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Elektrisches Gerät.
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Die Erfindung betrifft allgemein ein elektrisches Gerät und insbesondere
eine mit einer aufladbaren Batterie betriebene elektrische ZahnbUrste mit mehreren
wahlweise verschiedenen Bürstenbewegungen, Kraftgetriebene ZahnbUrsten fUr den Haushaitgebrauch
besitzen gewöhnlich eine einzige in der Hand haltbare Antriebseinheit und mehrere
abnehmbare gesonderte Zahnbürstenaufsätze, so daß Jedes einzelne Familienmitglied
eine gesonderte Bürste haben kann. Wenn sie nicht in Gebrauch sinds werden die Antriebseinhelt
und die einzelnen Zahnbürsten
oder Bürstenaufsätze in einem Stander
oder in einem Gehäuee gelagert, in welchem eine Ladeeinheit zum Aufladen einer in
der Antriebseinheit eingebauten Batterie vorgesehen ist.
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Wegen der gesonderten Ladeeinheit werden solche Zahnbürsten oft als
schnurlose Zahnbürsten bezeichnet.
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Bei einer Art von schnurloser Zahnbürste wird die Bürste durch die
Antriebseinheit so angetrieben, daß sie um die Achse des Bürstenschaftes mit einem
Winkel von etwa lo -300 schwingt. Bei einer anderen Bauart der Antriebseinheit wird
die Bürste in der Richtung der Achse ihres Schaftes hin- und herbewegt, Hinsichtlich
der Vorteile dieser beiden verschiedenen Bürstenwirkungen bestehen zum Teil verschiedene
Ansichten. Es ist daher wünschenswert, eine schnurlose Zahnbürste zu scnaffen, mit
der wahlweise beide Arten der Bürstenwirkung erzielt werden können.
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Die Erfindung stellt gegenüber den bisherigen Zahnbürsten insofern
einen Fortschritt dar, als ein neuer und verbesserter Antriebsmechanismus verwendet
wird, mit dem wahlweise eine Drehbewegung entweder in eine hin- und hergehende oder
in eine schwingende Bewegung eines getriebenen Elements umgewandelt werden kann,
wobei eine neue und verbesserte WShleinrichtung vorgesehen ist, durch welche entweder
eine hin-und
hergehende oder eine schwingende Bewegung eines Abtriebsgliedes
gewählt werden kann, und ein Umkehrmotor vorgesehen ist, der in gewählten entgegengesetzten
Richtungen betrieben werden kann, um entweder eine hin- und hergehende oder eine
8chwingende BUrstenwirkung hervorzurufen.
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Im weitesten Sinn ist die Erfindung auf eine elektrische Antriebseinheit
gerichtet, die einen Motor mit einer drehbaren Motorwelle besitzt und in der ein
Abtriebsschaft zur hin-und hergehenden bzw. schwingenden Bewegung angeordnet ist,
wobei Antriebsmittel die drehbare Welle und den Abtriebsschaft miteinander verbinden,
um den letzteren bei einer Drehung der Motorwelle in der einen Richtung hin- und
herzubewegen, Jedoch bei einer Drehung der Motorwelle in der entgegengesetzten Richtung
dem Abtriebsschaft eine schwingende Bewegung mitzuteilen.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese nachfolgend iti
Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und zwar zeigen: Fig.
1 eine schaubildliche Ansicht einer erfindungsgemässen elektrischen Zahnbürste,
in welcher die Antriebseinheit mit voll ausgezogenen Linien und der abnehmbare
Bürstenteil
mit gestrichelten Linien und ferner der Schalter in der Ausschaltstellung dargestellt
ist; Fig. 2 in vergrössertem Maßstab eine Teilansicht von der Seite in Aufriß des
oberen Teils der Antriebseinheit nach Fig. 1, wobei Teile weggebrochen sind>
um die Erfindung besser darzustellen; Fig. 3 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie
3-3 in Fig. 2 unter der Annahme, daß die letztere die vollständige Anordnung zeigt;
Fig, 4 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 3 unter der Annahme, daß
die letztere die vollständige Anordnung zeigt; Fig. 5 eine Ansicht im Schnitt nach
der Linie 5-5 in Fig. 4 unter der Annahme, daß die letztere die vollständige Anordnung
zeigt; Fig. 6 eine Ansicht teilweise im Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 3, ebenfalls
unter der Annahme, daß Fig. 3 die vollständige Anordnung zeigt;
Fig.
7 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht wobei bestimmte Teile des Gehäuses weggelassen
sind und bestimmte andere Teile nicht im Schnitt gezeigt sind, Jedoch der Schalter
in einer besonderen Schließstellung dargestellt ist, welche eine hin- und hergehende
Bewegung des Abtriebsschaftes verursacht; Fig. 8 eine schaubildliche Ansicht, bei
welcher bestimmte Teile im Schnitt dargestellt sind und welche den Mechanismus der
Antriebseinheit zeigt, wobei die Teile sich in der in Fig. 7 gezeigten Stellung
befinden, um eine hin- und hergehende Bewegung des Abtriebsschaftes zu bewirken;
Fig. 9 eine der Fig, 8 ähnliche schaubildliche Ansicht, welche Jedoch die Teile
in der Stellung zeigt, die eine schwingende Bewegung des Abtriebsschaftes herbeiführt;
Fig.lo in vergrössertem Maßstab eine Teilansicht im Schnitt nach der Linie lo-l0
in Fig. 5 unter der Aufnahme, daß die letztere die vollständige Anordnung zeigt;
Fig. all eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 11-11 in
Fig. lo
unter der Annahme, daß die letztere die vollständige Anordnung zeigt; Fig, 12 eine
auseinandergezogene schaubildliche Darstellung des Wählschalters und eines Teils
des Gehäuses der Antriebseinheit und Fig. 13 ein Schaltbild der erfindungsgemEssen
Stromkreise, wobei sich der Schalter, wie in Fig. 1 gezeigt, in der Offenstellung
befindet.
