CZ2003549A3 - Zboží se štětinami - Google Patents

Description

Zboží se štětinami

Oblast techniky

Vynález se týká zboží se štětinami s nosičem štětin a s ním spojenými štětinami, z nichž je alespoň část sdružena do skupin štětin, ve kterých je odstup štětin menší než odstup geometrických středů sousedních skupin štětin.

Oblast techniky

Zboží se štětinami ve smyslu vynálezu zahrnuje kartáče každého druhu, jako jsou zubní kartáčky, tělové, uklízeči a čisticí kartáče, aplikační kartáče, štětce, jakož i technické kartáče, kupříkladu leštící a brusné kartáče. U tohoto zboží se štětinami jsou štětiny zpravidla sdruženy do skupin ve tvaru svazků nebo polí štětin. Dále je známo zboží se štětinami, viz například spis EP 0 813 374 = US 5, 974,619, u kterého je osazení štětinami vytvořeno z jednotlivě stojících štětin, které jsou, uspořádané s malým odstupem od sebe, upevněny na nosiči štětin.

Obvykle leží volné konce štětin u výše uvedeného zboží se štětinami v rovné obalové ploše. Tím se dosahuje dobrého plošného účinku na ošetřovaném nebo opracovávaném povrchu, pokud je tento povrch rovněž rovinou. U rovnoměrně zakřivených ploch je alespoň množina štětin účinná současně. Jestliže je však ošetřovaný, popřípadě opracovávaný povrch zakřiven diskontinuálně nebo má dokonce úzké prohloubeniny a štěrbiny, tak do nich mohou vnikat při adekvátně silném přitlačení jen jednotlivé štětiny, čím však mohou vzniknout na sousedních povrchách vzhledem k tam se vyskytujícímu většímu přitlačení určitá poškození.

Tento problém bylo zkoušeno odstranit tím, že volné konce štětin skupiny štětin leží v nikoliv rovné obalové ploše, a popřípadě volné konce štětin různých skupin leží v rozdílných obalových plochách, viz například spis EP 0 346 846 = US 4,979,782 a EP 0 716 821. U tohoto provedení se kratší štětiny opírají o ošetřovaný nebo opracovávaný povrch, zatímco delší štětiny mohou vnikat do prohloubenin, štěrbin nebo obdobných útvarů. Tato topografie osazení štětinami se zejména osvědčila u zubních kartáčků, aby se kartáčkem dosáhly velmi rozdílně zakřivené povrchy zubů v bukální, linguální a labiální oblasti ústní dutiny, současně ale i interdentální prostory a rozeklané žvýkací plochy zubních stoliček, kartáčky možné dosáhnout dalece uspokojující ústní hygieny, přesto se zejména interdentální prostory zubních stoliček čistí jen nedostatečně. To samé platí pro silně rozeklané žvýkací plochy zubních stoliček, jakož i pro tak zvané fisury na ostatních povrchách zubů. Jestliže bychom k tomu chtěli přihlédnout, musela by být uspořádána množina jednotlivě stojících delších štětin, a délka, přečnívající zbývající osazení štětinami, by musela být adekvátně velká. Tyto přečnívající konce štětin, které nejsou bočně opřeny, se rychleji opotřebovávají, a to nejen na základě tření, nýbrž na základě svého silnějšího namáhání v ohybu ztrácejí v krátké době svou původní orientaci. Buď se ohnou nebo zcela zlomí. Rychlejší otěr se zejména projevuje v nepravidelném opotřebovávání vrcholku štětiny, který by měl být za účelem zabránění poškozením na povrchu zubu, ale i poraněním dásní, rovnoměrně zaoblený.

Úkolem vynálezu je proto navrhnout pro zboží se štětinami libovolného druhu takové provedení, u kterého jsou štětiny jak na ošetřovaném, popřípadě opracovávaném povrchu, účinné rovnoměrně, a to i v prohloubeninách nebo štěrbinách.

Podstata vynálezu

Tento úkol se podle vynálezu řeší tím, že odstup geometrického středu alespoň jedné skupiny štětin od geometrického středu alespoň jedné sousední skupiny štětin je v podstatě stejný nebo větší než součin ze střední hodnoty počtu štětin v obou skupinách štětin a průměru těchto štětin.

