承短柱108具有各种不同的作用:在随后的用于注射软弹性材料的注塑方法步骤中支承在注塑模具中,在加标签(文字)期间支承插接式刷子基体102,以及必要时以其在插接式刷子14的表面上可见的表面构成可在其上例如利用热压、喷墨或填充方法来刻印字母的合适区域。
插接式刷子基体102在头部侧已经设有刷毛接纳孔110。此外,在图21中所示的上侧和图22中所示的下侧44上分别设有排气孔112。在上侧24上和在下侧44上在轴插孔侧上形成的通风孔112在注塑方法中用于支承用于形成轴插孔106的型芯。在随后的注塑方法步骤中,插接式刷子基体102中的上侧通风孔112被软弹性材料覆盖。剩余的下侧通风孔112没有用软弹性材料覆盖,并且用于在输出轴30的引入期间排气,以及利用液体冲洗轴插孔106以进行清洁。
在图22中,在两个下侧支承短柱108之间在插接式刷子基体102的颈侧的端部区域中可看到一基本上为U形的凹部113。U形凹部113包围在其上一体地形成卡扣凸块的舌状弹簧元件114,所述卡扣凸块与输出轴30上的凹口88配合,以将插接式刷子14保持在电动牙刷12的基体10上。
图23和24分别示出,在覆盖注塑软弹性材料之后,图21或22中所示的插接式刷子的基体102的上侧24或下侧44。用软弹性材料包围注射的插接式刷子基体102随后在头部区域中例如利用传统的装毛方法装配刷毛42。插接式刷子14优选地用多种塑料材料制造。此时,优选分别使用硬质和软质材料。不同的塑料相互粘附。在插接式刷子14中组合使用硬质和软质材料的情况下,可使得插接式刷子14具有一定的柔性。该柔性可通过组合各种不同层厚度和形状来良好地调整。此外,利用软质材料可以在插接式刷子14的外表面上形成有助于从基体10上拉下插接式刷子14的(凸凹)结构,该结构提供了用于人手的手指的保持结构。
为了在软弹性材料的注塑期间以及在装刷毛过程期间支承头部38,在刷头部38的下侧44上形成支承面108,该支承面在装刷毛期间固定并支承该刷头部38。
图25中示出完成的插接式刷头14的剖视图。在此剖视图中,用于制造插接式刷子的基体102的硬质材料用与在第二方法步骤中注射的软弹性材料不同的阴影线示出。在此图中还可尤其清楚地看到轴插孔106和未被覆盖的通风孔112。
在图25中还可清楚地看到弹簧元件114,该弹簧元件114在一侧在插接式刷子14上形成,从而使得插接式刷子14可围绕其纵向轴线沿两个不同的定向套插到基体10上。弹簧元件114被软弹性材料部分地围绕。通过改变弹簧元件114的硬质材料的厚度、卡扣凸块的尺寸以及围绕的软弹性材料的厚度,可精确地调整用于将插接式刷子14从输出轴30上拉下的拉下重量(力)。拉下重量在2kg至5kg之间,优选地在3.5kg至4.5kg之间。弹簧元件114由于其的弹簧弹性特性而必须在移除用于形成轴插孔106的型芯期间在第一注塑方法步骤中已经弹性地移动。这种弹簧元件114的构型也可用于如图26中所示的振荡刷子。
图25中所示的插接式刷子在下侧44上还可在头部38上附加地配备舌形清洁器的形式的橡胶弹性的清洁结构,该结构未示出。为此,优选地由软弹性材料形成刮片边缘,所述刮片边缘可在移动期间移除舌形件上的斑块和污物。可使用同样的软弹性材料以在刷毛区域中形成软弹性按摩元件,优选地为弹性清洁片或清洁结构。由软弹性材料构成的刮片边缘优选地横向于刷头部的规定的移动方向。如果例如刷头部执行可逆枢转运动,则刮片边缘优选地基本沿插接式刷子14的纵向方向定向。如果例如刷头部沿轴向方向执行平移往复运动,则刮片边缘优选地相对于纵向轴线基本沿横向被定向,也就是基本与插接式刷子14的纵向轴线成直角。清洁结构还可由硬质材料形成,此时清洁结构当然不是橡胶弹性的。
图26是已经在图4中示出的插接式刷子14的实施例的剖视图。插接式刷子14的此实施例使得清洁元件40可进行可逆旋转或可逆往返运动。在此视图中,特别可清楚地看到能够套插到输出轴30上并具有偏转元件118的插接轴116。还可看到其位置确定插接轴116在颈部34中的相对位置并从而确定清洁元件40的枢转角的调整元件36。在此实施例中,清洁元件40具有盘状刷毛载体120,并且在制造期间利用使用金属锚的传统装毛方法、AFT(无锚栽绒法)或IMT(模内栽绒法)装配刷毛42。