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Die erfindungsgemässe Zahnbürste besitzt eine kraftgetriebene Einheit
mit einem Elektromotor, dessen Anker wahlweise entweder in einer Vorwärts- oder
in einer Rückwärtsrichtung drehbar ist. Diese Einheit umfaßt einen Antriebsmechanismus
zur Umwandlung der Drehbewegung des Motors entweder in eine hin- und hergehende
oder in eine schwingende Bewegung des Abtriebsschaflæs. Der Abtriebsschaft dient
für den Antrieb einer Zahnbürste, die abnehmbar an ihm befestigt ist. Der Antriebsmechanismus
erzeugt eine hin- und hergehende Bewegung des Abtriebsschaftes bei einer Drehung
des Motorankers in der einen Richtung und eine schwingende Bewegung des Abtriebsschaftes
bei einer Drehung des Motorankers in der entgegengesetzten Richtung. Wahlweise betätigbare
Schaltmittel dienen
zur wahlweisen Regelung der Drehrichtung der
Motorwelle, um den gewünschten Abtrieb zu erhalten.
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In den Zeichnungen ist eine erfindungsgemässe> allgemein mit 20
bezeichnete elektrische Antriebseinheit dargestellt.
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Diese mit einer Hand gehaltene Antriebseinheit 20 ist vorzugsweise
eine verhältnismässig gedrängt gebaute Vorrichtung, so daß sie vom Benutzer, unabhängig
davon, ob es sich um einen Erwachsenen oder um ein Kind handelt, leicht gehalten
werden kann. Bei einer Vorrichtung mit einem erfindungsgemEssen Aufbau hat die Antriebseinheit
20 einen Aussendurchmesser zwischen 32 mm und 38 mm (eininviertel Zoll und eineinhalb
Zoll) und eine Gesamtlänge von weniger als 15 cm (sechs Zoll). Die Antriebseinheit
20 dient für den Antrieb einer geeigneten Zahnbürste, welche in Fig. 1 mit gestrichelten
Linien dargestellt und mit 21 bezeichnet ist, in der Weise, daß sie entweder eine
hin- und hergehende oder eine schwingende Bewegung ausführt, Die Bürste 21 bildet
keinen Teil der Erfindung und ist lediglich als Beispiel für Bürsten dargestellt,
die ndt einer Antriebseinheit von der bei 20 dargestellten Art verwendet werden
kann. Die Bürsten, beispielsweise die Bürste 21, können für den Antrieb an dem einen
Ende eines Antriebsschaftes 22 befestigt werden, welcher aus der von der Hand gehaltenen
Antriebseinheit übersteht.
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Die Antriebseinheit 20 besitzt ein Gehäuse 24 von zylindrischer Gestalt,
das unten offen und oben durch einen angeformten Wandteil 24a (Fig. 3 und 4) geschlossen
ist. Die Wand 24a ist vorzugsweise mit zwei ausgesenkten Bohrungen für geeignete,
nachfolgend näher beschriebene Befestigungsmittel verstehen, während sich durch
eine öffnung 25 das treibende Ende des Antriebsschaftes 22 erstreckt (Fig. 4).
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Wie aus Fig. 1 und 13 ersichtlich ist, ist das untere Ende des Gehäuses
24 durch eine geeignete preßgeformte Endkappe 27 abgeschlossent die als napfförmiges
Element dargestellt ist und einen oberen Teil 27a von verringertem Durchmesser zum
Einsetzen mit enger Passung in das offene untere Ende des Gehäuses 24 aufweist.
Beim endgültigen Zusammenbau wird ein geeigneter Klebstoff aufgebracht, um die Endkappe
27 dichtend am zylindrischen Gehäuse 24 zu befestigen. Die Endkappe 27 ist mit einem
nach innen eintretenden Teil versehen dargestellt, der eine mittige Eintiefung 28
(Fig. 13) zur Aufnahme von zwei konzentrisch angeordneten Kontaktstücken 29 und
3o begrenzt, mittels welchen die Antriebseinheit an einen geeigneten Aufladekreis
angeschlossen werden kann.
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Als Quelle elektrischer Energie innerhalb der Antriebseinheit 20 ist
im unteren Teil des Gehäuses 24 eine geeignete nachladbare
Batterie
32 angeordnet, die nur inFig. 13 in schematischer Darstellung gezeigt ist und dazu
diente einen Niederspannungs-Gleichstrommotor 33 zu speisen, der in Fig. 2, 3, 4
und 13 dargestellt ist. Es sind natürlich geeignete Mittel vorgesehen, welche die
Batterie 32, die vorzugsweise eine zylindrische Form hat und im untersten Teil des
Gehäuses 24 angeordnet ist, und den Motor 33 in geeigneter Anordnung innerhalb des
Gehäuses 24 zu halten.
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Aus dem Vorangehenden ergibt sich, daß das untere offene Ende des
Gehäuses 24 gegen das Eindringen von Feuchtigkeit abgedichtet ist. Vor allem darf
Feuchtigkeit nicht in das Gehäuse 24 durch die Öffnung 25 für den Antriebs schaft
22 eindringen, für welchen Zweck eine Antriebsschaftdichtung 35 (Fig. 4 und 7) vorgesehen
ist, die vorzugsweise rohrförmig ist und einen ringförmigen Flansch 35a an ihrem
unteren Ende aufweist, Dieser Flansch kann, wie am besten aus Fig. 4 ersichtlich
ist, zwischen einer Fläche an der Innenseite der oberen Wand 24a des Gehäuses 24
und einer geeigneten Scheibe oder einem plattenförmigen Auflager 37, das nachstehend
näher beschrieben wird, eingespannt wrden, wodurch die Öffnung 25 gegen das Eindringen
von Feuchtigkeit abgedichtet wird, Damit Feuchtigkeit nicht längs des Abtriebs-bzw,
Antriebsschaftes 22 kriechen kann, ist der letztere mit einem Teil 22a von verringertem
Querschnitt versehen (Fig, 4),
der mit engem Sitz einen verdickten
ringförmigen Teil 35b der Antriebsschaftdichtung 35 aufnimmt. Die Köpfe irgendwelcher
nachstehend beschriebener Befestigungsmittel, die sich in ausgesenkten Bohrungen
in der Endwand 24a des Gehäuses 24 befinden, müssen natürlich ebenfalls gegen das
Eindringen von Feuchtigkeit abgedichtet werden, was in an sich bekannter Weise geschehen
kann.
