DE19959120A1 - Bürstenartige Vorrichtung, insbesondere Zahnbürste mit adaptivem Bürstenkopf - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine bürstenartige Vorrichtung, insbesondere eine Zahnbürste, mit einem Griff- oder Befestigungsteil (1) und einem damit verbundenen, eine Nutzfläche aufweisenden Bürstenteil. Um eine optimale Anpassung des Bürstenteils an eine individuell geformte zu bearbeitende Fläche, wie beispielsweise eine zu massierende oder zu reinigende Fläche, zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Bürstenteil durch einen geschlossenen Hohlkörper (3) gebildet ist, der zumindest im Bereich der Nutzfläche aus elastischem Material gefertigt ist und in seinem Hohlraum ein Fluid (4) aufweist. Im Bereich der Nutzfläche können zudem kleine Erhebungen (2) ausgebildet sein.

Description

Die Erfindung betrifft eine bürstenartige Vorrichtung, insbe­ sondere eine Zahnbürste, mit einem Griff- oder Befestigungsteil und einem damit verbundenen, eine Nutzfläche aufweisenden Bürstenteil.

Herkömmliche Bürsten besitzen unabhängig von ihrem Anwendungs­ bereich in der Regel fixierte Borsten, die meistens in Büscheln angeordnet sind. Durch die feste Vorgabe der Orientierung der Borsten bzw. Borstenbüschel gegenüber der zu bearbeitenden Fläche ist es oft notwendig, die Bürstenbewegung zu wieder­ holen, jedoch ist damit oftmals keine wesentliche Verbesserung des angestrebten Ergebnisses verbunden. Insbesondere verhindert die Fixierung der Borsten bzw. Borstenbüschel eine optimale An­ passung der Borsten bzw. Borstenbüschel an die zu bearbeitende Fläche.

Die bei der Zahnpflege zu reinigenden Zahnflächen sind indivi­ duell sowie unregelmäßig geformt und können daher durch herkömmliche Bürstenköpfe mit fest fixierten Borsten bzw. Borstenbüschel nicht optimal erreicht und gereinigt werden.

Aus der US 5,839,149 ist eine Zahnbürste bekannt, die die An­ passung von Borstenbüscheln an die zu reinigenden Zähne ermög­ licht. Die Borstenbüschel dieser Zahnbürste sind in elastischen Rippen angeordnet, die im wesentlichen parallel zueinander sowie in Längsrichtung der Zahnbürste verlaufen und durch dünne Verbindungsstege miteinander verbunden sind. Die Anpassungs­ fähigkeit der Borstenbüschel an die zu reinigenden Zähne ist jedoch nicht optimal, da eine Anpassung an die Zahnzwischen­ räume nicht bzw. nur unzureichend erfolgt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine optimale Anpassung des Bürstenteils an eine individuell geformte Fläche, bei­ spielsweise eine zu massierende oder zu reinigende Fläche ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Bürstenteil durch einen geschlossenen Hohlkörper gebildet ist, der zumindest im Bereich der Nutzfläche aus elastischem Mate­ rial gefertigt ist und in seinem Hohlraum ein Fluid aufweist.

Durch die Ausbildung des Bürstenteils als geschlossener elasti­ scher Hohlkörper, in dessen Hohlraum ein fließfähiges Fluid enthalten ist, läßt sich das Bürstenteil optimal an individuell geformte Flächen bzw. Konturen anpassen. Bei dem Fluid handelt es sich vorzugsweise um eine Flüssigkeit oder ein Gel. Es kann sich bei dem Fluid aber auch um ein Gas handeln.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Hohlkörper unterschiedlich dicke Wandstärken­ abschnitte aufweist, wobei der Hohlkörper im Bereich der Nutz­ fläche des Bürstenteils seine geringste Wandstärke hat. Hier­ durch wird eine optimale Anpassungsfähigkeit der durch die Erhebungen gebildeten Nutzfläche der Vorrichtung erreicht.

Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungs­ beispiel schematisch darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Querschnittsansicht auf einen erfindungsgemäßen adaptiven Zahn­ bürstenkopf in vergrößertem Maßstab,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Erhebungen des Bürstenkopfes gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht auf die gummi­ elastische Hohlkörperwandung des Bürsten­ kopfes gemäß Fig. 1,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Griff­ teils mit einer Aufnahme zur Befestigung eines erfindungsgemäßen Hohlkörpers,

Fig. 5 bis 8 unterschiedliche Herstellungsschritte bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und

Fig. 9 bis 14 die Anwendung einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung bei der Pflege unterschiedlicher Zahnflächen.

Die in der Zeichnung dargestellte bürstenartige Vorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei Komponenten, nämlich einem Griffteil 1 und einem damit verbundenen, eine Vielzahl von Erhebungen 2 aufweisenden Bürstenteil (vgl. Fig. 1 und 4). Das Bürstenteil ist durch einen geschlossenen ballonartigen Hohlkörper 3 gebildet, der aus einem elastischen Material, beispielsweise Gummi oder dergleichen hergestellt ist.

In Fig. 1 ist zu erkennen, daß der ballonartige Hohlkörper im oberen Bereich eine dünnere Wandstärke aufweist als in den Seitenbereichen sowie dem mit dem Griffteil 1 verbundenen Bereich. Aufgrund der unterschiedlichen Wandstärke weist der Hohlkörper 3 im oberen Bereich eine höhere Elastizität auf als in den anderen genannten Bereichen.

Erfindungsgemäß enthält der ballonartige Hohlkörper 3 ein fließfähiges Fluid 4. Bei diesem Fluid kann es sich sowohl um eine Newtonsche Flüssigkeit als auch um ein viskoelastisches Füllmaterial handeln. Geeignete Fluide sind beispielsweise Wasser, Öle sowie künstliche oder natürliche Gele.

Die Nutzfläche des adaptiven Bürstenteils, die sich auf der oberen Hälfte des ballonförmigen Hohlkörpers 3 befindet, muß nicht notwendigerweise aus Borsten bestehen, da es vielfach ausreichend ist, die Spitzen herkömmlicher Borsten zu simu­ lieren. Dies ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Form von abgerundeten Erhebungen 2 realisiert, die einstückig mit dem Hohlkörper 3 ausgebildet sind. Es ist zu erkennen, daß die Höhe der Erhebungen 2 gegenüber der Wandstärke des Hohl­ körpers relativ klein ist. Vorzugsweise ist die Höhe der Erhebungen 2 kleiner oder gleich der Wandstärke des Hohlkörpers 3 im Bereich der Erhebungen 2.

Der die Erhebungen 2 aufweisende obere Abschnitt des Hohl­ körpers 3 weist somit eine relativ hohe Elastizität auf, wodurch sich eine optimale Anpassungsfähigkeit dieses Abschnitts an eine zu bearbeitende, unregelmäßig geformte Fläche ergibt. Die Anpassung an die zu bearbeitende Fläche erfolgt dabei durch Verformung des oberen Abschnittes des ballonartigen Hohlkörpers 3 durch ein Fließen bzw. Verdrängen des darin enthaltenen Fluids 4.

Als Material für die Haut des ballonartigen Hohlkörpers 3 kommen prinzipiell viele elastische Materialien in Frage. Bei der Auswahl kommt es darauf an, daß das Material in dünner Folienform gute elastische Eigenschaften besitzt und bei einer relativ geringen Vergrößerung der Foliendicke wesentlich unelastischer wird. Darüber hinaus ist ein geringer Reibungs­ widerstand wünschenswert, um beim Einsatz die zu bearbeitende Fläche nicht übermäßig zu zerren.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn der ballonartige Hohlkörper 3 aus einem elastischen Material gefertigt wird, das eine möglichst geringe Biegesteifigkeit aufweist. Denn es gilt, je höher die Biegesteifigkeit der Hohlkörperwandung bzw. Gummihaut ist, desto höher ist der Krümmungsradius dieser Wandung bzw. Haut. Je höher aber der Krümmungsradius der Wandung bzw. Haut ist, desto mehr Druck muß auf den Hohlkörper 3 mit dem darin enthaltenen Fluid 4 ausgeübt werden, um kleinste Vertiefungen in der zu bearbeitenden Fläche mit der Nutzfläche des erfin­ dungsgemäßen Bürstenteils bzw. den daran ausgebildeten Erhe­ bungen 2 erreichen zu können.

