DE19521302C1 - Bürstenteil für eine elektrische Zahnbürste - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bürstenteil für eine elektrische Zahnbürste, mit einem Trägerrohr, in dem eine um eine Längsachse drehbar gelagerte und antreibbare erste Welle untergebracht ist, mit einem Borstenträger, der um eine Querachse drehbar gelagert und derart mit der ersten Welle gekoppelt ist, daß eine Drehbe­ wegung der ersten Welle um die Längsachse eine oszillierende Drehbewegung des Borstenträgers um die Querachse bewirkt, mit Mitnehmermitteln, die mit der ersten Welle verbunden sind, und die eine Achse aufweisen, die unter einem Winkel zur Längsachse angeordnet ist, sowie mit Aufnehmermitteln, die mit dem Borstenträger verbunden sind, und die mit den Mitnehmermitteln gleitend gekop­ pelt sind.

Ein derartiges Bürstenteil ist aus der EP 0 613 666 A1 bekannt. Dort ist eine elektrische Zahnbürste beschrieben, die ein Griff­ teil aufweist, in dem elektrische Antriebsmittel untergebracht sind, die eine rotierende oder oszillierende Drehbewegung abgeben. Auf das Griffteil kann ein in Richtung einer Längsachse sich estreckendes Bürstenteil aufgesteckt werden, das ein Trägerrohr aufweist, an dessen Ende ein Borstenträger angeordnet ist. In dem Trägerrohr ist eine Welle untergebracht, die im aufgesteckten Zustand mit den elektrischen Antriebsmitteln gekoppelt ist. Von dem Borstenträger stehen eine Vielzahl von Borsten ab, die etwa quer zur Längsachse des Bürstenteils angeordnet sind. Mit Hilfe einer etwa schraubenförmig gebogenen Übertragungs­ spindel wird die Drehbewegung der Welle des Bürstenteils um etwa 90 Grad auf den Borstenträger umgelenkt. Dies hat zur Folge, daß der Borstenträger im eingeschalteten Zustand der elektrischen Zahnbürste eine oszillierende Drehbe­ wegung um eine etwa quer zur Längsachse des Bürstenteils und damit etwa parallel zu den Borsten angeordnete Querachse ausführt. Die von den freien Enden der Borsten gebildete Reinigungsfläche führt somit eine oszillierende Drehbewegung auf den Zahnflächen eines Benutzers aus.

Es hat sich herausgestellt, daß die Umlenkung der Drehbewegung mit Hilfe der gebogenen Übertragungsspindel insbesondere hinsichtlich der dabei auftretenden Reibung, des damit verbundenen Verschleißes und des daraus resultierenden Energiebedarfes verbesserungsbedürftig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bürstenteil für eine elektrische Zahnbürste zu schaffen, das hinsichtlich Herstellung, Reibung, Verschleiß und Energieausnut­ zung verbesserte Eigenschaften aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mitnehmermittel von einer zweiten Welle gebildet werden, die mit der ersten Welle fest verbunden ist, daß die Aufnehmermittel von einer Hülse gebildet werden, die auf die zweite Welle aufgesteckt ist, und daß die Hülse innerhalb des Borstenträgers um eine etwa rechtwinklig zur Querachse angeordnete Achse schwenkbar gelagert ist.

Das erfindungsgemäße Bürstenteil hat den Vorteil, daß nur wenige Bauteile erforderlich sind, um die Drehbewegung der ersten Welle um die Längsachse in die Drehbewegung des Borstenträgers um die Querachse umzusetzen. Bei diesen Bauteilen handelt es sich um Wellen und Hülsen, also um Bauteile, die besonders einfach ausgestaltet sind, und die auch keine besonderen Anforderungen an die verwendeten Materialien stellen. Dadurch ist es möglich, das erfindungsgemäße Bürstenteil besonders kostengünstig herzustellen.

Des weiteren hat das erfindungsgemäße Bürstenteil den Vorteil, daß durch die Verwendung der genannten Bauteile der Verschleiß wesentlich reduziert wird. Die einzige Verschleißmöglichkeit besteht in der gleitenden Kopplung der Mineh­ mermittel und der Aufnehmermittel, also der Hülse auf der zweiten Welle. Dieser Verschleiß ist jedoch schon bauartbedingt sehr gering und kann durch eine entsprechende Auswahl der verwendeten Materialien weiter verringert werden.