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Zur Verbesserung des Aussehens des oberen Endes des Gehäuses 24 und
insbesondere, um die nachstehend beschriebenen Befestigungsmittel und die Antriebsschaftdichtung
35 zu verdecken, ist eine mit einem Flansch ausgebildete Gehäusekappe 38 vorgesehen,
die vorzugsweise aus einem etwas elastischen preßgeformten Kunststoff besteht. Um
die Kappe 38 zu sichern, ist sie vorzugsweise mit nicht gezeigten Nasen versehen,
die vom Flansch nach innen vorstehen und von einer Ringnut 39 (Fig. 3) aufgenommen
werden, welche benachbart dem geschlossenen Ende des Gehäuses 24 ausgebildet ist.
Vorzugsweise ist das Gehäuse 24 mit einer ringförmigen Schulter 40 (Fig. 3 und 4)
benachbart der Nut 39 zur Auflage des Flansches der Kappe 38 verstehen, so daß die
letztere als Fortsetzung des Gehäuses 24 erscheint. Die Kappe 38 ist vorzugsweise
mit einem ringförmigen abstehenden Flansch 38b ausgebildet (Fig. 2, 3, 4 und 6),
der eine Öffnung 41 in der Kappe 38 umgibt, durch welche
sich der
Abtriebsschaft 22 erstrecken kann.
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Zur Betätigung des Antriebs- oder Abtriebsschaftes 22 entweder für
eine schwingende oder eine hin- und hergehende Bewegung des letzteren entsprechend
der Drehrichtung des Motors 33 ist eine Bauuntergruppe vorgesehen, welche den Elektromotor
33 und einen Mechanismusträger 42 zur Halterung des erfindungsgemässen und allgemein
mit 44 bezeichneten Mechanismus umfaßt und am besten in Fig. 2, 3, 5, 7, 8 und 9
ersichtlich ist, Der Elektromotor kann natürlich.ein Niederspannungs-Gleichstrommotor
von geeigneter Bauform sein, der eine Ab triebswelle 45 besitzt, die in Jeder Richtung
Je nach der Erregung des Elektromotors 33 zur Drehung angetrieben werden kann, Der
Mechanismusträger 42 bildet vorzugsweiseeinen Verschluß oder eine Begrenzung des
oberen Endes des Gehäuses für den Motor 33, so daß der letztere und der Hechanismusträger
42 mehr oder weniger eine Baugruppe für sich bilden.
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Der Mechanismusträger 42 kann ein Spritzgußstück sein oder aus einem
geeigneten Kuntstorf durch Preßformen hergestellt werden, in welchem Falle er gleichzeitig
als Isolator für elektrische Bauelemente dient, wie nachstehend beschrieben wird.
Der untere Teil 42a des Mechanismusträgers 42 hat vorzugsweise einen Durchmesser
von der Grösse des Durchmessers des Gehäuses für den Motor 33, so daß, wenn die
beiden zusammengebaut
sind, der Motor 33 praktisch eine Fortsetzung
des unteren Teils 42a des Mechanismusträgers 42 bildet.
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Zur Halterung des Antriebsmechanismus 44> auf den die Erfindung
besonders gerichtet ist, und der nachstehend näher beschrieben wird, weist der Mechanismusträger
42 unmittelbar oberhalb seines unteren Teils 42a einen nach oben gerichteten zylindrischen,
allgemein mit 42b bezeichneten Teil auf, der eine Mechanismuskammer 47 begrenzt
(Fig. 2, 3 und 7) die auf der einen Seite offen ist, wie am besten in Fig. 2 und
5 ersichtlich ist), so daß eine Art Fenster 49 vorhanden ist. Der nach oben gerichtete
Teil 42b hat eine im wesentlichen zylintische Gestalt mit Ausnahme eines flachen
Wandabschnittes 42c, wie am besten in Fig. 3, 5 und 7 ersichtlich ist, der einen
geeigneten, nachstehend näher beschriebenen Schalter trägt. Der nach oben gerichtete
Teil 42b begrenzte wie erwähnte die Mechanismuskammer 47 zur Aufnahme des nachfolgend
näher beschriebenen Antriebsmechanismus 44. Praktisch hat der nach oben gerichtete
Teil 42b des Mechanismusträgers 42 annähernd Hufeisenform mit einer Abflachung an
einem Teil des Bereiches des Stegteils der Hufeisenform. Die Oberkante des Teils
42b des Mechanismusträgers 42 ist mit 2 einander mehr oder weniger diametral gegenüberliegenden
Gewindebohrungen zur Aufnahme
geeigneter Befestigungsmittel 50
(Fig. 4 und 5) verstehen, so daß die Bauuntergruppe aus dem Motor 33, dem Mechanismusträger
42 und dem Antriebsmechanismus 44 innerhalb des Gehäuses 24 an dessen Wand 24a befestigt
werden kann. Die Befestigungsmittel 50 werden von den erwähnten ausgesenkten Bohrungen
aufgenommen.
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Damit der Anker oder die Motorwelle 43 in die Mechanismuskammer 47,
welche durch den Mechanismusträger 42 begrenzt wird, hineinragen kann, um den Antriebsmechanismus
44 vom Motor 33 aus zu betEtigen, ist das untere Ende 42a des Mechanismusträgers
42 mit einer Mittelöffnung 51 zur Aufnahme eines oberen Lagers 52 für die Ankerwelle
45 versehen. Ausser der Öffnung 51 im unteren Ende 42a des Mechanismusträgers 42
sind zwei Ausnehmungen 53 und 54 vorgesehen (Fig. 3 und 4). Die Ausnehmung 53 (Fig.
4) ist in einem Ansatz 42e (Fig. 2, 4 und 5) vorgesehen, der mit dem Mechanismusträger
42 aus einem Stück besteht und zur Aufnahme eines Gleitlagers 55 für das untere
Ende des Antriebs- bzw. Abtriebsschaftes 22 dient. Die Ausnehmung 54 (Fig. 3) ist
andererseits in einem Ansatz 42d (Fig. 3, 7, 8 und 9) des Mechanismusträgers vorgesehen
und dient zur Aufnahme des unteren Endes einer feststehenden Zahnradspindel 56,
deren Aufgabe nachfolgend näher beschrieben wird. Zur Halterung des oberen Teils
des
Antriebs- bzw. Abtriebsschaftes 22 ist ein mit einem Flansch
ausgebildetes Lager 57 vorgesehen, das in einer geeigneten Öffnung in der Platte
37 angeordnet ist.