U zboží se štětinami s obvyklým uspořádáním množiny štětin v jednom svazku se štětiny hromadí v náběžné oblasti štěrbin nebo prohloubenin, a nanejvýše vniknou do hloubky jednotlivé, vně ležící štětiny svazku. Příčina spočívá v tom, že počet a hustota štětin ve svazku je v relaci k odstupu svazků velká a štětiny nemohou při přetírání prohloubenin nebo štěrbin v potřebné míře vybočit, spíše se proti sobě v předem daném tvaru svazku opírají. Vynálezem se vytváří relace mezi počtem štětin ve skupinách štětin, průměrem štětin a odstupem skupin štětin, která vede k tomu, že se při přetírání štěrbin nebo prohloubenin mohou štětiny na základě své délky a flexibility pokládat ve směru pohybu kartáče lineárně za sebou. Tak mohou veškeré štětiny, nebo alespoň většina štětin za sebou ležících skupin štětin, sledovat průběh štěrbiny, popřípadě prohloubeniny, a bočním vymezením prohloubeniny být současně do ní zaváděny. Tento účinek vzniká zejména a také nezávisle na tvaru a průřezu upevňovací plochy skupiny štětin. Štětiny sousedních skupin naproti tomu plní svou funkci kartáče na povrchách, sousedících se štěrbinou nebo prohloubeninou. Zboží se štětinami podle vynálezu se na základě relace, navržené podle vynálezu, vyznačuje oproti obvyklému zboží se štětinami obecně menším počtem štětin ve skupině a větším odstupem skupin od sebe.

S výhodou jsou podle vynálezu provedené skupiny štětin vytvořeny jako kulaté svazky, výhodně jako svazky s kruhovým průřezem. Štětiny skupiny štětin mohou mít ale také proti tomu se odlišující, například trojúhelníkový, • ·· · v

mnohoúhelníkový nebo pruhovitý tvar průřezu, přičemž potom obálka průřezu poskytuje průměr pro relaci podle vynálezu mezi ním, počtem štětin ve skupinách štětin a jejich odstupem.

Výhodně jsou skupiny štětin, u kterých je odstup jejich geometrických středů v podstatě stejný nebo větší než je součin ze střední hodnoty počtu štětin sousedních skupin štětin a průměru těchto štětin, uspořádány na nosiči štětin v rozích trojúhelníku nebo mnohoúhelníku, zejména čtyřúhelníku, s popřípadě různými bočními délkami, přičemž nejkratší boční délka by měla mít relaci podle vynálezu pro odstup skupin štětin.

Místo toho může být takové provedení, že skupiny štětin, u kterých je odstup jejich geometrických středů v podstatě stejný nebo větší než součin ze střední hodnoty počtu štětin sousedních skupin štětin a průměru těchto štětin, jsou na nosiči štětin uspořádány lineárně.

U tohoto provedení mohou lineárně uspořádané skupiny štětin vytvářet ve více rovnoběžných liniích úplné osazení štětinami. Taková lineární uspořádání mohou být vytvořena ale i jen v určitých oblastech nosiče štětin. Jestliže se jedná o kartáč s výhodným pracovním směrem, může být toto lineární uspořádání vytvořeno popřípadě jen v pracovním směru. Takový výhodný pracovní směr se kupříkladu vyskytuje při péči o zuby metodou červená / bílá, při které se hlava kartáčku pohybuje napříč ke svému podélnému rozměru od zubní dásně ve směru zubů. Obdobně to platí i pro aplikační kartáče libovolného druhu, jakož i pro kartáče na čištění profilovaných povrchů nebo takových ploch, které jsou přerušeny pravidelnými spárami, prohloubeninami nebo obdobnými útvary. Jako příklad budiž uvedeny kartáče pro čištění spár mezi jednotlivými obkládačkami.

• · · · · · · · · · • · · · · · ·

Počet štětin ve skupinách štětin může být stejný nebo různý. Rovněž tak může být stejný nebo různý průměr štětin ve skupinách štětin. Adekvátně pak musí být přizpůsoben odstup sousedních skupin štětin.