Der geringe Verschleiß geht einher mit einer geringen Reibung und damit einem hohen Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Bürstenteils. Dadurch ist es mög­ lich, leistungsärmere und damit kleinere und leichtere Antriebsmittel zu verwen­ den.

Wird bei dem erfindungsgemäßen Bürstenteil die erste Welle in eine rotierende oder oszillierende Drehbewegung versetzt, so gleitet die Hülse auf der abgewin­ kelten zweiten Welle. Durch die schwenkbare Lagerung der Hülse innerhalb des Borstenträgers kann die Hülse jedoch keine Drehbewegung ausführen, sondern taumelt entsprechend der Stellung der abgewinkelten zweiten Welle. Diese Taumelbewegung wird auf den Borstenträger übertragen, der dadurch in eine oszillierende Drehbewegung versetzt wird. Wie bereits erläutert wurde, hat die geringe Reibung der auf die zweite Welle aufgesteckten Hülse einen besonders geringen Verschleiß zur Folge. Dies und die bauartbedingte stabile Verbindung der genannten Bauteile gewährleisten eine lange Lebensdauer des erfindungs­ gemäßen Bürstenteils auch im rauhen Alltagsbetrieb.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung er­ geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung näher dargestellt sind.

Fig. 1a und 1b zeigen eine schematische Darstellung eines ersten Bürsten­ teils in einer Draufsicht und einer Seitenansicht teilweise geschnitten,

Fig. 2a und 2b zeigen eine schematische Darstellung eines zweiten Bür­ stenteils in einer Draufsicht und einer Seitenansicht teil­ weise geschnitten, und

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Bürsten­ teils in einer Draufsicht teilweise geschnitten.

Die anhand der Fig. 1 bis 3 nachfolgend beschriebenen drei Ausführungsbei­ spiele von erfindungsgemäßen Bürstenteilen sind geeignet zum Betrieb mit einer elektrischen Zahnbürste, wie sie in der deutschen Offenlegungsschrift DE 39 37 850 A1 beschrieben ist.

Diese elektrische Zahnbürste weist ein Griffteil auf, aus dem eine Antriebswelle herausragt. Die Antriebswelle und dasjenige Ende des Griffteils, aus dem die Antriebswelle herausragt, sind mit Außenkonturen zum Aufstecken eines Bür­ stenteils und zum Übertragen der erzeugten Drehbewegung versehen. Die nach­ folgend beschriebenen Bürstenteile weisen zugeordnete Innenkonturen auf, die an die Außenkonturen angepaßt sind, so daß das Bürstenteil drehfest auf das Griffteil aufgesteckt und die erzeugte Drehbewegung ebenfalls drehfest zum Bürstenteil übertragen werden kann.

In dem Griffteil sind elektrische Antriebsmittel untergebracht, die die Antriebs­ welle im eingeschalteten Zustand in eine Drehbewegung um ihre Längsachse versetzen. Bei der in der deutschen Offenlegungsschrift DE 39 37 850 A1 beschriebenen elektrischen Zahnbürste handelt es sich um eine oszillierende Drehbewegung der Antriebswelle um die Längsachse, wobei der überstrichene Drehwinkelbereich etwa +/- 35 Grad beträgt. Die nachfolgend beschriebenen Bürstenteile können mit einer derartigen oszillierenden Drehbewegung angetrie­ ben werden.

In gleicher Weise sind die anhand der Fig. 1 bis 3 nachfolgend beschriebenen Bürstenteile jedoch auch geeignet zum Betrieb mit einer elektrischen Zahnbürste, wie sie in der deutschen Offenlegungsschrift DE 39 37 850 A1 beschrieben ist, bei der jedoch anstelle der oszillierenden Drehbewegung der Antriebswelle eine rotierende Drehbewegung der Antriebswelle um ihre Längsachse vorgesehen ist.

In den Fig. 1a und 1b ist ein erstes Bürstenteil 1 dargestellt. Dieses weist ein Trägerrohr auf, in dem eine erste Welle 2 untergebracht ist, die in Richtung einer Längsachse 3 angeordnet ist. Die erste Welle 2 ist über die genannten Außen- und Innenkonturen mit der Antriebswelle des Griffteils drehfest gekoppelt und führt somit im eingeschalteten Betriebszustand der elektrischen Zahnbürste dieselbe Drehbewegung aus wie die Antriebswelle des Griffteils.