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Damit die obere Lagerträgerplatte 37 richtig mit Bezug auf den Mechanismusträger
42 einwandfrei ausgerichtet ist und ferner, um die beiden Elemente sicher in ihrer
Lage zueinander zu halten, ist das obere Ende des Teils 42b vorzugsweise mit kurzen
kreisförmigen Vorsprüngen 42f (Fig. 5) versehen, die von geeigneten, nicht gezeigten
Ausnehmungen an der Unterseite der Trägerplatte 37 gleichachsig zu den Befestigungsmitteln
50 aufgenommen werden innen. Durch die Befestigungsmittel 50 wird natürlich die
Platte 37 gegen das obere Ende des Mechanismusträgers 42 festgespannt und werden
ferner der Motor 33, der Mechanismustr&ger 42 und der Mechanismus 44 am geschlossenen
Ende 24a des Gehäuses 24 gesichert. Zusätzlich wird durch die Befestigungsmittel
50 der Flansch 35a der Dichtung 35, wie vorangehend beschrieben, festzespannt.
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Hierdurch wird die Trägerplatte 37 ein Teil des 14echanismusträgers
und trägt natürlich das vorangehend beschriebene mit einem Flansch ausgebildete
Lager 57.
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Ein Hauptmerkmal der Erfindung ist der Antriebsmechanismus 44, der
die Aufgabe hat, eine Drehbewegung der Ankerwelle 45
entweder in
eine schwingende Bewegung des Abtriebsschaftes 22 um seine eigene Achse oder eine
Hin-und herbewegung des Schaftes 22 in der Längsrichtung seiner Achse umzuwandeln.
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Der bereits beschriebene Abtriebsschaft 22 und die feststehende Zahnradspindel
56 bilden einen Teil des Antriebsmechanismus 44. Dieser Antriebsmechanismus besitzt
zusätzlich ein Ritzel 60 ein Zahnrad 62, ein Kurvenelement 63, einen Antriebsstift
65, eine Antriebsgabel 66 und ein Kurvenfolgeorgan 67. Die Elemente oo, 62, 63,
und 66 sind vorzugsweise aus Nylon od. dgl. geformt. Wie dargestellt, ist das obere
Ende der Ankerwelle 45, welches in die Mechanismuskammer 47 durch die oeffnung 51
hineinragt, mit einem gerändelten Teil 45a (Fig. 3 und 7) versehen, gegen welchen
das Ritzel 60 angepre#t werden kann, 80 daß es durch die Motorwelle 45 angetrieben
wird. Das Zahnrad 62 ist auf der feststehenden Zahnradspindel 56 in Antriebseingriff
mit dem Ritzel 60 drehbar gelagert. Zwischen dem unteren Ende des Zahnrades 62 und
dem Ansatz 42d ist eine Beilagscheibe 68 anzeordnet, wie am besten in Fig. 3 und
7 ersichtlich ist. Erfindungsgemäß ist der obere Teil des Zahnrades 62 mit einer
grossen zylindrischen Ausnehmung 69 zur Aufnahme einer zylindrischen Erweiterung
63a des Kurvenelements 63 versehen. Das Kurvenelement 63 ist ebenfalls drehbar um
die feststehende Zahnradspindel 56 angeordnet und weist einen erweiterten scheibenförmigen
oberen Teil 63b auf,
von dessen Umfang in Abständen voneinander
eine Anzahl Nasen 63c abstehen, deren Zweck nachfolgend erläutert wird.
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Um das Zahnrad 62 an einer Aufwärtsbewegung auf der feststehenden
Zahnradspindel 56 zu hindern, ist die letztere mit einer ringf8rmigen Ausnehmung
71 zur Aufnahme eines Sprengringes 72 versehen, (Fig. 3, 7 und 8). Der Sprengring
72 sitzt auf dem Boden der Ausnehmung 69 auf, wodurch das Zahnrad 62 in der in Fig.
7 gezeigten Stellung gehalten wird.
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Vorzugsweise ist, wie dargestellt, die Ausnehmung 69 mit einer kleinen
nach unten gerichteten Verlängerung 69a versehen, innerhalb welcher der Sprengring
72 angeordnet ist, so daß der Hauptkörper der Ausnehmung 69 zur Aufnahme des Teils
63a des Kurvenelements 63 zur Verfügung steht. In Fig.7 sind verschiedene Stellungen
des Kurvenelements 63* die nachfolgend näher beschrieben werden mit voll ausgezogenen
bzw. gestrichelten Linien dargestellt.
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Die Antriebsgabel 66 dient dazu, dem Abtriebs- bzw, Antriebsschaft
22 eine schwingende Bewegung mitzuteilen. Für diesen Zweck erstreckt sich, wie am
besten in Fig. 2, 4, 5, 8 und 9 ersichtlich ist, der Schaft 22 durch einen rohrförmigen
Teil 66a der Antriebsgabel 66 und ist der Schaft 22 vorzugsweise
mit
einem gerändelten Teil oder anderen Mitteln versehen, welche eine gute Antriebsverbindung
mit dem rohrförmigen Teil 66a ergeben. Die Antriebsgabel 66 weist ferner einen seitlich
abstehenden Teil 66b auf, der mit dem rohrförmigen Teil 66a aus einem Stück besteht.
Der seitlich abstehende Teil 66h ist mit einer länglichen Ausnehmung 74 zur Aufnahme
des Antriebsstiftes 65 ausgebildet, der in einer exzentrischen Ausnehmung in der
Oberseite des Kurvenelements 63 befestigt ist, Dieser Antriebsstift 65 ist, wie
in Fig. 7 gezeigt, derart, daß er in eine geeignete Ausnehmung getrieben werden
kann, und mit Mitteln versehen, die ein leichtes Austreten nach dem Eintritt verhindern.