刷毛载体120固定在一旋转盘122上,该旋转盘122经由同心地固定在旋转盘122中的旋转盘轴124可枢转地支承在插接式刷子的基体102上。旋转盘轴124基本与插接轴116的或输出轴130的纵向长度成直角地延伸。旋转盘122具有槽126,偏转元件118接合到该槽126中。通过改变插接轴116在颈部34中的位置一如上所述可利用调整元件36实现,影响偏转元件在旋转盘中的径向接合位置,从而可在旋转盘122的并因而在清洁元件40的一较大枢转角和较小枢转角之间进行选择。
此时,枢转角小于35°,优选地小于30°。另外的关于插接式刷子14的此实施例的内部设置可例如从CH 688537得出。
图27和28中示出具有可枢转清洁元件40的插接式刷子14的另一个实施例。与其中整个插接式刷子14连同清洁元件40一起枢转的图2和21-25所示的实施例相反,插接式刷子的基体102以类似于图26中所示的实施例的方式固定套插在基体10上,并且不可枢转。清洁元件40与一轴延长部128固定连接。轴延长部128又可枢转地支承在插接式刷子的基体102中。当此插接式刷子14套插到基体10上时,与插接轴116相类似(见图26),轴延长部128与输出轴30连接。由于与轴延长部128的相应接纳侧面相配合的扁平部84,力矩被从输出轴30传递至轴延长部128。从外部观察,只有可移动的清洁元件40移动。在一可选的变型中,清洁元件40也可设置成与插接轴116成角度或者倾斜。出于人体工程原因,倾角优选地小于30°,尤其优选小于15°。因此根据可移动的清洁元件40的刷毛42距插接轴116的径向距离不同,刷毛42的自由端可覆盖不同长度的路程。
图29和30示出如图27和28所示的插接式刷子14的实施例的改进方案。在这种情况下,沿插接式刷子14的纵向长度交替设置静止的清洁元件40s和可枢转移动的清洁元件40。如图30所示,可移动的清洁元件40不可旋转地连接到轴延长部128。当插接式刷子14套插到基体10上以及在电动牙刷12的启动运行状态下,可移动的清洁元件40相对于静止的清洁元件40s相对地偏转,从而分别固定在这些清洁元件上的刷毛42也相对于彼此进行枢转运动。从而实现了尤其优选的清洁效果。必须注意,当必须引导插接轴116或轴延长部128在刷毛区域下方通过时,头部38必须设计得大大加厚,以实现所需的稳定性。如果静止的清洁元件40s与可移动的清洁元件40之间存在足够的距离,则如上所述可在可逆枢转运动上附加叠加平移往复运动。
图31和32中示出插接式刷子14的另一个实施例。在此实施例中,在端部区域侧设置在插接式刷子14上的可枢转清洁元件40可相对于定位在颈部侧的静止的清洁元件40s枢转。可枢转移动的清洁元件40又不可旋转地连接到轴延长部128,并且在电动牙刷12的启动运行状态下,由于与输出轴30的机械联接而相对于颈部34和静止的清洁元件40s偏转。此外,插接式刷子14的此实施例还适用于具有可逆枢转运动分量和可逆平移运动分量的组合运动。在这种情况下,可逆平移运动分量导致可枢转移动的清洁元件40沿输出轴30的纵向长度进行往复运动。为此,传动装置48具有例如图12-15以及图20中所示的凸轮延长部94。通过针对性地选择材料和/或通过按目的的材料减弱部,可在静止的清洁元件40s和可移动的清洁元件40之间的区域内灵活地配置轴延长部128。因此,在刷擦压力过高的情况下,可移动的清洁元件40可相对于静止的清洁元件40s柔性地偏转。
图27-32中所示的插接式刷子14的实施例分别设计成,使颈部34可套插或释放地固定连接到接头32,从而不会与可移动的清洁元件40一起移动。优选地,插接轴116从插接式刷子基体102中伸出的区域至少部分被软弹性材料围绕。这又用作夹伤保护和/或用于密封和支承。为了补偿静止的清洁元件40s与可移动的清洁元件40之间的距离,在所有实施方案中可使用由专门设计的软质材料构成的区域。这些区域形成防止夹住嘴唇、嘴表面等的弹性缓冲器。例如,可形成由软质材料构成的风琴状的波纹管。还可以设想用于补偿运动的、由软质材料构成的其它柔性结构。
