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Die
Erfindung betrifft eine Zahnbürste
mit integriertem Zahnreinigungsmittel nach dem Oberbegriff des ersten
Schutzanspruches.
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Zahnbürsten dieser
Art sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. So zeigt
EP 0 290 873 A3 eine
Zahnbürste,
bei welcher das Zahnreinigungsmitel durch eine Drehbewegung im Bereich
des Griffes zum Bürstenkopf
gefördert
wird.
US 4,963,046 und
3,903,888 zeigen Zahnbürsten, bei welchen
das Zahnreinigungsmittel durch eine Pumpbewegung zum Bürstenkopf
gefördert
werden kann. Den bisher vorgeschlagenen Lösungen ist gemeinsam, dass
sie besonders während
des Putzvorganges unkomfortabel zu bedienen sind (Drehbewegung am
Griffende), oder einen hohen technischen Aufwand erfordern, um ein
komfortables Nachfördern mittels
eines Pumpvorganges zu gewährleisten
weiterhin entsteht durch en Pumpvorgang im Vorratsbehälter des
Zahnreinigungsmittels ein Unterdruck, der ausgeglichen werden muss.
Der vorgenannte Stand der Technik gewährleistet diesen Druckausgleich nicht,
so dass kein zuverlässiger
Transport des Zahnreinigungsmittels zum Bürstenkopf gewährleistet
ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Zahnbürste
zu entwickeln, bei welcher mit möglichst
geringem technischen Aufwand Zahnreinigungsmittel mittels einer
Pumpbewegung zum Bürstenkopf
gefördert werden
kann und die durch eine einfache Konstruktion eine preiswerte Herstellungsmöglichkeit
bietet und funktionssicher handhabbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des ersten Schutzanspruches gelöst. Vorteilhafte Ausführungen
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Zahnbürste
mit integriertem Zahnreinigungsmittel besteht aus Vorratsbehälter, einem
Stiel mit Bürstenkopf
und einen Pumpmechanismus zum fördern
des Zahnreinigungsmittels vom Vorratsbehälter zum Bürstenkopf, wobei die Zahnbürste Mittel
aufweist, welche einen Druckausgleich im Vorratsbehälter gewährleisten.
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Dies
kann z.B. eine druckausgleichende Bohrung oder ein druckausgleichendes
Ventil im Vorratsbehälter
sein.
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Die
Bohrung oder das Ventil können
im Boden oder der Wandung (zwischen Boden und Stiel) des Vorratsbehälters angeordnet
sein.
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Es
ist auch möglich,
die Bohrung oder das Ventil in einem Verschlusselement des Vorratsbehälters, z.B.
in einem Verschlussdeckel zu integrieren.
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Der
Pumpmechanismus der Zahnbürste weist
mindestens eine auslenkbare Membran auf, welche die Förderung
des Zahnreinigungsmittels vom Vorratsbehälter zum Bürstenkopf freigibt oder unterbricht.
Die Auslenkrichtung der Membran wird durch angrenzende Anschläge, vorzugsweise
durch an diese angrenzende Bohrungen bestimmt.
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Bevorzugt
weist die Membran zwei Membranelemente mit zueinander entgegengesetzten
Biegerichtungen auf, wobei das erste Membranelement durch seine
Biegerichtung die Zuführung
des Zahnreinigungsmittels vom Druckraum zum Bürstenkopf und das zweite Membranelement
durch seine Biegerichtung die Zuführung des Zahnreinigungsmittels vom
Vorratsbehälter
zum Druckraum gewährleistet. Die
Membran ist z.B. als eine Scheibe ausgebildet, in welcher die Membranelemente
durch Ausnehmungen gebildet werden. Unter der Membran ist eine Grundplatte
mit einer Zuleitbohrung und einer Ableitbohrung angeordnet, wobei
die Zuleitbohrung und die Ableitbohrung jeweils unter einem Membranelement
liegen. Die Zuleitbohrung ist kleiner als das darüber befindliche
zweite Membranelement und die Ableitbohrung größer als das darüber befindliche
erste Membranelement.