Ausserdem ist der Antriebsstift 65 am oberen Ende mit einem Kopf 65a versehen, um
das Kurvenelement 63 benachbart dem sich seitlich erstreckenden Teil 66b der Antriebsgabel
66 zu halten. Wie ersichtlich, hat, wenn das Kurvenelement 63 um die Achse der feststehenden
Zahnradspindel56 gedreht wird, dies eine schwingende Bewegung des Abtriebsschaftes
zur Folge, wie durch den doppelköpfigen Pfeil in Fig. 9 dargestellt.
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Damit unter bestimmten Bedingungen der gleiche Mechanismus 44 eine
hin- und hergehende Bewegung des Antriebsschaftes 22 erzeugen kann, wie durch den
doppelköpfigen Pfeil in Fig. 8 angegeben, ist der Umfang des zylindrischen Teils
63a
des Kurvenelements 63 innerhalb der Ausnehmung 69 mit einer
endlosen Nut 75 für die Aufnahme des Kurvenfolgeorgans 67 versehen. Dieses Kurvenfolgeorgan
wird von der die Ausnehmung 69 begrenzenden Wand des Zahnrades 62 getragen, wie
sich am besten in Fig.-3, 7, 8 und 9 ergibt. Die Nut 75 hat einen Tiefenpunkt und
diametral entgegengesetzt einen hohen Punkt mit Bezug auf den Teil 63a, wie inFig.
2, 3 7, 7> 8 und 9 ersichtlich ist, wobei die Teile der Nut, welche diese Punkte
verbinden, eine gleichmässige Neigung haben, so daß eine bestimmte relative Drehung
des Zahnrades 62 und des Kurvenelements 63 um 3600 um die Achse der feststehenden
Zahnradsindel 56 einen vollständigen Hin- und Herbewegungszyklus des Kurvenelements
63 längs der erwähnten Achse zur Folge hat. Wie nachstehend näher beschrieben wird,
wird das Kurvenelement 63 an einer Drehung gehindert, wenn sich das Zahnrad 62 in
der Richtung des Pfeils in Fig. 8 dreht, so daß sich das Kurvenelement 63 in die
und aus der Ausnehmung 69 auf- und abbewerrt.
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Da das Kurvenelement mit der Antriebsgabel 66 durch den Antriebsstift
65 verbunden ist, führt der Abtriebsschaft 22 in ähnlicher Weise eine Hin- und Herbewegung
aus. Hierbei ist zu erwähnen, daß nicht nur die Antriebsschaftdichtung 35 ausreichend
elastisch ist, um eine solche Hin- und Herbewegung zu verhindern, sondern auch das
Gleitlager 55 ausreichend lang ist, um eine solche Bewegung zu ermöglichen.
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Erfindungsgemäß sollen, wenn sich das Zahnrad 62 in der in Fig. 9
durch den Pfeil angegebenen Richtung ( im Gegenzeigersinn ) dreht, das Kurvenelement
63 und das Zahnrad 62 als eine einzige Einheit arbeiten. Die Nut 75 ist daher benachbart
ihrem hohen Punkt mit einer kurzen Verlängerung 75a (Fig. 8 und 9) verstehen, in
welche sich das Kurvenfolgeorgan 67 bei einer Gegenzeigersinndrehung des Zahnrades
62, gesehen in Fig. 9, bewegt. Wenn sich der Stift am Ende dieser kurzen Verlängerung
75a (wie in Fig. 2 und 9 dargestellt) befindet, hat eine weitere Drehung des Zahnrades
im Gegenzeigersinn zur Folge, daß sich das Kurvenelement 63 in der gleichen Richtung
mitdreht, so daß unter diesen Bedingungen das Zahnrad 62 und das Kurvenelement 63
miteinander fest verbunden sind, was eine schwingende Bewegung des Schaftes 22 zur
Folge hat, Wie ersichtlich, müssen sich für eine Hin- oder Herbewegung bzw. eine
geradlinige Bewegung des Abtriebsschafes 22 die Ankerwelle 45 und das zugeordnete
Ritzel 60 im Gegenzeigersinn drehen, gesehen in Fig. 8 (siehe Pfeil auf dem Ritzel
60) wehren für die schwingende Bewegung des Abtriebsschaftes 22 die Ankerwelle 45
und das Ritzel 60 sich im Uhrzeigersinn drehen mAssen, gesehen in Fig. 9, (siehe
Pfeil auf dem Ritzel 60).
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Um das Kurvenelement 63 in Stillstand zu halten, wenn eine
hin-
und hergehende Bewegung des Abtriebsschaftes 22 in Richtung seiner Längsachse stattfinden
soll, ist ein Gleitstück 78 vorgesehen, das mehrere Funktionen hat, wie nachfolgend
beschrieben wird. Vor allem dient es als Sperung oder Anschlag, um das Kurvenelement
63 gegen Drehung zu halten.
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Für diesen Zweck besitzt es einen Vorsprung 78a, der zwischen benachbarten
Nasen 63c des Kurvenelements 63 aufgenommen werden kann. Ferner dient es als beweglicher
Kontaktträger, wie nachfolgend beschrieben wird. Wie dargestellt, ist das Gleitstück
78 vorzugsweise aus einem preßgeformten Isoliermaterial hergestellt und besitzt
einen flachen plattenförmigen Kontaktträgerteil 78b> von dessen oberem Ende der
Kurvenelementanschlag 78a absteht. Der flache Teil 78b wird von dem Mechanismusträger
42 zur Hin- Herbewegung zwischen einer oberen Stellung (Fig. 9), welche, wie sich
aus dem Nachfolgenden ergibt, zu einer besonderen Erregung des Motors 33 führt,
um eine hin- und hergehende Bewegung des Abtriebsschaftes 22 herbeizufUhren, und
einer unteren, in Fig. 7 und 8 gezeigten Stellung getragen, in welcher das Kurvenelement
63 verriegelt und der Motor 33 erregt wird, um eine Hin- und Herbewegung des Abtriebsschaftes
22 in der Richtung seiner Längsachse zu bewirken. Das Gleitstück 78 kann ferner
in einer Mittelstellung angeordnet werden (Fig. 3, 4, 6 und 13), in welcher der
Motor
33 abgeschaltet ist, der Anschlag 78a sich Jedoch ausserhalb
der Nasen 63c befindet.