作为图31和32中所示的清洁元件40、40s的布置的替代方案,当然还可将静止的清洁元件40s设置在插接式刷子14的自由端区域内,并且将可移动的清洁元件40定位在颈部侧。此外,还可想到,利用相互平行的两个轴延长部128,提供两个具有不同的最大偏转角的可枢转移动的清洁元件40,或者具有两个不同的最大偏转角的一个可枢转移动的清洁元件40。因此,至少一个可枢转移动的清洁元件40由于较大的最大偏转角可实现更好的清洁性能。
对于插接式刷子14的所有所述的实施例都适用的是,从其自由端到插接式刷子14的插接侧测量,其长度为55mm至85mm,优选为65mm至75mm。在完成的插接式刷子14中开口的通风孔112在纵向方向上与插接式刷子14的插接侧端部相距25mm至35mm,优选28mm至32mm。在图21-25中所示的实施例中,弹簧元件114的卡扣凸块在纵向方向上与插接式刷子14的插接侧端部相距12mm至20mm,优选15mm至17mm。
用于上述构件的硬质材料为例如聚丙烯(PP)、聚酯(PET)、聚环己烷二甲醇对苯二甲酸酯(PCT/PCT-A(酸改性)/PCT-G(乙二醇改性))、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、苯乙烯丙烯腈(SAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚氧醛(POM)或聚酰胺(PA)。优选地使用具有1000N/m2至2400N/m2、优选地为1300N/m2至1800N/m2的弹性模量的聚丙烯(PP)。
使用的软弹性材料例如为低密度聚乙烯(PE-LD)、高密度聚乙烯(PE-HD)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、弹性材料例如聚氨酯,或热塑弹性体(TPE)、优选地为热塑弹性体(TPE)。还可使用基于聚烯烃的弹性体。优选地,使用的软弹性材料的肖氏A硬度小于90。
当在基体10上使用例如用于粘接元件28的软弹性材料时,或者当尤其在插接式刷子14上形成缓冲元件时,软弹性材料层的厚度大于0.2mm,优选地大于0.5mm。在基体10上也在插接式刷子14上使用具有低于50、优选地低于35的肖氏A硬度的软弹性材料,以便衰减在启动运行状态下出现的震动、振荡和噪声发射。这些材料特性实现了良好的折中以便最优地确保由软弹性材料实现的功能。必要时,还可在放置部分18中或者在刻印字母区域之上一体地形成软弹性材料的薄层。
此外,软弹性材料还可用于形成设置在基部38上或清洁元件40上的清洁元件,例如上面说明的舌头清洁器,或软弹性清洁薄片。此时软弹性清洁薄片可在外侧围绕刷毛42或者在刷毛区域的内部设置。刷毛42自身优选用聚酰胺或聚酯制成,并且具有0.1至0.2mm、优选地为0.125mm至0.175mm的直径。它们设置成刷毛束。较小形成的头部38具有20-30、优选地22-28束刷毛42。下面的图33-41中示出各种形状的刷毛设置。
图33和34中所示的设置在头部38上的清洁元件40的实施例尤其适合于这样的电动牙刷12,该电动牙刷在启动运行状态下产生清洁元件40的可逆枢转或可逆平移运动。与舌头清洁器的设想相类似地,优选清洁元件40的一部分相对于移动方向横向地定向。这尤其适用于细长的刷毛束,这种刷毛束的纵向长度在上侧24的俯视图中观察大于其横向长度,或者适用于软质材料构成的细长薄片状清洁元件40。在所示的两个实施例中,刷毛42在细长倒圆的、镰刀状、C状、月牙状或椭圆状基本面上组合成刷毛束。通过将细长地设置的刷毛束定向成使得其纵向轴线至少接近平行于清洁元件40的枢转轴,可利用可逆枢转运动实现类似擦拭的效果。此外,尤其在图34的实施例中,刷毛束还设置成使其纵向轴线与颈部34的纵向轴线成直角,以便在头部38可逆平移往复移动的情况下也实现这种擦拭效果。图34中所示的可移动的清洁元件40的实施例因此也尤其适合于清洁元件40的具有可逆枢转和可逆平移运动分量的组合运动。所示的清洁元件40的实施例当然还可用于手动牙刷。在手动使用期间,使用类似的、当然具有低得多的频率的清洁运动。