Na jednotlivém zboží se štětinami, kupříkladu zubním kartáčku, může být provedení skupin podle vynálezu a jejich uspořádání také zkombinováno se známými uspořádáními. Obzvláště účinná je kombinace s jednotlivě stojícími štětinami, viz spis EP 0 813 347 = US 5,974,619. Přitom mohou být jednotlivě stojící štětiny sdruženy do alespoň jednoho pole štětin, ve kterém jsou tedy štětiny uspořádány s nepatrným odstupem od sebe. Tento odstup může ležet v rozsahu průměru štětin.

Další optimalizace se dá dosáhnout tím, že volné konce štětin alespoň jedné skupiny štětin neleží na rovné obalové ploše. Tato obalová plocha může být konvexní nebo konkávní, přičemž jsou zejména výhodné kuželovité nebo částečně kulovité obalové plochy.

Dále může být realizováno takové provedení, že volné konce štětin různých skupin štětin leží na různých obalových plochách, a tyto obalové plochy leží vzhledem k povrchu nosiče štětin popřípadě v různé výšce.

Zásadně mohou mít štětiny libovolné tvary průřezu, popřípadě mohou být štětiny s kulatým průřezem v jedné skupině štětin smíseny se štětinami o jiném tvaru průřezu. U nekulatých štětin je pro dimenzování odstupu skupin štětin rozhodující průměr obálky průřezu štětin.

Štětiny skupiny štětin mohou být jednotlivě spojeny s nosičem štětin nebo mohou být na svých koncích spojeny spolu a současně s nosičem štětin. Pro spojení skupin štětin s nosičem štětin přicházejí v úvahu všechny výše uvedené • ·

mechanické nebo tepelné způsoby. Přitom se doporučuje použiti kazetovitých uchycovacích zařízení se schématem děr, odpovídajícím kompletnímu osazení štětinami, ve kterém je poloha štětin a skupin štětin podle počtu a uspořádání exaktně předem nastavena, dříve než se tyto pomocí kazety spojí s nosičem štětin, viz spis EP 0 293 665 = US 4,954, 305.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je následně blíže popsán a objasněn na příkladech jeho provedení podle přiložených výkresů, které znázorňují na obr. 1 výřez polem štětin obvyklého zubního kartáčku s kulatými svazky v měřítku cca 10:1, na obr. 2 výřez, odpovídající výřezu na obr. 1, polem štětin známého zubního kartáčku, nejbližšímu vynálezu v měřítku cca 10:1, na obr. 3 až obr. 6 po jednom půdorysném pohledu (a) na skupinu štětin ve výchozí poloze a po jednom půdorysném pohledu (b) na dvě sousední skupiny štětin v uspořádání, tvořícímu se podle vynálezu, během používání, na obr. 7 půdorysný pohled na žvýkací plochu sousedních zubů s interdentálním prostorem při čištění s obvyklým zubním kartáčkem, na obr. 8 boční pohled ke znázornění podle obr. 7, na obr. 9 půdorysný pohled na žvýkací plochu sousedních zubů při použití zubního kartáčku s uspořádáním skupin štětin podle vynálezu, na obr. 10 boční pohled ke znázornění podle obr. 9, na obr. 11 boční pohled na sousední zuby s interdentálními prostory při čištění se zubním kartáčkem obvyklé konstrukce podle metody červená / bílá, na obr. 12 znázornění, odpovídající obr. 11, při čištění zubním kartáčkem s uspořádáním skupin štětin podle vynálezu, na obr. 13 silně zvětšený pohled na řez fisurou při použití obvyklého zubního kartáčku, na obr. 14 znázornění, odpovídající obr. 13, při použití zubního kartáčku s uspořádáním skupin štětin a štětin podle vynálezu, a na obr. 15 perspektivní pohled na jednotlivou skupinu štětin podle vynálezu v případě používání, odpovídající obr.

14.

····«· ·· · · φφφ • · · φφφφ φφ φ φφφ φ φ φ φ

• φ

Příklady provedení vynálezu

Na výkresech jsou z důvodu zjednodušení znázorněny výlučně skupiny štětin ve tvaru svazků s kruhovým průřezem, jakož i štětiny s rovněž kruhovým průřezem. V následujícím popisu se průměr svazku označuje vždy písmenem D, průměr štětiny písmenem d, odstup jednotlivých svazků písmenem x, a počet svazků písmenem n. Místo kulatých svazků a kulatých štětin mohou být vytvořeny i jiné tvary průřezů, přičemž obálka průřezu svazku má potom průměr D, popřípadě průřez štětiny má obálku o průměru d.