Das freie Ende 4 der ersten Welle 2 ist abgewinkelt, und zwar unter einem Winkel 5 in einem Bereich von etwa 30 Grad bis etwa 80 Grad, insbesondere etwa 55 Grad zur Längsachse 3. An dem freien Ende 4 ist eine zweite Welle 6 befestigt, die etwa rechtwinklig vom freien Ende 4 der ersten Welle 2 absteht, und die damit eine Achse 7 aufweist. Die Achse 7 weist einen Winkel 5′ zur Längsachse 3 auf, der die Differenz des Winkels 5 zu 90 Grad darstellt.

Auf die zweite Welle 6 ist eine Hülse 8 aufgesteckt, die mit Hilfe einer Scheibe 9 auf der zweiten Welle 6 gehalten wird. Der Außendurchmesser der zweiten Welle 6 und der Innendurchmesser der Hülse 8 sind derart aneinander angepaßt, daß die Hülse 8 gleitend auf der zweiten Welle 6 drehbar ist.

In dem Trägerrohr des Bürstenteils 1 ist ein Borstenträger 10 gelagert, der aus einem zylinderförmigen Körper 11 und einer daran angebrachten Trägerplatte 12 zusammengesetzt ist. Der Borstenträger 10 ist um eine Querachse 13 drehbar, die etwa rechtwinklig zur Längsachse 3 angeordnet ist. Von der Trägerplatte 12 stehen Borsten in Richtung der Querachse 13 ab, mit denen eine Benutzer seine Zähne reinigen kann.

In dem zylinderförmigen Körper 11 des Borstenträgers 10 sind zwei koaxiale Bohrungen 14, 15 enthalten, die etwa rechtwinklig zur Querachse 13 angeord­ net sind und eine Achse 16 bilden. In die Bohrungen 14, 15 sind zwei Stifte 17, 18 schwenkbar eingesteckt, die an der Hülse 8 befestigt sind und beidseits von dieser koaxial abstehen.

Die Längsachse 3, die Achse 7 der zweiten Welle 6 und die Querachse 13 schneiden sich in einem Punkt 19. Durch diesen Punkt 19 verläuft des weiteren die von den Bohrungen 14, 15 und den Stiften 17, 18 gebildete Achse 16.

Wird die erste Welle 2 in eine rotierende Drehbewegung 20 um die Längsachse 3 versetzt, so führt die zweiten Welle 6 aufgrund des Winkels 5 eine Taumelbe­ wegung aus. Über die beiden Stifte 17, 18 wird diese Bewegung von der aufge­ steckten Hülse 8 auf den Borstenträger 10 übertragen. Durch die Fixierung der Stifte 17, 18 in den Bohrungen 14, 15 des Borstenträgers 10 wird die Taumel­ bewegung in eine oszillierende Drehbewegung 21 des Borstenträgers 10 um die Querachse 13 umgesetzt.

In den Fig. 2a und 2b ist ein zweites Bürstenteil 22 dargestellt, das die nachfol­ gend beschriebenen Unterschiede zum Bürstenteil 1 der Fig. 1a und 1b auf­ weist.

Von der ersten Welle 2 steht außerhalb der Längsachse 3 eine dritte Welle 23 ab, die unter einem Winkel 24 zur Längsachse 3 abgewinkelt ist. Die dritte Welle 23 bildet die Achse 25. Auf der dritten Welle 23 ist eine Kugel 26 befestigt, deren Mittelpunkt sich auf der Achse 25 befindet.

Der Körper 11 des Borstenträgers 10 weist zwei gegeneinander nach innen gerichtete ebene Flächen 27, 28 auf, die etwa parallel zueinander angeordnet sind und einen Spalt 29 bilden. Innerhalb des Spalts 29 ist die dritte Welle 23 angeordnet. Der Abstand der Flächen 27, 28 und damit die Breite des Spalts 29 ist geringfügig größer als der Durchmesser der dritten Welle 23.

Im Bereich um die Kugel 26 ist der Körper 11 des Borstenträgers 10 mit zu­ geordneten kugelförmigen Flächen 30 versehen, die einen geringfügig größeren Durchmesser aufweisen als die Kugel 26.

Die Längsachse 3, die Achse 25 der dritten Welle 23 und die Querachse 13 schneiden sich in einem Punkt 31. In diesem Punkt 31 liegt auch der Mittelpunkt der Kugel 26.