图35-38中所示的可移动的清洁元件40设置在一基本为圆形的或在纵向上略呈椭圆形的刷毛载体120上方,并且尤其设置成用于可逆振荡的运动形式(见图4和图26)。除了圆形刷毛束之外,这些清洁元件40在基本细长的基本面(见图35、图36)甚至镰刀形基本面(见图37和图38)上方设置有刷毛42。还此时,刷毛束的细长基本面的纵向轴线优选地设置成至少接近与清洁元件40围绕其进行可逆振荡的枢转轴线成直角。
图39-41示出其中分别使静止的清洁元件40s与可枢转移动的清洁元件40相组合的清洁元件40的实施例。这样,例如在图39中,在圆形的刷毛载体120上居中设置的、可枢转移动的清洁元件40在头部38的自由端区域和颈部侧区域被静止清洁牙刷40s围绕。在图40所示的实施例中,可逆振荡的清洁元件40与静止的清洁元件40s相邻,该静止的清洁元件设置在头部38的自由端区域并具有倒圆的三角形基本面。在图41中,仅在可枢转移动的清洁元件40的颈部侧设置静止的清洁元件40s。根据图35-38的可移动的清洁元件40当然还可与图39-41中所示的清洁元件40、40s相组合。
清洁元件40所示的实施例的装刷毛可以多种方式进行,例如利用传统的小锚板或者如上所述的利用IMT或AFT方法进行。尤其在IMT和AFT方法中,还可制造具有镰刀形、C形、S形、8字形、n边形、圆形、椭圆形等的基本面的刷毛束,所述基本面对称或不对称地形成。在不同方向上具有较大尺寸的基本面的所述刷毛束组合了清洁元件40的用于不同移动方向的擦拭效果。此外,这两种装刷毛方法使得在刷毛区域的外观上可实现更高的设计自由度。
除了从刷毛载体120基本成直角地升高的刷毛42或刷毛42的束之外,还可形成以X形设置在清洁元件40、40s上的刷毛42。按X形定向的刷毛42此时相互成3°至20°、优选地8°至14°的角度。此外,还可尤其在清洁元件40、40s的外缘上设置具有较长的和/或尖头的刷毛42或刷毛束。
这些刷毛尤其用于牙齿之间的齿间隙的改进的清洁。此外,还可将具有基本圆形的或略呈椭圆形的基本面上的刷毛42的清洁元件40组合成刷毛束,其然后尤其用于清洁牙龈区域。总的来说,圆柱形的以及还在一侧或两侧为尖角的刷毛42可以类型单一或组合地或与由软质材料构成的附加的按摩或清洁薄片或清洁结构相组合地用于刷毛载体120上。WO 2004/093718中已经详细描述了尖头刷毛42在电动牙刷上的使用。所述的头部或清洁元件或制造方法可直接与根据本发明的电动牙刷12相结合。
所述的插接式刷子14优选设计成可互换的。但是,其还可将具有根据本发明的传动装置48和插接式刷子14的电动牙刷12设计成使这些元件一体式地形成,并且插接式刷子14不可互换。对于有利的电池操作器具尤其是这种情况。
为了完整起见,还应说明,作为示例示出的清洁元件40、40s也可被更换成其它清洁或有效元件。在口腔卫生中,这些元件例如通常是齿间用组件例如螺旋刷、牙签等,抛光元件,软弹性元件(例如proficups)或舌头清洁器装置。根据本发明的传动装置48当然也可利用相应地设计的作用装置用于身体护理的其它领域(面部按摩、美甲护理、头部按摩、湿和干修面等)。
图42示出根据本发明的电动牙刷12的另一实施例的内部的一个局部。该局部大致对应于与前述实施例相结合在图5中示出的图示。图42中的相同部分用与图5相同的标号指示。与图5中所示的实施例不同,在图42的实施例中,传动装置48仅配备有唯一一个传动级。此传动级由凸轮72和另一个捡拾器132形成。凸轮72不可旋转地固定在电动机58的驱动轴60(图42中未示出)上。与图5的实施例不同,传动装置48不具有驱动齿轮68和冠齿轮70。由于传动装置元件的数量减少并因而没有齿轮传动,该实施例的传动装置48在运行期间产生较少的噪音,并可较简单且经济地制造。可以由前面所述的实施例基本上相类似地实现能量消耗以及优选的运动模式(包括运动频率、偏移和旋转角)。
与图5中所示的实施例相同,图42中所示的实施例还具有一相对于电动机58侧向设置的用于控制电动机58的运行状态的控制单元52,以及一用于相对于凸轮72对另一个捡拾器132连同输出轴30一起进行位置固定的内部支架46。此时,在平行于输出轴30的纵向轴线的轴向方向上,捡拾器132在其位置中一方面由内部支架46的头部支承件134支承,另一方面相对于电动机58被一稳定轴支承。