Výřez polem štětin obvyklého zubního kartáčku, znázorněný na obr. 1, sestává ze skupin štětin ve tvaru kulatých svazků 1, které sestávají z množiny štětin 2. Svazky l mají průměr D a štětiny 2 průměr d. Svazky 1 jsou s odstupem x od sebe upevněny na nosiči 12 štětin, znázorněném ve výřezu. Zpravidla mají obvyklé zubní kartáčky v upevňovací rovině na nosiči 12 štětin stejný odstup x všech svazků. Na obr. 1 je dále naznačena mechanická upevňovací metoda, u které se štětiny 2 jednoho svazku 1 naostří a pomocí ukotvení upevní v otvoru nosiče 12 štětin. Tento způsob se v technice kartáčů označuje jako zarážení.

U známého zubního kartáčku podle obr. 1 obsahuje každý svazek 1 cca 42 štětin o průměru d = 0,20 mm. Průměr svazků činí D = 1,6 mm a odstup svazků i mezi sebou x = 2,6 mm. Stupeň plnění svazků (plocha průřezů štětin v poměru vůči ploše svazku) činí cca 65 %. Z něho se vypočítá hustota štětin 791 štětin na cm².

Obr. 2 znázorňuje z praxe známé uspořádání s nejmenším průměrem svazku a nejmenším počtem štětin na svazek u zubního kartáčku. Při tomto uspořádání má každý svazek 1 n = 16 štětin 2 o průměru d = 0,20 mm. Průměr

4 4

4444 • 4 4

svazků činí D = 1,0 mm a odstup svazků od sebe x = 1,6 mm. Hustota štětin činí 796 štětin na cm².

Jestliže se uspořádání štětin podle obr. 1 nebo obr. 2 pohybuje ve směru rovnoběžném s upevňovací rovinou, tak se kruhový průřez štětin 1 deformuje, tím, že se kolmo ke směru pohybu vně ležící štětiny zatlačují dozadu a průřez svazku se štětinami, předbíhajícími ve směru pohybu, se rozšiřuje proti směru pohybu. To se později blíže popisuje s odkazem na obr. 7, obr. 8 a obr. 11.

Na obr. 3 až obr. 6 je znázorněno uspořádání štětin, popřípadě svazků, podle vynálezu. Obr. 3a) znázorňuje svazek 1 s počtem n = 3 štětiny o průměru d. Průměr D svazku je znázorněn čárkovaně. Vyznačuje současně upevňovací plochu svazku i na nosiči štětin. Na obr. 3b) je tato upevňovací plocha znázorněna v křížovém šrafování. Odstup sousedních svazků činí alespoň x = n.d, může být ale také větší. Jestliže se takové uspořádání štětin, popřípadě svazků, pohybuje v jednom směru, tak se mohou štětiny, zejména při odporu ze strany, na základě své délky a flexibility řadit ve směru pohybu kartáče lineárně za sebou, tak jak je to znázorněno na obr. 3b).

Obr. 4a) a obr. 5a) znázorňují svazek i s n = 4, popřípadě n = 5 štětinami

2. Také zde činí odstup sousedních svazků x > n.d.

Obr. 6a) znázorňuje dva sousední svazky s různým počtem štětin. Vlevo zobrazený větší svazek 10 má štětiny 2 o počtu n = 6, vpravo zobrazený menší svazek 11_ má štětiny 2 o počtu n = 3. V tomto případě se vypočítá odstup x, viz obr. 6b), ze střední hodnoty počtu všech štětin (součet činí 9, střední hodnota 4,5) a průměru d štětin. Tímto způsobem je i u svazků o rozdílném počtu štětin možné lineární uspořádání štětin 2 ve směru pohybu kartáče. Aby se odstupy mezi • · ··· ·

svazky nestaly příliš velkými, doporučuje se u předem daného průměru štětin omezení počtu štětin na svazek.