Das Griffteil 1 kann beispielsweise aus Kunststoff gefertigt sein. Die Form des Griffteils 1 und des Hohlkörpers 3 hängen von der jeweiligen Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ab. Für die Anwendung im Bereich der Zahnpflege kann das Griffteil 1 beispielsweise stielförmig ausgebildet sein (vgl. Fig. 4). Für eine Anwendung im Bereich der Hautmassage kann das Griffteil dagegen so ausgebildet sein, daß es die ergonomischer Voraussetzungen für die Aufnahme einer Hand bzw. einer Hand­ fläche erfüllt. Insbesondere kann das Griffteil in diesem Fall in Form eines Handschuhs oder einer flachen Handauflage mit einer daran befestigten Handschlaufe ausgebildet sein.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vor­ richtung erläutert.

Wenn das adaptive Bürstenteil mit seinem die Erhebungen 2 aufweisenden Abschnitt auf eine unebene Fläche gedrückt wird, geschieht folgendes:

Die vorstehenden Bereiche der unebenen Fläche treffen als erstes auf die Erhebungen 2 des ballonartigen Hohlkörpers und üben auf die Erhebungen bzw. den dortigen Abschnitt der elastischen Hohlkörperhaut Druckkräfte aus. Diese Druckkräfte werden von der Hohlkörperhaut auf das im Inneren des Hohl­ körpers befindliche Fluid 4 übertragen. Das Fluid 4 versucht nun dem Druck bzw. den Druckkräften auszuweichen, indem es dorthin fließt, wo der Druck geringer ist. Da das Fluid 4 im wesentlichen nur in Richtung des oberen, die größte Elastizität aufweisenden Abschnitts der Hohlkörperhaut ausweichen kann, kommt es im wesentlichen nur an diesem Abschnitt zu einer Verformung des Hohlkörpers 3. Die Verformung der restlichen Hohlkörperhaut, auf die der Druck ebenfalls wirkt, hält sich in engen Grenzen, die durch die Dehnbarkeit des verwendeten elastischen Materials sowie die Hautdicke bestimmt sind. Der restliche, wesentlich weniger elastische Abschnitt der Hohlkörperhaut nimmt somit die Druckkräfte ohne oder mit nur geringer Verformung auf, so daß die Reaktionsfähigkeit auf solche Druckeinwirkungen in Richtung des oberen Hautabschnitts gerichtet ist.

Das Fluid 4, das durch die elastische Haut des ballonartigen Hohlkörpers 3 in seinen Fließmöglichkeiten eingeschränkt ist, fließt bei der Einwirkung von Druckkräften auf den Hohlkörper 3 solange, wie eine Verformung des Hohlkörpers noch möglich ist. Ist dies nicht mehr möglich, weil alle Freiräume, von denen keine Druckwirkung ausgeht, ausgefüllt sind oder die Haut des Hohlkörpers 3 maximal verformt ist, so führt eine weitere Druckerhöhung auf das Bürstenteil seitens des Benutzers zu einer allgemeinen Druckerhöhung an jedem Kontaktpunkt zwischen der zu bearbeitenden Fläche und der Nutzfläche des Bürsten­ teils.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Bürstenteils stellt sicher, daß sich die Erhebungen 2 auf der Hohlkörperhaut der zu bearbeitenden Fläche zuwenden und sich an deren Konturen anlegen, so daß eine weitestgehend gleichmäßige und effiziente Bearbeitung möglich ist.

Nachfolgend wird die Herstellung einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung anhand der Fig. 5 bis 8 beschrieben.

In einem ersten Produktionsschritt wird aus elastischem Material der ballonartige Hohlkörper 3 mit den daran einstückig ausgebildeten Erhebungen 2 in einer geeigneten Spritzgußvor­ richtung (nicht gezeigt) hergestellt. Das elastische Material, beispielsweise Gummi, wird in fließfähigem Zustand in eine Spritzgußform gepreßt, die entsprechend den charakteristischen Merkmalen des herzustellenden ballonartigen Hohlkörpers 3 ausgebildet ist. Der Hohlkörper 3 ist insbesondere durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

Er weist einen oberen dünnen Abschnitt auf, der etwa ¼ der Gesamthaut ausmacht. Der Übergang von dem dünnen Abschnitt zum restlichen Teil der Haut ist stetig, d. h. die Hautdicke vom dünneren Abschnitt nimmt im Übergangsbereich stetig zu, bis die Hautdicke der restlichen Haut erreicht ist. Die Dicke der restlichen Haut hängt von dem verwendeten elastischen Material ab. Die Dicke ist so gewählt, daß an den Seiten und im unteren Abschnitt des Hohlkörpers 3 eine deutliche Minderung der Elastizität vorliegt.