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Vom
Vorratsbehälter
führt zur
Zuleitbohrung ein erster Verbindungskanal und von der Ableitbohrung
zum Bürstenkopf
ein zweiter Verbindungskanal.
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Die
Membran des Pumpmechanismus ist in einem Gehäuse angeordnet, welches nach
außen durch
eine elastisch in Richtung zum Innenraum des Gehäuses verformbare Abschlußkappe verschlossen
ist. Der Boden des Gehäuses
bildet die Grundplatte.
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Im
Gehäuse
befindet sich der Druckraum zwischen Membran, Anschlagelement und
Abschlusskappe, über
welchen Zahnreinigungsmittel aus dem Vorratsbehälter angesaugt und an den Bürstenkopf
weitergepumpt wird.
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Der
Pumpmechanismus kann im Bereich des Vorratsbehälters, des Stiels oder des
Bürstenkopfs
angeordnet sein. Es ist weiterhin möglich, den Pumpmechanismus
und die den Druckausgleich gewährleistenden
Mittel im Boden des Vorratsbehälters oder
beide im Verschlussdeckel des Vorratsbehälters anzuordnen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehörigen Zeichnungen
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1:
- a) Zusammenstellzeichnung
einer Zahnbürste
bestehend aus Griff/Vorratsbehälter 1,
Stiel 2, auswechselbarem Bürstenkopf 3, Pumpmechanismus 4,
Verbindungskanälen 5 und 5.1;
- b) Einzeldarstellung
des auswechselbaren Bürstenkopfes 3,
- c) Schutzhülle 7 mit
integrierter Fixierung 8 für den Bürstenkopf 3;
- d) Kartusche 6,
- e) Deckel 11;
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2:
- a) separate Darstellung des
Stiels 2 mit integriertem Pumpmechanismus 4, dem
Bürstenkopf 3 und
den Verbindungskanälen 5 und 5.1;
- b) separate, mittels
Gewinde 6.1 anschraubbare Kartusche 6 als Vorratsbehälter 1;
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3: Zahnbürste mit einem in den Griff/Vorratsbehälter 1 integrierten
Pumpmechanismus 4 und Bürstenkopfeinheit 2;
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4: Membran M mit den Positionierbohrungen 14, 15 und
den Membranelementen 16, 17 in der Draufsicht
und in zwei Schnittdarstellungen A–A und B–B;
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5: Anschlagelement A mit
den Positionierbohrungen 18, 19 und den Durchlassbohrungen 20, 21;
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6: Obere Abschlusskappe 22 mit
umlaufendem radialen Absatz 22.1;
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7: Gehäuse 23 mit Grundplatte
G, Positionierstiften 12 und 13, Zuleitbohrung 24 und
Ableitbohrung 25 in der Draufsicht und in zwei Schnittdarstellungen
C–C und
D–D;
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8: Pumpmechanismus im Zusammenbau
in Schnittdarstellung durch die Membranelemente 16, 17,
bestehend aus Gehäuse 23 (7) mit Grundplatte G, in
welcher die Zuführbohrung 24 und die
Ableitbohrung 25 eingebracht sind, Positionierstiften 12, 13,
Membran 24 (4)
mit den Positionierbohrungen 14, 15 und den Membranelementen 16,
17, einem Anschlagelement A (5)
mit den Positionierbohrungen 18, 19 zur Fixierung
auf den Positionierstiften 12, 13 und den Durchlassbohrungen 20, 21,
der Abschlusskappe (6) 22 mit
umlaufendem radialen Absatz 22.1 und Verbindungskanälen 5 und 5.1;
- a)
in Ausgangsposition ohne Zahnreinigungsmittel;
- b) mit Zahnreinigungsmittel
Z beim Drücken
der Abschlusskappe 22;
- c) mit Zahnreinigungsmittel
Z beim Zurückbewegen
der Abschlusskappe 22.