Kdyby se mělo u známého zubního kartáčku podle obr. 1 dosáhnout lineárního uspořádání štětin ve smyslu vynálezu, musel by odstup x štětin činit místo 2,6 mm přibližně 8,4 mm.

Obr. 7 znázorňuje půdorysný pohled na žvýkací plochu zubů, kupříkladu zubních stoliček. Sousední zuby 4 mají mezi sebou interdentální prostor 5. Dále je na příkladu třech za sebou uspořádaných svazků I se vždy sedmi štětinami 2 znázorněno působení obvyklého zubního kartáčku. Odstup x svazků 1 od sebe je menší než součin ze střední hodnoty počtu štětin 2 sousedních svazků 1 a průměru štětin. Jestliže se takové uspořádání štětin pohybuje ve směru šipky 6 přes žvýkací plochu zubů 4, tak sice ještě štětiny předního svazku 1 vniknou do interdentálního prostoru 5, štětiny následujícího svazku se však nahromadí na zúžení, vedoucímu k interdentálnímu prostoru 5, tak jak je to znázorněno na obr.

7. V bočním pohledu podle obr. 8 je patrné, že se štětiny stále více ohýbají směrem dozadu proti směru 6 pohybu kartáčku.

U uspořádání podle vynálezu, u kterého je odstup x stejný nebo větší než součin ze střední hodnoty počtu štětin 2 sousedních svazků a průměru štětin, nedochází u kartáčků ve směru 6 na náběžné oblasti interdentálního prostoru 5 ke hromadění štětin, nýbrž se štětiny všech svazků lineárně řadí, takže se interdentální prostor 5 jediným pohybem kartáčku v jednom směru plně obsáhne všemi štětinami.

To samé platí pro metodu červená / bílá, jak je znázorněna na obr. 11a obr. 12. U obvyklého zubního kartáčku s uspořádáním štětin podle obr. 11 vnikají do interdentálního prostoru 5 mezi zuby 4 pouze jednotlivé štětiny předního ·· ·»·· • ···

svazku, jak je to naznačeno směrem 6 pohybu kartáčku. Jestliže se zubní kartáček nevede exaktně, nýbrž mírně šikmo, jak je to naznačeno směrem 7 pohybu kartáčku, vnikne do interdentálního prostoru 5 ještě méně štětin. V žádném případě se nedosáhne okraje dásní 8.

U uspořádání svazků 1 podle vynálezu, znázorněného na obr. 12, se štětiny ve svazcích řadí nezávisle na směru 6 nebo 7 pohybu kartáčku za sebou, a tímto způsobem mohou vniknout do interdentálního prostoru 5 až na okraj dásní 8.

Obr. 13 a obr. 14 znázorňují silně zvětšený výřez zubu 4 s fisurou 9. Takové fisury jsou zpravidla vytvořeny trychtýřovitě a mají více nebo méně protažený podélný rozměr. U zubního kartáčku s obvyklým uspořádáním štětin se štětiny 2 svazku 1, zabírající ze shora do fisury 9, hromadí již v zužující se náběžné oblasti fisury 9, zatímco u uspořádání podle vynálezu, znázorněného na obr. 14, vnikne na základě možnosti lineárního řazení štětin 2 alespoň jedna jejich část až do základu fisury 9.

Toto je objasněno na základě perspektivního znázornění na obr. 15, které opět ukazuje výřez zubu 4 s idealizované zobrazenou fisurou 9 s lineárním rozměrem. Štětiny 2 svazku 1 se lineárně řadí, přičemž, jak je to seznatelné ze znázornění, část štětin 2 pronikne až do základu fisury 9.