从图43和44可见,输出轴30平行地相对于在图中用虚线表示的驱动轴60错开地分布。如果与所示实施例不同,不希望轴30与60之间存在平行的轴偏置,则这可通过具有至少两个齿轮的相应的中间设置的直齿轮传动装置来补偿,其中第一齿轮例如安放在驱动轴60上,并且与安装到凸轮72上的第二齿轮啮合。
在图42中所示的实施例中,驱动轴60被定位成与输出轴30平行但不同轴。为了与基体10成一角度设置插接式刷子14,驱动轴60和输出轴30必须也形成相同角度。出于人体工程原因,该角度优选地小于20°,优选地小于10°。在此设计变型中,与图42所示的变型相比,内部支架46被修改,从而输出轴30、输出轴套管75和捡拾器74、132与驱动轴60成所述角度。图53-56中示出此变型。
如上所述,所述另一个捡拾器132利用稳定轴136沿其纵向方向被定位或固定。但是,可选地,还可形成所谓的捡拾延伸部,其使得所述另一个捡拾器132在电动机58的方向上延长并使其支承在电动机上。下文将结合图53-56进一步描述所述另一个捡拾器132的这种分布形式。
图44特别清楚地示出该另一个捡拾器132的闭合环绕的捡拾器围绕部142如何沿径向以微小间隙地围绕凸轮72。捡拾器围绕部142沿径向在与凸轮72的外壁相对的内侧具有触探壁144。然后,如果在电动机58的启动运行状态下,凸轮72被设定成围绕驱动轴60旋转,则凸轮72的外壁沿捡拾器围绕部142的触探壁144滑动,并且所述另一个捡拾器132连通其输出轴30一起可逆枢转地围绕输出轴移动。触探壁144与凸轮72之间的间隙以及必要时使用弹性材料可防止在高负荷下输出轴30的“撞击”以及电动机58被破坏。还可将捡拾器围绕部142设计成也在一侧开口,也就是叉状,以便使其具有更高的弹性从而避免所述的“撞击”。可使用合适的润滑剂减少凸轮72在触探壁144上的摩擦。同样,为了减少摩擦,凸轮72可以略呈冠状地成形,并且利用触探壁144的边缘状构造来减少滑动表面的大小。结合图49详细描述此冠状成形。
图45-48示出另一个捡拾器132的不同的透视图。如上所述,在捡拾器体部146上形成捡拾器围绕部142以及还形成捡拾器凹部148。所述元件132、146、148优选地通过注塑法由硬质塑料制成。不可旋转地设置在捡拾器体部146上的输出轴60优选地由金属例如不锈钢制成。
如图46-48所示,为了实现上文已经描述的另一个捡拾器132的强制导向,在捡拾器体部146的与捡拾器围绕部132相对的一侧上形成捡拾器凹部148。固定地在内部支架46上沿另一个捡拾器132的方向突出的稳定轴136形式的销以一定间隙与此捡拾器凹部148接合。稳定轴136在图42和43中可见。当然,还可在内部支架46上提供相应的凹部,并且将销设置在另一个捡拾器132中。
在图45a和45b中,捡拾器凹部148设计成基本为圆柱形的或椭圆形的,并且具有这样的内直径,该直径使得另一个捡拾器132可围绕输出轴30的纵向轴线进行可逆枢转运动,并且同时防止另一个捡拾器132在纵向方向上移位。由于与稳定轴136相配合的此捡拾器凹部148,上述捡拾延伸部是多余的并且不再需要。
相反,在图47和48中所示的实施例中,捡拾器凹部148被设计成长孔,从而实现凸轮机构式对另一个捡拾器132的在纵向方向上的强制导向。如果在电动机58的启动运行状态下,另一个捡拾器132以可逆枢转的方式围绕输出轴30的纵向轴线移动,则由此同时在输出轴30的纵向方向上产生捡拾器132的可逆平移往复运动分量。
对于输出轴30的可逆平移往复运动分量,最大纵向位移由捡拾器凹部148的纵向轴线与相对于输出轴30的纵向轴线成直角的横向轴线之间的倾角α以及输出轴30的最大旋转角θ确定。倾角α优选地确定为小于45°,尤其优选地在10°和30°之间。对于可逆平移往复运动分量,所得到的最大纵向位移小于2mm,优选地小于1mm。对长孔形式的捡拾器凹部148的线性构型,如图47和48所示,可实现可逆枢转运动分量与可逆平移往复运动分量之间1∶1的增速比。可逆枢转和可逆平移运动分量的叠加导致与输出轴30连接的清洁元件40的闭合移动路径。根据凹部148的构型不同,可产生各种不同的运动模式。关于产生各种运动模式的另外的可能性,还可参考图16-20以及说明书中的表格。凹部148的形状此时不局限于图47中所示的形状,而是也可以设计成S形或C形或者另一种非直线的曲线形状。例如,可设想波状形状,借助于此形状可实现更高的枢转运动分量与平移运动分量的增速比。