Zur Erzeugung der Erhebungen 2 auf der Außenseite der oberen Hälfte des Hohlkörpers 3 weist die Spritzgußform eine ent­ sprechende Struktur als Negativ auf.

Am unteren Abschnitt des ballonartigen Hohlkörpers 3 befindet sich ein kurzer schlauchförmiger Ansatz 5 mit einer kleinen Öffnung, die der späteren Befüllung des Hohlkörpers 3 mit einem Fluid 4 dient.

In einem anderen Produktionsschritt wird das Griffteil 1 her­ gestellt, und zwar vorzugsweise aus Kunststoff. Die Herstellung kann wiederum in einer Spritzgußvorrichtung (nicht gezeigt) erfolgen. Alternativ ist aber auch eine Herstellung in einer Tiefziehvorrichtung möglich.

Wie in Fig. 4 zu erkennen ist, weist das Griffteil 1 eine muldenförmige Aufnahme 6 auf. In der Mitte der Aufnahme 6 befindet sich eine kleine Ausnehmung 7, die später den schlauchförmigen Ansatz 5 des Hohlkörpers 3 aufnimmt, dessen Öffnung zuvor durch Verschweißung, Verklebung, Vulkanisation oder dergleichen verschlossen wird.

In Fig. 5 ist als weiterer Produktionsschritt die Befüllung des Hohlkörpers 3 mit einer Flüssigkeit dargestellt. Es ist zu erkennen, daß in den schlauchförmigen Ansatz 5 ein Befüllungs­ rohr 8 eingeführt ist, über das die Flüssigkeit 4 in den ballonartigen Hohlkörper 3 eingeleitet wird.

Nach der Befüllung des Hohlkörpers 3 wird der schlauchförmige Ansatz 5 dicht verschlossen. Dies ist in Fig. 6 dargestellt. Der Verschluß 9, der insbesondere durch einen Schweißvorgang erzeugt werden kann, erfolgt in der Weise, daß möglichst wenig Luft in dem Hohlkörper 3 verbleibt. Durch den Schweißvorgang kann der schlauchförmige Ansatz 5 zu einer kleinen Lasche verformt werden.

Nach dem dichten Verschließen des befüllten Hohlkörpers 3 wird dieser mit dem Griffteil 1 verbunden, und zwar beispielsweise durch Verklebung. Zu diesem Zweck wird auf die Oberfläche der muldenartigen Aufnahme 6 ein Kleber 10 appliziert, wie in Fig. 7 schematisch gezeigt ist. Mit 11 ist eine Klebstoff­ flasche bezeichnet.

Wie in Fig. 8 dargestellt, wird der befüllte ballonartige Hohl­ körper 3 anschließend auf die mit dem Kleber 10 versehene Oberfläche der muldenartigen Aufnahme 6 gedrückt. Auf diese Weise wird eine feste Verbindung zwischen dem befüllten ballonartigen Hohlkörper 3 und dem Griffteil 1 erzielt.

In den Fig. 9 bis 14 ist die Anwendung einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung bei der Pflege unterschiedlicher Zahn­ flächen schematisch dargestellt. Die Figurenpaare zeigen die Anwendung der Vorrichtung bei der Reinigung von Kauflächen 12 (Fig. 9 und 10), bei der Reinigung des Außenflächenbereichs 13 einer Zahnreihe (Fig. 11 und 12) und bei der Reinigung des Außenflächenbereichs eines Backenzahnes 14 (Fig. 13 und 14). Anhand dieser Figuren wird deutlich, daß sich der mit dem Griffteil 1 verklebte ballonartige Hohlkörper 3 optimal an die individuell geformten Flächen bzw. Konturen der Zähne anpassen kann.