Claims (20)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zboží se štětinami s nosičem (12) štětin a s ním spojenými štětinami (2), z nichž je alespoň část sdružena do skupin (1) štětin, ve kterých je odstup štětin (2) menší než odstup (x) geometrických středů sousedních skupin (1) štětin, vyznačující se tím, že odstup (x) geometrického středu alespoň jedné skupiny (1) štětin od geometrického středu alespoň jedné sousední skupiny (1) štětin je v podstatě stejný nebo větší než součin ze střední hodnoty počtu (n) štětin (2) v obou skupinách (1) štětin a průměru (d) těchto štětin (2).
2. 2. Zboží se štětinami podle nároku 1, vyznačující se tím, že skupinami (1) štětin jsou zaoblené svazky.
3. 3. Zboží se štětinami podle nároku 2, vyznačující se tím, že skupinami (1) štětin jsou svazky s kruhovým průřezem.
4. 4. Zboží se štětinami podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že skupiny (1) štětin, u kterých je odstup (x) jejich geometrických středů v podstatě stejný nebo větší než součin ze střední hodnoty počtu (n) štětin (2) sousedních skupin (1) štětin a průměru (d) těchto štětin, jsou uspořádány na nosiči štětin v rozích trojúhelníku.
5. 5. Zboží se štětinami podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že skupiny (1) štětin, u kterých je odstup (x) jejich geometrických středů v podstatě stejný nebo větší než součin ze střední hodnoty počtu (n) štětin (2) sousedních skupin (1) štětin a průměru (d) těchto štětin, jsou uspořádány na nosiči štětin v rozích mnohoúhelníku, zejména čtyřúhelníku.
6. 6. Zboží se štětinami podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že skupiny (1) štětin, u kterých je odstup (x) jejich geometrických středů v podstatě stejný nebo větší než součin ze střední hodnoty počtu (n) štětin (2) sousedních skupin (1) štětin a průměru (d) těchto štětin, jsou uspořádány na nosiči štětin lineárně.

   44 4444 • 4 4

   12’···.

   • 4 4*4 4
7. 7. Zboží se štětinami podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že počet (n) štětin (2) ve skupinách (1) štětin je různý.
8. 8. Zboží se štětinami podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že průměr (d) štětin (2) ve skupinách (1) štětin je různý.
9. 9. Zboží se štětinami podle některého z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že na nosiči štětin jsou kromě skupin (1) štětin uspořádány jednotlivě stojící štětiny (2).
10. 10. Zboží se štětinami podle nároku 9, vyznačující se tím, že jednotlivě stojící štětiny (2) jsou sdruženy do alespoň jednoho pole štětin, ve kterém jsou štětiny (2) uspořádány s nepatrným odstupem.
11. 11. Zboží se štětinami podle nároku 10, vyznačující se tím, že odstup štětin (2), stojících jednotlivě v poli, leží v rozsahu průměru (d) štětin (2).
12. 12. Zboží se štětinami podle některého z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že volné konce štětin (2) alespoň jedné skupiny (1) štětin leží na nerovné obalové ploše.
13. 13. Zboží se štětinami podle některého z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že volné konce štětin (2) alespoň jedné skupiny (1) štětin leží na konvexní nebo konkávní obalové ploše.

    φφ φφφ» φφ φφ φφφ φφφφ φφ φ φφφφ φφ φ φφ φ

    V? φ φ φ« φ φφ φ φφφ» φφφ ·Φ φφφ* φφ φφ φφ φφφ·
14. 14. Zboží se štětinami podle některého z nároků 1 až 13, vyznačující se tím, že volné konce štětin (2) různých skupin (1) štětin leží na odlišných obalových plochách.
15. 15. Zboží se štětinami podle některého z nároků 1 až 14, vyznačující se tím, že volné konce štětin (2) skupin (1) štětin leží na obalových plochách, které mají různé odstupy od nosiče štětin.
16. 16. Zboží se štětinami podle některého z nároků 1 až 14, vyznačující se tím, že štětiny (2) mají libovolné tvary průřezu.
17. 17. Zboží se štětinami podle některého z nároků 1 až 15, vyznačující se tím, že skupiny (1) štětin mají libovolné tvary průřezu.
18. 18. Zboží se štětinami podle některého z nároků 1 až 17, vyznačující se tím, že štětiny (2) skupiny (1) štětin jsou jednotlivě spojeny s nosičem štětin.
19. 19. Zboží se štětinami podle některého z nároků 1 až 17, vyznačující se tím, že štětiny (2) skupiny (1) štětin jsou na svých koncích spojeny spolu a s nosičem štětin.
20. 20. Zboží se štětinami podle některého z nároků 1 až 19, vyznačující se tím, že štětiny (2) jsou s nosičem štětin spojeny mechanicky nebo tepelně.