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Die
in 1a dargestellte Zahnbürste besteht
aus dem Griff G, der den Vorratsbehälter 1 für das Zahnreinigungsmittel
bildet oder aufnimmt, Pumpmechanismus 4, dem Stiel 2,
dem auswechselbaren Bürstenkopf 3 (siehe
auch Darstellung b).
Zwischen Vorratsbehälter
(Griff G) und Pumpmechanismus 4 befindet sich der Verbindungskanal 5 und
zwischen Pumpmechanismus 4 und Bürstenkopf 3 der Verbindungskanal 5.1.
Die Einzeldarstellung des auswechselbaren Bürstenkopfes zeigt Bild b und
die schematische Darstellung einer Schutzhülle 7 zum Schutz des
Bürstenkopfes 3 Darstellung c.
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Griff
G/Vorratsbehälter 1 und
Stiel 2 werden z.B. als eine Einheit angefertigt. Der hohle
Griff G ist am hinteren Ende offen und mit einer Schnapp- bzw. Einrastvorrichtung 9 versehen,
die zur Aufnahme von Zahnreinigungsmittel dient. Dies kann z.B.
in einer einem Deckel 10 verschlossenen Kartusche 6 (Darstellung d), die den Vorratsbehälter 1 bildet
bereitgestellt werden.
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Alternativ
ist es auch möglich,
den hohlen Griff G direkt mit Zahnreinigungsmittel zu befüllen und
mit einem Verschlussdeckel 11 (Darstellung e) zu verschließen, dann bildet dieser den
Vorratsbehälter 1.
Bildet der Griff G den Vorratsbehälter 1 wird bevorzugt
in dessen Verschlussdeckel 11 eine kleine Bohrung 30 eingebracht,
die gewährleistet,
dass der durch den Pumpvorgang erzeugte Unterdruck wieder ausgeglichen
werden kann. In den Boden bzw. Deckel 10 der Kartusche 6,
die ebenfalls einen Vorratsbehälter 1 bildet,
ist gem. 1 e ein Ventil 40 eingebracht,
welches den Druckausgleich gewährleistet.
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Die
Schutzhülle 7 lässt sich
durch eine an der offenen unteren Kante der Schutzhülle 7 eingearbeiteten
konvexen oder konkaven und gleichzeitig an der Außenfläche der
Einfassung des Bürstenkopfes 3 eingearbeiteten
konvexen oder konkaven Schnappvorrichtung 8 lösbar miteinander
verbinden.
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2 zeigt eine Zahnbürste, bestehend
aus einer Kartusche 6 (arstellung a), die den Vorratsbehälter 1 bildet
und gleichzeitig als Griff G verwendet wird und einer Bürstenkopfeinheit
(Darstellung b) aus Stiel 2 und
Bürstenkopf 4 mit
integriertem Pumpmechanismus 4 und Abschlusskappe 22.
Der Stiel 2 ist an den Vorratsbehälter 1 adaptierbar.
Diese Figur stellt somit eine Möglichkeit
der Montage einer selbstnachfüllbaren
oder auch von der Industrie mit Zahnputzmittel gefüllten und
gelieferten Variante dar. Das heißt, bei diesem Beispiel besteht
die Zahnbürste
im Gegensatz zu 1 aus
zwei miteinander verschraubten oder ineinander gesteckten Komponenten.
Diese Möglichkeit
der Herstellung stellt eine sehr einfache und kostengünstige Variante
dar, da nur der Griff G/die Kartusche 6 als Vorratsbehälter 1 für das Zahnreinigungsmittel
dient, und als austauschbarer Bestandteil der Zahnbürste angefertigt
werden kann. Die Kartusche kann z.B. einen festen Boden aufweisen
(nicht dargestellt) oder mit dem Deckel 10 angeboten werden.
Die Kartusche 6 ist in Richtung zu ihrer Verbindungsposition 6.1 zum
Siel 2 geschlossen und weist lediglich eine Bohrung (nicht
dargestellt) auf, durch welche der Verbindungskanal 5 zum Pumpmechanismus 4 in
die Kartusche 6 eingreifen kann. Vom Pumpmechanismus führt wie
in 1 dargestellt, ein
Verbindungskanal 5.1 zum Bürstenkopf 3. Im Deckel 10 ist
ein Ventil 40 vorgesehen.