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Wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich ist, ist der Mechanismusträger
42 so geformt, daß er das Gleitstück 78 bei seiner Bewegung zwischen seinen beiden
vorangehend beschriebenen Endstellungen führt. Wie in Fig. 5 gezeigt, befinden sich
Teile der Seite des Gleitstückabschnitts 78b, die dem Vorsprung 78a abgelegen sind,
in Eingriff mit am Mechanismusträger 72 vorgesehenen Führungen. Die andere Seite
des Gleitstückabschnitts 78b wird durch eine senkrechte Stütze 42g geführt, die
mit dem Mechanismusträger 42 fest verbunden ist.
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Aus der vorangehenden Beschreibung ergibt sich, daß der erfindungsgemässe
Antriebsmechanismus 44 für die eine Querrichtung der Ankerwelle 45, während welcher
das Kurvenelement 63 durch den Anschlag 78a gegen eine Drehbewegung gehalten wird,
eine hin- und hergehende Bewegung des Abtriebsschaftes 22 in der Richtung seiner
Längsachse bewirkt.
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Ausserdem findet bei der Drehung der Ankerwelle 45 in der entgegenge&tzten
Drehrichtung, bei welcher sich das Kurvenelement 63 frei um die feststehende Zahnradspindel
56 drehen kann, eine schwingende Bewegung des Antriebsschaftes 22 statt.
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Erfindungsgemäß ist eine Schalteinrichtung mit einem von Hand bedienbaren
Organ zur Betätigung derselben vorgesehen, um die richtige Drehrichtung der Ankerwelle
45 für die gewünschte Bewegung des Abtriebsschaftes 22 sicherzustellen.
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Dieses von Hand bedienbare Organ muß natürlich derart sein, daß die
Wirksamkeit oder Unwirksamkeit des Anschlags 78a mit der Drehrichtung der Ankerwelle
45 in Wechselbeziehung steht, Zur Regelung der Erregung des Elektromotors 33 in
der Weise, daß er sich entweder im Uhrzeigersinn oder im Gegenzeigersinn dreht,
ist ein Schalter vorgesehen, der zweckmässig am flachen Wandabschnitt 42c des Mechanismusträgers
42 und am flachen Abschnitt 78b des Gleitstückes 78 angebracht ist.
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Da der Mechanismusträer 42 und das Gleitstück 78 als aus Isoliermaterial
hergestellt beschrieben wurden, können die Schalterelemente auf diesen Teilen unmittelbar
befestigt sein. Wenn der Mechanismusträger aus einem metallischen Spritzgußstück
bestehen würde, würden geeignete Mittel erforderlich sein, um die nachfolgend beschriebenen
elektrischen Bauelemente vom Mechanismusträger zu isolieren. Wie sich am besten
aus Fig. 6 und 13 ergibt, besitzt der Bedieflungsschalter mehrere feste Kontaktstücke
80a, 80b, 80c, 80d und 80e, welche in Abständen auf dem flachen Wandabschnitt 42c
des Mechanismusträgers
42 angeordnet sind, und zwei bewegliche
Kontaktstücke 81 und 82, welche auf dem Abschnitt 78b des Gleitstückes 78 angeordnet
sind. Vorzugsweise ist der flache Wandabschnitt 42c des Mechanismusträgers 42 mit
einer Anzahl voneinander in Abstand befindlichen öffnungen 83 versehen.
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Elf solche Öffnungen sind in Fig. 3, 7 und 13 gezeigt.
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Wie dargestellt, befinden sich neun öffnungen in einer senkrechten
Reihe und zwei Öffnungen in einer zweiten senkrechten Reihe. In fünf der elf Öffnungen
sind hohlnietenförmige Teile angeordnet, welche die resten Kontaktstücke 80a, 80b,
80ct 80d und 80e bilden. Die Kontaktstücke Boa, 80b und 80c sind innerhalb der oberen,
der mittleren und der unteren Öffnung 83 der Reihe von neun solchen Öffnungen angeordnet
dargestellt, während die Kontaktstücke 80d und 80e in den beiden die zweite Reihe
bildenden Öffnungen angeordnet sind. Die übrigen öffnungen 83 dienen als Einrastöffnungen
für die beweglichen Kontaktstücke 81 und 82, um die drei verschiedenen Schalterstellungen
zu bestimmen.
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Die Kontaktstücke 8od und 80e sind vorzugsweise in der Mitte zwischen
den Kontaktstüeken 80a und 80b bzw. zwischen den Kontaktstücken 80b und 80c angeordnet
und etwas nach der einen Seite versetzt, wie aus Fig.13 ersichtlich ist.
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Zur Vervollständigung der elektrischen Verbindungen zwischen
der
Batterie 32, dem Motor 33 und dem vorangehend beschriebenen Bedienungsschalter ist
die eine Klemme 33a des Gleichstrommotors 33 mit den beiden Kontaktstücken 80a und
80c durch Leiter 84 und 85 verbunden. Wie dargestellt, besteht der Leiter 85 aus
einer leitenden Lamelle von annähernd U-formiger Gestalt, welche an dem flachen
Wandabschnitt 42c durch Nietkontakte 80a und 80c betestigt sind. Wie sich am besten
aus Fig. 3 ergibt ermöglicht die Verwendung solcher Nietkontakte 80 das Einsetzen
des Endes eines zugeordneten Leiters in die Öffnung im Kontakt stück, so daß durch
einen einfachen Lötvorgang die Verbindung vervollständigt werden kann. Die andere
Klemme 33b des Motors 33 ist durch einen Leiter 86 mit dem Kontaktstück 80b verbunden.
Die negative Klemme der Batterie 32 ist durch einen Leiter 87 mit dem Kontakt stück
80d verbunde, während die positive Klemme der Batterie 32 mit dem Kontaktstück 80e
durch den Leiter 88 verbunden ist. Wie ersichtlich> wUrde, wenn die Kontaktstücke
80a und 80d elektrisch miteinander verbunden wären und gleichzeitig die Kontaktstücke
80b und 80e elektrisch miteinander verbunden wären, die negative Klemme der Batterie
32 mit der Klemme 33a des Motors 33 und die positive Klemme der Batterie 32 mit
der Klemme 33b des Motors 33 verbunden sein würde. Andererseits würde, wenn die
Kontaktstücke 80b und 80d miteinander elektrisch verbunden wären und gleichzeitig
die Kontaktstücke 80c und 80e elektrisch
miteinander verbunden
wären, die Klemme 33a des Motors 33 mit der positiven Klemme der Batterie 32 und
die Motorklemme 33b mit der negativen Klemme der Batterie 32 verbunden sein.
