DE102015000887A1

DE102015000887A1 - Zahnreinigungsgerät mit ausfahrbaren Borsten

Info

Publication number: DE102015000887A1
Application number: DE102015000887.0A
Authority: DE
Inventors: Arnulf Deinzer; Wolfgang A. Halang; Dietmar Prestel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-01-23
Filing date: 2015-01-23
Publication date: 2016-07-28

Abstract

Es handelt sich bei der Erfindung um ein Gerät zur Zahnpflege. Eine gründliche Zahnreinigung nach jeder Mahlzeit sollte mindestens mit Zahnbürste, Zahnseide und Interdentalbürste durchgeführt werden. Obwohl die Vorteile der kombinierten Reinigungswerkzeuge durchaus bekannt sind, fehlt es in weiten Teilen der Bevölkerung an Willen, die getrennten Putzvorgänge akribisch durchzuführen. Stattdessen erwägen viele Menschen, sei es aus Zeitgründen oder aus Gründen der Bequemlichkeit, oft zwei der genannten Geräte bei der Zahnreinigung untertags wegzulassen oder sogar ganz darauf zu verzichten. Hier soll die Erfindung den Menschen helfen, mit wesentlich weniger Aufwand die notwendige Zahnreinigung gründlich und schnell auszuführen. Eine Zahnbürste, die die Borsten je nach Örtlichkeit mit dem passenden Hub ausfährt und damit auch in die Zahnzwischenräume gelangt und dort auch orthogonal durch Fortsätze reinigt, behebt den Nachteil einer fehlenden Interdentalbürste. Das Gerät misst ständig den Abstand zur Kieferoberfläche und steuert mit den gewonnenen Daten die Hubbewegung jeder einzelnen ausfahrenden Borste.

Description

Technisches Gebiet
Das Gerät ist ein Hygieneprodukt, was zur häuslichen Zahnpflege benutzt wird. Es ist sowohl für den mobilen als auch für den stationären Einsatz geeignet.
Die Erfindung ist den Gebieten Medizintechnik sowie Zahn- und Mundhygiene zuzuordnen.
Stand der Technik
Es handelt sich bei der Erfindung um ein Gerät zur Zahnpflege. Eine gründliche Zahnreinigung nach jeder Mahlzeit sollte mindestens mit Zahnbürste, Zahnseide und Interdentalbürste durchgeführt werden. Obwohl die Vorteile der kombinierten Reinigungswerkzeuge durchaus bekannt sind, fehlt es in weiten Teilen der Bevölkerung an Willen, die getrennten Putzvorgänge akribisch durchzuführen. Stattdessen erwägen viele Menschen, sei es aus Zeitgründen oder aus Gründen der Bequemlichkeit, oft zwei der genannten Geräte bei der Zahnreinigung untertags wegzulassen oder sogar ganz darauf zu verzichten.
Das ständige Mitführen der Kleinwerkzeuge stellt die Menschen vor logistische Herausforderungen: Interdentalbürsten nutzen sich rasch ab oder Zahnseide geht aus und muss deshalb neu beschafft werden.
Hier soll die Erfindung den Menschen helfen, mit wesentlich weniger Aufwand die notwendige Zahnreinigung gründlich und schnell auszuführen. Eine Zahnbürste, die die Borsten beliebig ausfährt und damit auch in die Zahnzwischenräume gelangt, behebt den Nachteil einer fehlenden Interdentalbürste. Dabei wird der Abstand der Borstenspitze zur Kieferoberfläche ständig gemessen und als Wert der Rechnereinheit zugeführt. Zusätzlich erkennt die Steuerelektronik bei der Hubbewegung eine Gegenkraft, falls die Borste gegen eine Zahnfläche trifft, und hält die ausfahrende Borste an.
Während elektrische Zahnbürsten die Zahnoberflächen gründlich und schonend reinigen, konnte das Prinzip noch nicht auf den interdentalen Bereich angewendet werden. Manuelle Reinigung leidet aber an der Gründlichkeit, weil jeder Zwischenraum gesondert bearbeitet werden muss. Ebenso muss mit der Anwendung der Zahnseide ein erheblicher Zeitrahmen reserviert werden.
[ WO002003086231A1 ] beschreibt eine Interdentalzahnbürste, integriert in eine elektrisch angetriebene Zahnbürste. Die Bewegung der Borsten erfolgt mithilfe einer Antriebswelle und nicht über Abstoßungskräfte zweier Stäbe oder der Bewegung eines Stabes durch Elektromagnetismus. Damit ist ein individuelles Ausfahren der Borsten kaum implementierbar. Auch besitzen die Borsten keine Fortsätze für eine orthogonale Reinigung.
In [ JP10066704A ] wird das Ausfahren der Borsten über ein unterhalb der Borsten gelagertes drehbares Element erreicht. Auch bei dieser Anmeldung darf bezweifelt werden, ob die Hubbewegung für den interdentalen Bereich ausreicht und eine Gegenkraft detektiert werden kann, um das Zahnfleisch oder eine Zahnfläche vor Einstechen zu schützen.
In [ WO002001010268A1 ] wird eine Hubbewegung in den Interdentalbereich über einen an einer Welle befestigten Dorn bewerkstelligt. Auch hier fehlt die individuelle Bewegung einer einzelnen Borste in Anhängigkeit von der Örtlichkeit sowie die Messung der auftretenden Gegenkraft zum Schutz des Zahnbereichs. Außerdem fehlen die Fortsätze an den Borsten für eine orthogonale Reinigung.
Technische Probleme oder Nachteile
Eine elektrisch unterstützte Zahnreinigung inklusive der Zahnzwischenräume konnte bisher nicht realisiert werden.
Aufgabe war es, ein Gerät zu entwickeln, das die geschilderten Nachteile beseitigt und eine umfassende Zahnreinigung gewährleistet. Es sollen die Zahnoberflächen sowie die Zahnzwischenräume gereinigt werden.
Technische Lösung
Um nicht nur Zahnflächen, sondern auch Zahnzwischenräume reinigen zu können, müssen die Borsten eine variable Länge aufweisen. Sie sollen in den Zwischenraum hineinfahren und wieder heraus fahren.
Der Aufbau einer Borste besteht aus einer flexiblen Kunststoffhaut mit kleinen Fortsätzen für die orthogonale Reinigung der Zwischenräume und zwei Stäben im Inneren (1). Einer davon ist fest mit dem Untergrund der Zahnbürste verankert. Der andere ist mit der Spitze der Borstenhaut verbunden.
Um ein teleskopartiges Ausfahren der Borste zu ermöglichen, können folgende Mechanismen angewendet werden:

1. Ein Stab besitzt eine feste Magnetisierung und stellt somit einen Dipol, ähnlich dem eines Stabmagneten dar. Der andere Stab ist mit dem Bürstenkopf elektrisch verbunden und kann über die elektrische Ansteuerung eine variable Magnetisierung erhalten. Bei gleicher Ausrichtung der Ladung bewegt sich der zweite Stab wegen der nun auftretenden Abstoßungskräfte nach oben und gelangt damit mit einer genügenden Ausfahrlänge in den Zahnzwischenraum (2).
2. In der Borste befindet sich eine magnetische Spule, die über elektrische Kontakte mit dem Bürstenkopf verbunden ist. Wird die Spule unter Strom gesetzt, bewegt sich der darin befindliche Stab gemäß dem Magnetfeld nach oben und verlängert damit die Borste, um in den interdentalen Bereich zu gelangen. Auch in dieser Konstruktion wird die mechanische Struktur mit einer flexiblen Außenhaut gekapselt (3).

Die beiden beschriebenen Borsten werden elektrisch gesteuert. Möglich sind gezielte Ausfahrbewegungen oder ständige Schwingbewegungen, so dass der Zahnzwischenraum wiederholt geschrubbt wird. Somit wird auch eine gründliche und schonende Reinigung gewährleistet.
Die Außenhaut der Borste besitzt Fortsätze, die in Ihrem Erscheinen den Stacheln eines Kaktus ähneln. Damit kann jede Oberfläche eines Zahnes orthogonal, das heißt unter senkrecht auftretenden Borsten oder Fortsätzen, bearbeitet werden (1).
Ein bei der Borste befindlicher Abstandssensor unterstützt die Teleskopbewegung der Borste und vermeidet somit ein Einstechen. Zusätzlich ist die Spitze der ausfahrbaren Borste aus einem Material beschaffen, das ähnlich den Eigenschaften von Gummi ein Einstechen in das Zahnfleisch bei senkrechtem Auftreffen erschwert.
Bei der Hubbewegung jeder einzelnen Borste wird die Gegenkraft von der Steuerelektronik über die Messung der Stromstärke erfasst, und veranlasst beim Antreffen der Borstenspitze auf Widerstand das Stoppen der Hubbewegung
Sensortechnisch werden die Ausfahrbewegungen erfasst und an einen Rechner in der Zahnbürste gemeldet. Der Rechner ist mit Energieeinheit, Speichereinheit und einer Kommunikationseinheit ausgestattet. Damit ist es ihm möglich die Ausfahrkräfte und den Hub der ausfahrbaren Borsten zu bestimmen.
Die Länge der ausgefahrenen Borste lässt sich über Sensoren genau feststellen. Beispielsweise lässt sich über die Dehnung der Kunststoffhaut dessen elektrischen Widerstand beeinflussen über zwei Kontakte in regelmäßigen Zeitabständen messen und dem Rechner melden. In einer alternativen Ausprägung befindet sich ein Schleifkontakt zwischen den verschiebbaren Stäben, welcher bei Veränderungen der Lage zueinander zu unterschiedlichen Widerstandswerten führt, in der Funktionsweise ähnlich dem eines Potentiometers. Auch diese Werte werden laufend an die Rechnereinheit übertragen Auch ist es möglich, an einem der beiden Stäbe Markierungen, beispielsweise magnetischer oder optischer Art, anzubringen. Bewegungen des Stabes resultieren in einer von einem Sensor erfassten Impulsfolge, die der Rechner in Bewegung- und Wegsinformation umrechnen kann
Ausführungsbeispiele
In einer einfacheren Version kann die Kraft für die Hubbewegungen begrenzt sein, damit dem Anwender kein Schaden zugefügt wird. Mit rhythmischen oder oszillierenden Ausfuhrbewegungen reinigt die Zahnbürste die Zahnoberflächen und die Zahnzwischenräume von Zahnbelag und Speiseresten. Eine mäßig angewendete Kraft und weiche Spitzen der ausfahrbaren Borsten schützen vor Verletzungen.
In einer fortgeschrittenen Ausführung misst der in der Zahnbürste befindliche Rechner laufend den tatsächlichen Hub und die aufgewendete Kraft für jede einzelne ausfahrbare Borste und schießt mit den Informationen auf den Umstand, ob die Borste auf massiven Widerstand der Zahnfläche stößt oder ein freies Bewegungsfeld vor sich besitzt. So ist die Zahnbürste in der Lage, abhängig vom Einsatzort jeder einzelnen Borste deren Hubbewegung kontrolliert zu steuern.
Erreichte Vorteile
Der Anwender erreicht eine vollständige Zahnreinigung inclusive Zahnoberflächen und Zahnzwischenräume. Das einfache Bewegen der elektrisch betriebenen Bürste über die Zahnreihen reicht aus, um die Zahnreinigung vollständig auszuführen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 002003086231 A1 [0007]
JP 10066704 A [0008]
WO 002001010268 A1 [0009]