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3 zeigt eine Zahnbürste, bei
welcher der Pumpmechanismus 4 in den Griff G/Vorratsbehälter 1 integriert
ist und die Bürstenkopfeinheit
(Stiel 2) aufschraubbar ausgeführt ist. Dies ist eine weitere Variante
einer selbstnachfüllbaren
oder auch einer Einwegzahnbürste
mit integriertem Zahnputzmittel. Der Unterschied zu den Darstellungen
in 1 und 2 besteht darin, dass der Pumpmechanismus 4 sich nicht
im Stiel 2 sondern im Griff/Vorratsbehälter 1 befindet. Alle
weiteren Möglichkeiten
bezüglich
der Anzahl der Komponenten bleiben hier wie in den Zeichnungen 1 und 2 erhalten.
Bei einer Einwegzahnbürste
sollte dabei der Bürstenkopf 3 nicht
austauschbar sein, um bei der Herstellung Kosten zu sparen. Alternativ
zu den vorgenannten Ausführungsbeispielen können Vorratsbehälter und
Bürstenkopf
auch einstückig
ausgebildet sein. Im Boden 1.1 des Vorratsbehälters 1 ist
eine Bohrung (30) vorgesehen.
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4 zeigt die Membran M mit
den Positionierbohrungen 14, 15 und den Membranelementen 16, 17.
Die Membranelemente 16, 17 werden durch das verbleibende
Material zweier sich spiegelbildlich gegenüberliegender Ausnehmungen N16
und N17 in ¾-Kreisform
gebildet. Die Membran M ist bevorzugt als dünne und dadurch elastische
runde Folie ausgebildet. 5 zeigt
das Anschlagelement A mit den Positionierbohrungen 18, 19 und
den Durchlassbohrungen 20, 21 für das Zahnreinigungsmittel. 6 zeigt die obere Abschlusskappe 22 mit
umlaufendem radialen Absatz 22.1, welche sich gegen einen
Hinterschnitt im Gehäuse 23 abstützt.
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In 7 ist das im Querschnitt
U-förmige Gehäuse 23 mit
einer Wandung W, der Grundplatte G, den darauf befindlichen Positionierstiften 12 und 13 a) in der Draufsicht, b) im Schnitt C–C und c) im Schnitt D–D dargestellt.
In der Grundplatte G befinden sich die Zuleitbohrung 24 und
die Ableitbohrung 25. Am oberen Gehäuserand ist ein Hinterschnitt 23.1 für die Befestigung
der in 6 dargestellten Abschlusskappe 22 vorgesehen.
Das Gehäuse 23 kann
natürlich
auch eine andere geometrische Form aufweisen und als Vertiefung
im Griff/Vorratsbehälter 1
oder im Siel 2 angeordnet sein. Es ist selbstverständlich auch
möglich,
das Gehäuse 23 auf
dem Griff/Vorratsbehälter 1 oder
auf dem Stiel 2 anzuordnen.
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Die
Membran M wird mit ihren Positionierbohrungen 14, 15 auf
die Positionierstifte 12 und 13 des Gehäuses 23 geschoben,
so dass sie auf der Grundplatte G des Gehäuses 23 aufliegt.
Nun wird das Anschlagelement A mit den Positionierbohrungen 18, 19 auf
den Positionierstiften 12 und 13 fixiert. Abschließend wird
die Abschlusskappe 22 auf dem oberen Gehäuserand
montiert.
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Durch
die unterschiedlich großen
Positionierstifte 12 und 13 und die dazu korrespondierenden Positionierbohrungen 14, 15 und 18, 19 wird
eine positionssichere Lagefixierung der Membran M und des Anschlagelementes
A gewährleistet.
Die Durchlassbohrung 21 des Anschlagelementes A liegt über dem Membranelement 17 und über der
Zuführöffnung 24 des
Gehäuses 23.