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Für die Zwecke der wahlweisen Herstellung der vorangehend beschriebenen
Verbindungen sind die beweglichen Kontaktstücke 81 und 82 Je aus einem elastischen
streifen- oder lamellenförmigen Material hergestellt, das annähernd U-förmig gebogen
ist, wobei die Schenkel des U mit Laschen 81a und 82a enden.
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Diese Laschen können durch geeignete Schlitze oder Öffnungen im Abschnitt
78b des Gleitstückes 78 geführt werden, worauf sie umgebogen werden, wie in Fig.
3 und 4 ersichtlich ist.
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Auf diese Weise können die Kontaktstücke 81 und 82 in einfacher Weise
am Gleitstück 78 befestigt werden. Die Bügelteile der Kontakt stücke 81 und 82 sind
ferner Je mit einem Vorsprung 81b, bzw. 82b für den Eintritt in die Einratöffnungen
83 im flachen Wandabschnitt 42c des Mechanismusträgers 42 ausgebildet, die nicht
bereits von festen Kontaktstücken 80 besezt sind. Die beweglichen Kontaktstücke
81 und 82 haben eine ausreichende seitliche Erstreckung, wie am besten aua Fig.
3, 5, 6 und 13 ersichtlich ist, damit sie das Kontaktstück 80d entweder mit dem
Kontaktstück 80a oder 80b und das Kontaktstück 80e entweder mit dem Kontaktstück
80b oder mit dem
Kontakt stück 80c verbinden können, Die vorangehend
beschriebene Anordnung stellt einen sehr einfachen Dreistellungs-Bedienungsschalter
dar, der einen Teil des Mechanismusträgers bildet und die Erregung des Motors 33
in Jeder Drehrichtung ermöglicht sowie eine Abschaltstellung aufweist. Wie ersichtlich,
nehmen die mittlere Einrastäffnung 83 zwischen den Kontaktstücken 80a und 80b und
die mittlere Einrastöffnung 83 zwischen den Kontaktstücken 80b und 80c die Nasen
81b und 82b auf, wie in Fig. 3 gezeigt, wenn sich der Bedienungsschalter in der
Offenstellung befindet.
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Die beiden Öffnungen 83 unmittelbar oberhalb der vorangehend beschriebenen
mittleren Einrastöffnungen nehmen die Nasen 81b und 82b auf, wenn eine Uhrzeigersinndrehung
des Motorankers 45, gesehen in Fig. 9, mit der dadurch bedingten schwingenden Bewegung
des Abtriebsschaftes 22 stattfinden soll. Die beiden Öffnungen 83 unmittelbar unterhalb
der erwähnte mittleren Einrastöffnungen nehmen die Nasen 81b und 82b auf (Fig. 7),
wenn eine Gegenzeigersinndrehung des Motorankers 45, gesehen in Fig. 8, mit der
dadurch bedingten Hin-und Herbewegung des Abtriebsschaftes 22 erfolgen soll.
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Zur Betätigung des Schalters mit den festen Kontaktstücken 80a, 80b,
80c, 8od und 80e und den beweglichen Kontaktstücken
81 und 82 von
ausserhalb des Gehäuses 24 sind erfindungsgemäß vorgesehen ein Schaltergleitstück
91, eine Schalterfeder 92, eine Schalterdichtung 93, ein Schalterschwingarm 94 und
eine Schalterraste 95, welche in eine Ausnehmung 97 in der l4§he des oberen Endes
des Gehäuses 24 eingebaut werden können. Wie am besten in Fig. 4 und 12 ersichtlich
ist, ist die Ausnehmung 97 Ititen mit einer kleinen Öffnung 98 versehen, welche
in das Innere des Gehäuses 24 führt.
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Die Schalterdichtung 93 kann in den Grund der Ausnehmung 24 eingesetzt
werden und weist einen etwa rohrförmigen Vorsprung 93a auf, der sich durch die öffnung
98 und in das Gehäuse 24 erstreckt. Vorzugsweise ist die Schalterdichtung aus Neopren
oder einem ähnlichen streckbaren bzw. dehnbaren Material hergestellt und weist einen
rech@eckigen Teil 93b auf, der zum Abdichten des Grundes der Nut 97 dient. Sodann
kann der Schalterschwingarm 94 eingesetzt werden, der zwei mittig angeordnete Zapfen
94a und zwei Endzapfen 94b und 94c zur Bewegungsübertragung vom Schaltergleitstück
91 auf das vorangehend beschriebene Gleitstück 78 trägt. Zur schwenkbaren Lagerung
des Schalterschwingarmes 94 innerhalb der Ausnehmung 97 um die Zapfen 94a, ist die
Ausnehmung mit Erweiterungen 97a auf Jeder Seite versehen, die mit halbkreisförmigen
Enden 97b (Fig. 11 und 12) zur Aufnahme der Zapfen ausgebildet sind. In ähnlitcher
Weise ist die Schalterdichtung 93
mit seitlich abstehenden halbzylindrischen
Nasen 93c versehen, welche in die Ausnehmungen 97a so eingesetzt werden kdnnent
daß die konvexen Seiten gegen die Teile 97b anliegen, während die konkaven Seiten
an den Zapfen 94a in der in Fig. 11 dargestellten Weise anliegen. Um sicherzustellen,
daß keine Feuchtigkeit zwischen dem Schalterschwingarm 94 und dem rohrförmigen Teil
93a der Schalterdichtung 93 hindurchtreten kann, ist der Schwingarm 94 mit einer
Nut loo versehen in welche der rohrförmige Teil 95a durch geeignete Klemmelemente
99 verformt wird.
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Damit die Schwenkbewegung des Schwingarmes 94 um seine Zapfen 911a
eine Bewegung des Gleitstückes 78 zur Folge hat, ist das Letztere mit einem kastenförmigen
Vorsprung 78c ausgebildet, das am besten in Fig. 8 und 9 ersichtlich ist. Das Ende
des Schwingarmes mit dem Stift 94b ist zur Aufnahme in einer Ausnehmung lol des
kastenförmigen Vorsprungs 78c bestimmt.