图49和50作为示例示出凸轮72的两个实施例。图49中所示的凸轮72设计成基本为圆柱形,其纵向中轴线与驱动轴60的纵向中轴线(由虚线表示)平行错开地分布。凸轮72因此相对于驱动轴60偏心设置。在图51中示出在旋转一整圈360°(2π)的情况下,当使用这样成形的凸轮72时得到的输出轴30的偏转角与驱动轴60的旋转角θ(或时间t)之间的关系。此函数关系对应于图16中所示的曲线,并且导致驱动轴60的旋转运动到捡拾器132或输出轴30的可逆枢转运动的1∶1变速。
偏转角
Figure A20078003608800382
此时遵循正弦分布,并且其最大值与凸轮72相对于驱动轴60的设置的偏心率以及凸轮72的直径有关。对于上文已描述的高旋转速度,特别地结合电动机58使用1∶1增速。
凸轮72具有冠状形状,也就是说,其外表面轻微地向外弯曲,并且不平行于驱动轴60的分布。换句话说,凸轮72的直径沿凸轮72的纵向长度改变,并且产生此特殊形状。凸轮72在其端部具有4.5mm至5.5mm、优选地4.9mm至5.1mm的直径,而在中间平面中具有5mm至6mm、优选地5.2mm至5.4mm的最大直径。冠状表面的曲率半径在95mm至115mm之间,优选地在100mm至110mm之间。凸轮72的端部区域中的曲率半径与这些曲率半径之一的比率在端部直径与中间平面直径的比率方面等于1.01∶1至1.3∶1,优选地1.02∶1至1.1∶1。
凸轮72的冠形构型使得,在启动运行状态下,在凸轮72或其外表面与另一个捡拾器132之间发生较小的摩擦。这也实现了噪声降低。此冠状构型对于传动装置48的功能性不是必需的。这在图48和49中示例性地示出。图50中所示的凸轮72不具有冠形。
凸轮72的纵向中轴线与其用作旋转轴线的驱动轴60的纵向中轴线之间的距离为0.1mm至0.6mm,优选地0.2mm至0.45mm。此距离是凸轮72的偏心率或不平衡性的量度,其在凸轮72的旋转期间导致另一个捡拾器132偏转。驱动轴60与输出轴30的纵向中心轴线之间的距离在3mm至9mm之间,优选地在5mm至7mm之间,尤其优选地为大约6mm。
在捡拾器74、132的区域内从输出轴30到驱动轴60的纵向中轴线的距离与从驱动轴60到偏心设置在其上的凸轮72的纵向中轴线的距离之比为5∶1至90∶1,优选地至少为10∶1,尤其优选地在11∶1至35∶1之间。由此得到输出轴30的在最靠外的枢转位置之间较小的最大(或完全)枢转角
Figure A20078003608800391
在大约1°至23°之间,优选地在大约3°至15°之间,并且尤其优选地在大约5°至12°之间。此较小的最大偏转角
Figure A20078003608800392
又使得清洁元件40具有小偏转,这与电动机58的高转速相互作用,确保对牙齿和牙龈进行尤其有效和有保护的清洁。
当使用低转速的电动机58时,可例如利用图50和52中所示的凸轮72提高增速比,以便实现可移动的清洁元件40的较高的移动频率。凸轮72的此实施例相对于驱动轴60居中地设置。凸轮72具有倒圆的、基本为三角形的横截面形状。其形状和功能对应于如图10和17中示出的凸轮72,但是在此实施例中,被直接紧固在驱动轴60上。如从图52中针对驱动轴60的360°(2π)一整圈旋转所示的输出轴30的偏转角
Figure A20078003608800393
与驱动轴60的旋转角θ的函数相关性可得到,通过此凸轮72实现1至3的增速,也就是说,在驱动轴60旋转一圈期间,输出轴30执行三个完整的枢转运动周期。