Claims

Zahnreinigungsgerät mit ausfahrbaren Borsten, wobei eine Borste der Zahnbürste im Inneren aus zwei Stäben besteht, von denen einer fest mit dem Untergrund verbunden ist und der anderer, verbunden mit der Außenhaut der Borste, sich in einer der Längsausrichtung flexiblen Lage befindet und die Außenhaut in einer Ausgestaltung aus einem biologisch neutralen dehnbaren Kunststoff besteht.
System nach Anspruch 1, wobei die Außenhaut der Borste mit kleinen Fortsätzen für die orthogonale Reinigung ausgestattet ist.
System nach den Ansprüchen 1 und 2, wobei die Stäbe in einer möglichen Ausgestaltung aus magnetisierbarem Material besteht, wobei ein Stab eine feste magnetische Ausrichtung besitzt und der andere Stab eine je nach Stärke der angeschlossenen elektrischen Spannung die magnetische Ladung variabel gestalten kann, womit über magnetische Abstoßungskräfte die Stäbe aneinander in Längsausrichtung verschoben werden und somit die Längsausdehnung der Borste variabel gestaltet wird.
System nach den Ansprüchen 1–3, wobei in einer möglichen Ausgestaltung ein aus einem magnetisierbaren Material bestehende Stab in seiner Ruheposition von einer elektrisch steuerbaren Spule umschlossen ist und diese durch Anlegen einer elektrischen Spannung den Stab noch oben fährt und somit die Borste in ihrer Längsausrichtung verlängert.
System nach den Ansprüchen 1–4, wobei in einer möglichen Ausgestaltung bei der Hubbewegung der ausfahrbaren Borsten laufend die Gegenkraft über die im Griffstück befindliche Steuerelektronik gemessen wird und damit die Hubhöhe der ausfahrbaren Borste individuell auf den zu reinigenden Kiefer eingestellt wird.
System nach den Ansprüchen 1–5, wobei in der Zahnbürste eine Rechnereinheit, Speichereinheit und Energieeinheit vorhanden ist um die aufgenommenen Sensorwerte der Abstandsmessung an den Borsten zu speichern, zu verarbeiten und in eine optimale Steuerung der ausfahrbaren Borsten umzusetzen.
System nach den Ansprüchen 1–6, wobei in einer Ausgestaltung die Längenausdehnung der Borste über den veränderten Widerstand der Kunststoffhaut gemessen werden kann und an die Rechnereinheit übertragen
System nach den Ansprüchen 1–7, wobei die Längenausdehnung der Borste über Schleifkontakt zwischen den zwei Stäben gemessen wird, welche einen proportionalen Widerstandswert ergibt und dieser als Information an den Rechner übertragen wird.
System nach den Ansprüchen 1–8, wobei die Längenausdehnung der Borste in einer möglichen Ausgestaltung durch magnetische oder optische Markierungen an dem beweglichen Stab durch einen Sensor beim Verschieben des Stabes erfasst und als Impulsfolge an die Rechnereinheit übertragen wird.