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Ausserdem ist die eine Wand dieser Ausnehmung mit einer Einkerbung
102 zur Aufnahme des Stiftes bzw. Zapfens 94b versehen wie am besten in Fig. 9 gezeigt
ist. Wie eralehtllch hat eine Schwenkbewegung des Schwingarmes 94 um die Achse der
Zapfen 9liga zur Folge, daß sich das Gleitstück 78, gesehen in Fig. 8 und 9 und
wie vorangehend beschrieben, in einer senkrechten Richtung bewegt,
Mit
dem Ziel, die Schalterdichtung 93 dichtend zu halten und ferner zur Halterung des
Schaltergleitstücks 91 ist die Schalterfeder 92, wie wie am besten in Fig. 12 gezeigt
ist, im wesentlichen ein U-förmiger federnder Teil, der in die Ausnehmung 97 so
eingedrückt werden kann, daß der Stegteil des federnden Teils gegen die Schalterdichtung
93 anliegt, und die Schenkel 92a des U längs der Wände der Ausnehmnng 97 nach aussen
ragen, wie am besten in Fig. 5 ersichtlich ist. Die Schalterfeder 92 ist an ihrem
oberen und an ihrem unteren Ende mit federnden Fingern 92b versehen, welche die
Schalterfeder innerhalb der Ausnehmung 97 halten, wenn sie unter Kraftausübung in
diese eingesetzt wird. Die federnden Finger 92b liegen gegen die obere und die untere
Wand der Ausnehmung 97 unter Spannung an, wie am besten in Fig. 12 ersichtlich ist.
Der Stegteil der Schalterfeder 92 ist mit einer Öffnung 103 versehen, durch welche
sich der Schwingarm 94 hindurch erstrecken kann, und ferner mit seitlich abstehenden
halbzylindrischen Nasen 92c, deren Form derjenigen der Zapfen 94a angepaßt ist,
wie am besten in Fig.
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11 und 12 gezeigt ist. Die Zapfen 94a sind daher zwischen den Nasen
93c der Dichtung 93 und den Nasen 92c der Feder 92a eingespannt, wie am besten in
Fig. 11 ersichtlich ist.
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Für einen Zweck, der aus dem Nachfolgenden ersichtlich ist,
ist
die Schalterraste 95 ein L-förmiger Teil, dessen einer Schenkel 95a von einem Schlitz
1o4 in der einen Wand der Ausnehmung 97 aufgenommen wird. Die Raste 95 weist einen
mittleren elastischen Erhebungsteil 95b auf, welcher in die Ausnehmung 97 für den
Eingriff mit dem Gleitstück 91 hineinragt, wie nachfolgend beschrieben wird.
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Das Schaltergleitstück 91 besitzt einen Hauptkörper 91a, der auf seiner
einen Seite mit einem Fingergriffteil ausgebildet ist. Der Körper 91a ist von ausreichender
Erstreckung, damit er die Ausnehmung 97 völlig bedeckt. Das Schaltergleitstück ist
mit mehreren voneinander in Abstand befindlichen Vorsprüngen 91b, 91c, 91d und 91e
versehen, welche von der dem Fingergriffteil entgegengestzten Seite abstehen. Die
oberen Vorsprünge 91b und 91e sowie die unteren Vorsprünge 91c und 91d begrenzen
zwischen sich eine Ausnehmung 105 (Fig. 4, 5 und 11), von welcher das eine Ende
des Schwingtimes 94 bzw. dessen Zapfen 94c aufgenommen wird. Die Vorsprünge 91b,
91c, 91d und 91e sind an ihren innerenEnden mit ERweiterungen verstehen, welche
durch die federnden Finger 92a der Schalterfeder 92 erfaßt werden, wie sich am besten
aus Fig. 5 ergibt. Der Einrastteil 95b der Schalterraste 95 kann zwischen die Vorsprünge
91b und 91c eintreten, um die Ausschaltstellung des Schaltergleitstücks 91 zu bestimmen.
Wie
ersichtlich, wird, wenn das SchaltergleitstUck 91 zum oberen Ende der Ausnehmung
97 bewegt wird, der Schalterschwingarm 94 bewegts wie durch den Pfeil in Fig. 8
angegeben, und der Motor 33 erregt, um eine hin- und hergehende Bewegung des Abtriebsschaftes
in der Richtung seiner Längsachse zu bewirken. Andererseits wird, wenn das Schaltergleitstück
91 nach unten zum Boden der Ausnehmung 97 bewegt wird, der Schwingrm 94 in der Richtung
des Pfeils in Fig. 9 bewegt, was zur Folge hat, daß der Motor 33 so erregt wird,
daß eine schwingende Bewegung des Abtriebs- bzw. Antriebsschaftes 22 die Folge ist.
In Fig. 1 zeigen die gestrichelten Pfeile an, daß, wenn das Gleitstück 91 nach oben
bewegt wird, der Abtriebsschaft 22 eine hin- und hergehende Bewegung ausführt, Die
gestrichelt gezeichneten felle zeigen an, daß, wenn das Gleitstück 91 nach unten
bewegt wird, der Abtriebsschaft 22 eine schwingende Bewegung aust(Lhrt.
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Aus der vorangehenden Beschreibung ist die Arbeitsweise der erfindungsgemassen
Antriebseinheit fUr den Fachmann ohne weiteres verständlich. Durch die Erfindung
wurde eine sehr eirfkche Antriebseinheit geschaffen, bei welcher die Bedienungsperson
lediglich das Schaltergleitstück 91 wahlweise zu betätigen braucht, um eine schwingende
oder hin- und hergehende Bewegung des Zahnbürstenaufsatzes 21 auf dem Abtriebsschaft
22
zu erzielen, Ferner ist ein sehr einfacher Mechanismus vorgesehen, bei welchem lediglich
die Umkehrung der Drehrichtung des Elektromotors 33 die Art der durch die Antriebseinheit
20 erhaltenen Bürstwirkung verändert werden kann.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte und beschrieeine Ausführungsform
beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens verschiedene Abänderungen erfahren