Wird die erste Welle 2 in eine rotierende Drehbewegung 32 um die Längsachse 3 versetzt, so führt die dritte Welle 23 aufgrund des Winkels 24 eine Taumelbe­ wegung aus. Die innerhalb des Spalts 29 angeordnete dritte Welle 23 gleitet an den Flächen 27, 28 entlang, so daß die Taumelbewegung auf den Borstenträger 10 übertragen wird. Durch die Lagerung des Borstenträgers 10 auf der Kugel 26 wird die Taumelbewegung in eine oszillierende Drehbewegung 33 des Borsten­ trägers 10 um die Querachse 13 umgesetzt.

In der Fig. 3 ist ein drittes Bürstenteil 34 dargestellt, das die nachfolgend be­ schriebenen Unterschiede zum Bürstenteil 1 der Fig. 1a und 1b aufweist.

Am Ende der ersten Weile 2 ist eine Kugel 35 befestigt, deren Mittelpunkt sich auf der Längsachse 3 befindet. In die Kugel 35 ist eine ringförmige Nut 36 eingebracht, deren Achse 37 einen Winkel 38 mit der Längsachse 3 bildet. In der Fig. 3 ist das Trägerrohr dargestellt und mit der Bezugsziffer 39 gekennzeichnet. Die erste Welle 2 ist in dem Trägerrohr 39 gelagert.

In die Nut 36 greifen zwei Finger 40, 41 ein, die einander gegenüberstehend angeordnet sind. Die Finger 40, 41 sind mit Hilfe von Armen mit einer Welle 42 odgl. verbunden, die in Richtung der Querachse 13 angeordnet ist, und die ihrerseits mit dem Borstenträger 10 verbunden ist. Es ist auch möglich, daß die Arme und/oder die Finger 40, 41 unmittelbar Bestandteile des Borstenträgers 10 darstellen.

Die Längsachse 3, die Achse 37 der ringförmigen Nut 36 und die Querachse 13 schneiden sich in einem Punkt 43. In diesem Punkt 43 befindet sich des weite­ ren der Mittelpunkt der Kugel 35.

Wird die erste Welle 2 in eine rotierende Drehbewegung 44 um die Längsachse 3 versetzt, so führt die ringförmige Nut 36 eine Taumelbewegung aus. Durch die in die Nut 36 eingreifenden und dort gleitenden Finger 41, 40 wird diese Bewe­ gung auf den Borstenträger 10 übertragen, der dadurch eine oszillierende Dreh­ bewegung 45 um die Querachse 13 ausführt.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen von Bürstenteilen 1, 22, 34 ist es möglich, den Schwenkbereich der oszillierenden Drehbewegung 21, 33, 45 des Borstenträgers 10 über den Winkel 5 bzw. 5′, 24, 38 zwischen der Achse 7, 25, bzw. 37 und der Längsachse 3 einzustellen. Des weiteren ist es bei den beschriebenen Bürstenteilen 1, 22, 34 alternativ möglich, die erste Welle 2 oszillierend an­ zutreiben.

Claims (3)

1. Bürstenteil (1) für eine elektrische Zahnbürste, mit einem Trägerrohr, in dem eine um eine Längsachse (3) drehbar gelagerte und antreibbare erste Welle (2) untergebracht ist, mit einem Borstenträger (10), der um eine Querachse (13) drehbar gelagert und derart mit der ersten Welle (2) gekop­ pelt ist, daß eine Drehbewegung der ersten Welle (2) um die Längsachse (3) eine oszillierende Drehbewegung (21) des Borstenträgers (10) um die Querachse (13) bewirkt, mit Mitnehmermitteln, die mit der ersten Welle (2) verbunden sind, und die eine Achse (7) aufweisen, die unter einem Winkel (5′) zur Längsachse (3) angeordnet ist, sowie mit Aufnehmermitteln, die mit dem Borstenträger (10) verbunden sind, und die mit den Mitnehmer­ mitteln gleitend gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitneh­ mermittel von einer zweiten Welle (6) gebildet werden, die mit der ersten Welle (2) fest verbunden ist, daß die Aufnehmermittel von einer Hülse (8) gebildet werden, die auf die zweite Welle (6) aufgesteckt ist, und daß die Hülse (8) innerhalb des Borstenträgers (10) um eine etwa rechtwinklig zur Querachse (13) angeordnete Achse (16) schwenkbar gelagert ist.

2. Bürstenteil (1) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse (3), die Querachse (13) und die Achse (7) der Mitnehmermittel sich schneiden.

3. Bürstenteil (1) nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkbereich der oszillierenden Drehbewegung (21) des Bor­ stenträgers (10) über den Winkel (5 bzw. 5′) der Achse (7) der Mitnehmer­ mittel zur Längsachse (3) einstellbar ist.