图53-56示出根据本发明的传动装置48的另一个实施例,其中驱动轴60被设置成相对于输出轴30倾斜。另一个捡拾器132沿其纵向方向被已经描述的捡拾器延伸部150和头部支承件134支承。捡拾器延伸部150设计成朝其自由端区域圆锥形地渐细。捡拾器延伸部末端152因而这样成形,其基本以点状形式置放在与电动机58相配或者设置在基体10的内侧的支承表面154上。捡拾器延伸部末端152此时优选地在输出轴30的纵向中轴线的延长部中形成,从而在电动机58的启动运行状态下,仅获得在围绕捡拾器延伸部末端152在支承表面154上的支承点的点旋转。通过合适的措施,例如施加润滑剂或者选择合适的用于捡拾器延伸部末端152和支承表面154的材料,此时可减少所出现的摩擦。此外,由于通过稳定轴136在与内部支架46的相互作用中产生的强制导向,还可完全省去将捡拾器延长部末端152放置在支承表面154上的合适位置处的操作。在图53-56中,凸轮72被不可旋转地固定在凸轮载体156上。
在插接式刷子14与基体14之间形成的角度与在驱动轴60与输出轴30之间形成的角度相同。出于人体工程原因,此角度小于20°,优选地小于10°。在此设计变型中,与图42中所示的变型相比,修改内部支架46,从而输出轴30、输出轴套管75和另一个捡拾器132与驱动轴60成所述角度。
当然,还可对于例如在图8-20中所示的结合多级传动装置48描述的所有凸轮72使用单级的传动装置48。特别的,这些凸轮72可具有倒圆的n边形形式的横截面,n为正奇数。图42-56中所示的实施例也可具有根据本发明的电动牙刷12的上述实施例的所有其它特征。

Claims (24)

1.一种用于电动牙刷(12)的传动装置,该传动装置用于将沿一个旋转方向定向的并且由一电动机(58)提供到一驱动轴(60)上的旋转运动传递和转化为用于驱动电动牙刷(12)的可移动的清洁元件(40)的输出轴(30)的运动,该传动装置(48)具有一操作地连接到驱动轴(60)的凸轮(72),和一不可旋转地连接到输出轴(30)的对应的捡拾器(74,132),其中输出轴(30)的纵向中轴线与驱动轴(60)的纵向中轴线之间的距离在捡拾器(74,132)的区域内与驱动凸轮(72)的轴(60,78)的纵向中轴线和凸轮(72)的纵向中轴线之间的距离的比至少为10∶1。
2.根据权利要求1所述的传动装置,其特征在于,在电动牙刷(12)的启动运行状态下,输出轴(30)执行至少一个可逆的运动。
3.根据权利要求1或2所述的传动装置,其特征在于,传动装置(48)被多级地配备有至少一个驱动侧的第一传动级以及至少一个输出侧的第二传动级,并且具有至少一个减速级(76)和至少一个增速部(92,100)。
4.根据权利要求3所述的传动装置,其特征在于,增速部(92,100)形成输出侧的第二传动级,并且被设计成无传动装置的传动级,优选地为凸轮机构。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的传动装置,其特征在于,凸轮(72)具有倒圆的、优选地为正n边形形式的横截面,n为正奇数,n条边的多边形具有一外接圆,并且所有拐角和侧边具有倒圆的构型,或者凸轮(72)具有基本为圆形的横截面,并且相对于驱动凸轮的轴(60,78)偏心地安装。
6.根据权利要求5或6所述的传动装置,其特征在于,凸轮(72)的弯曲壁(80)成形为,由弯曲壁在两侧限定的并且在凸轮(72)的横截面平面中通过其横截面形状的中心点延伸的每个横截面长度具有至少基本相同的长度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的传动装置,其特征在于,驱动轴(60)被定向为相对于输出轴(30)具有一定倾斜度,并且它们优选地形成3°和10°之间的角度。
8.一种电动牙刷,具有一基体(10)、一邻接基体(10)的颈部(34)和一头部(38),该基体(10)成形为一把手(16),并且接纳一电动机(58)和一如权利要求1-7中任一项所述的传动装置(48),该头部(38)与把手(16)相对地设置在颈部(43)上并且安装有一可移动的清洁元件(40),在馈电状态下,在电动牙刷(12)无负荷运行期间,电动机(58)的驱动轴(60)以2000转/min和12000转/min之间、优选地在3000转/min和8000转/min之间的转速旋转。