Die vorliegende Erfindung zeichnet sich somit nicht nur durch eine relativ einfache Konstruktion aus, sondern hat darüber hinaus den wesentlichen Vorteil, daß sich das Bürstenteil auf die zu putzende Fläche im Millimeterbereich einstellt, wobei durch den ballonförmigen Hohlkörper 3 mit den daran ausgebilde­ ten Erhebungen 2 bei einem die Putzleistung begünstigenden Druck auch Vertiefungen wirksam gereinigt werden können. Ein besonderer Vorteil des adaptiven Bürstenteils besteht darin, daß wenn Druck auf das Bürstenteil ausgeübt wird, sich die Nutzfläche des Bürstenteils der zu bearbeitenden bzw. zu reinigenden Fläche zuwendet, um dort mit entsprechendem Druck ein optimales Putzergebnis zu erzielen. Hinsichtlich der Zahnpflege ist insbesondere die Anpassungsfähigkeit des adapti­ ven Bürstenteils an die hinteren Backenzähne hervorzuheben.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr sind verschiedene Varianten denkbar, die auch bei grundsätzlich anders gestalteter Ausführung vom Gegenstand der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, Gebrauch machen. So kann der Hohlkörper 3 nicht nur einwandig, sondern beispielsweise auch doppelwandig ausgebildet sein, wobei die äußere Wandung das Griffteil 1 zumindest im Bereich des Bürstenteils umschließen kann. Vorzugsweise können auch der Hohlkörper 3 und das gesamte Griffteil 1 mit einem gummielastischen Überzug überzogen sein, wobei dann der Überzug im Bereich des Hohlkörpers 3 die nach außen gerichteten Erhebungen 2 aufweist. Auf diese Weise läßt sich eine Zahnbürste ohne Zwickelräume realisieren, was in hygienischer Hinsicht vorteilhaft ist, da sich in Zwickelräumen leicht Ablagerungen ansammeln können.

Das Griffteil 1 und/oder das Bürstenteil können auch so ausge­ bildet sein, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung an einer elektrischen Zahnbürste angewendet werden kann. Das Griffteil ist dann in Form eines Befestigungsteils ausgebildet.

Ferner ist die Anwendung der Erfindung nicht nur auf Zahn­ bürsten beschränkt. Ebenso vorteilhaft läßt sich die Erfindung auch an anderen Bürsten, beispielsweise an Massagebürsten oder Peelingbürsten sowie an Reinigungsvorrichtungen verwirklichen.

Claims (16)

1. Bürstenartige Vorrichtung, insbesondere Zahnbürste, mit einem Griff- oder Befestigungsteil (1) und einem damit verbun­ denen, eine Nutzfläche aufweisenden Bürstenteil, dadurch gekennzeichnet, daß das Bürsten­ teil durch einen geschlossenen Hohlkörper (3) gebildet ist, der zumindest im Bereich der Nutzfläche aus elastischem Material gefertigt ist und in seinem Hohlraum ein Fluid (4) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid (4) eine Flüssigkeit oder ein Gel ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (3) unterschiedlich dicke Wandstärkenabschnitte aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (3) im Bereich der Nutzfläche des Bürstenteils seine geringste Wandstärke aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (3) unterschiedlich elastische Abschnitte aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (3) im Bereich der Nutzfläche mit Erhebungen (2) versehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (2) mit dem Hohlkörper (3) einstückig ausgebildet sind, wobei die Höhe der Erhebungen (2) kleiner oder gleich der Wandstärke des Hohlkörpers (3) im Bereich der Erhebungen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (2) abgerundete Enden aufweisen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (3) in einer muldenförmigen Aufnahme (6) des Griff- oder Befestigungsteils (1) befestigt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mulden­ förmige Aufnahme (6) eine Ausnehmung (7) aufweist, in der ein am Hohlkörper (3) vorhandener Verschluß (9) aufgenommen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrich­ tung eine Zahnbürste ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrich­ tung eine Massagebürste ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrich­ tung eine Peelingbürste ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrich­ tung eine Reinigungsvorrichtung zur Reinigung von unebenen Flächen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Bürstenteil ein den Hohlkörper bedeckendes Reinigungstuch fixierbar ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (3) und das Griff- oder Befestigungsteil (1) mit einem gummi­ elastischen Überzug überzogen sind.