9.根据权利要求8所述的电动牙刷,其特征在于,可移动的清洁元件(40)执行频率在3000转/min和15000转/min之间、优选地在8000转/min和12000转/min之间的可逆的枢转运动。
10.根据权利要求9所述的电动牙刷,其特征在于,在枢转运动期间,可移动的清洁元件(40)在其两个最大的偏转位置之间能够整体偏转1°至33°,优选地3°至15°,尤其优选地大约5°至12°。
11.根据权利要求9或10的电动牙刷,其特征在于,将至少一个另外的枢转运动叠加在可移动的清洁元件(40)的枢转运动上。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的电动牙刷,其特征在于,可移动的清洁元件(40)设置在一插接式刷子(14)的头部(38)上,并且可移动的清洁元件(40)的枢转运动绕至少基本与颈部(34)的纵向轴线平行的轴线移动。
13.根据权利要求9至11中任一项所述的电动牙刷,其特征在于,可移动的清洁元件(40)设置在插接式刷子(14)的头部(38)上,并且围绕至少基本与颈部(34)的纵向轴线成直角的轴线执行枢转运动。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的电动牙刷,其特征在于,可移动的清洁元件(40)的运动具有可反逆的平移的往复运动分量,该运动分量的运动方向至少基本平行于颈部(34)的纵向轴线延伸。
15.根据权利要求14所述的电动牙刷,其特征在于,使至少一个另外的可逆平移往复运动分量叠加在可运动清洁元件(40)的可逆平移往复运动分量上。
16.根据权利要求14或15所述的电动牙刷,其特征在于,可逆平移往复运动分量的频率在1000转/min和12000转/min之间,优选地在8000转/min和12000转/min之间。
17.根据权利要求8至16中任一项所述的电动牙刷,其特征在于,可移动的清洁元件(40)配备有多个细长横截面的刷毛(42)的束和/或细长弹性清洁薄片或清洁结构,它们被定向为使得其纵向轴线横向于在清洁元件(40)的运动方向。
18.根据权利要求8至17中任一项所述的电动牙刷,其特征在于,头部(38)附加地具有一相对于颈部(34)固定地设置的静止的清洁元件(40s)。
19.根据权利要求8至18中任一项所述的电动牙刷,其特征在于,传动装置(48)具有单级设计,并且具有一不可旋转地直接固定在驱动轴(60)上的凸轮(72)。
20.根据权利要求8至19中任一项所述的电动牙刷,其特征在于,电动牙刷(12)具有优选地偏心安装的飞轮质量,其作用地连接到电动机(58)的驱动轴(60)。
21.根据权利要求8至20中任一项所述的电动牙刷,其特征在于,在电动机(58)的活动运行状态下,输出轴(30)能够利用凸轮机构的方式的强制导向执行可逆的平移往复运动分量。
22.根据权利要求19所述的电动牙刷,其特征在于,捡拾器(74,132)托架状开口地或者以环绕闭合的方式包围凸轮(72)。
23.一种用于电动牙刷(12)的传动装置,该传动装置用于将被沿一个旋转方向定向的并且由一电动机(58)提供到一驱动轴(60)上的旋转运动传递和转化为用于驱动电动牙刷(12)的可移动的清洁元件(40)的输出轴(30)的运动,其特征在于,传动装置(48)多级地配备有至少一个驱动侧的第一传动级以及至少一个输出侧的第二传动级,并且具有至少一个减速级(76)和至少一个增速部(92,100)。
24.一种电动牙刷,具有一基体(10)、一邻接基体(10)的颈部(34)和一头部(38),该基体(10)成形为一把手(16),并且接纳一电动机(58)和一传动装置(48),该头部(38)与把手(16)相对地设置在颈部(43)上并且在其上设置有连接到输出轴(30)的可移动的清洁元件(40),传动装置(48)具有作用地连接到电动机(58)的驱动轴的凸轮(72),和不可旋转地连接到输出轴(30)的捡拾器(74,132),其特征在于,凸轮(72)具有倒圆的n边形形式的横截面,n为正奇数。
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