Die Durchlassbohrung 21 ist dabei größer und die Zuführöffnung 24 kleiner
als das Membranelement 17. Die Durchlassbohrung 20 des Anschlagelementes
A liegt über
dem Membranelement 16 und über der Ableitöffnung 25 des
Gehäuses 23.
Die Durchlassbohrung 20 ist dabei kleiner und die Ableitöffnung 25 größer als
das Membranelement 16.
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Der
Hohlraum der zwischen der Abschlusskappe 22 gem. 6 und dem Rest des Gehäuses 23 sowie
der Membran M (4) und
dem Anschlagelement A (5)
entsteht, wird für
die Saug- und Druckwirkung innerhalb des Pumpenmechanismus 4 benutzt.
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8 zeigt den Pumpmechanismus
im Zusammenbau, im Schnitt durch die beiden Membranelemente 16 und 17,
bestehend aus dem Verbindungskanal 5, den Positionierstiften 12 (hier
nicht sichtbar), 13, dem Gehäuse 23, der Membran
M mit den Positionierbohrungen 14, 15 (s. 4) und den Membranelementen 16,
17, dem Anschlagelement A mit den Positionierbohrungen 18, 19 (s. 5), den Durchlassbohrungen 20, 21 für das Zahnreinigungsmittel
Z, die obere Abschlusskappe 22 mit umlaufendem radialen
Absatz 22.1, welche mit dem Anschlagelement A den oberen
Druckraum D bildet.
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Die
Funktionsweise ist die folgende:
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Um
Zahnreinigungsmittel Z vom Vorratsbehälter 1, zum Bürstenkopf 3 zu
befördern,
wird der Pumpmechanismus 4 betätigt (8a). Hierzu wird die elastisch verformbare
obere Abschlusskappe 22 (6 und 8) in Richtung des Anschlagelements
A gepresst (8b). Hierdurch
wird das sich im oberen Druckraum befindliche Medium (Zahnreinigungsmittel
Z) über
die Durchlassbohrung 20, durch elastische Deformation des
Membranelementes 16 in Pfeilrichtung in den Verbindungskanal 5.1 gedrückt und
zum Bürstenkopf 3 befördert. Wird
die obere Abschlusskappe 22 losgelassen (8c), bewegt sich diese in ihre Ausgangsposition
zurück. Durch
die entstehende Sogwirkung wird das Membranelement 17 in
Richtung der Durchgangsbohrung 20 (Pfeilrichtung) elastisch
verbogen, wobei gleichzeitig eine elastische Deformation des Membranelementes 16 durch
den geringeren Bohrungsdurchmesser von Bohrung 20 verhindert
wird. Hierdurch wird dann in den Druckraum D des Pumpmechanismus 4 über den
Verbindungskanal 5 aus dem Vorratsbehälter 1 Zahnreinigungsmittel
Z angesaugt.
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Der
dabei im Vorratsbehälter 1 entstehende Unterdruck
wird durch die Bohrung 30 oder das Ventil 40 (1 bis 3) ausgeglichen. Die Membran M (4) sowie das Anschlagelement
A (5) werden durch die
Positionierstifte 12, 13 im Gehäuse 23 in Position
gehalten. Die Position der oberen Abschlusskappe 22 (6) wird durch den radialen
Absatz 22.1 definiert. Das Anschlagelement A (5) gewährleistet in Verbindung mit
der Grundplatte G des Gehäuses 23,
zwischen welchen die Membran M angeordnet ist, dass nur die Membranteile 16, 17 (4) elastisch verformt werden
können.
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Dieses
Pumpensystem kann für
verschiedene Arten von Zahnbürsten
eingesetzt werden. Es ist möglich,
das Pumpensystem in den Stiel 2 zu integrieren (1), wodurch dieser auf verschiedene Griffe/Vorratsbehälter 1 aufgesetzt
werden kann. Es ist möglich,
dass das Zahnreinigungsmittel sich in einer Kartusche 6 befindet,
welche dann vom Vorratsbehälter 1 aufgenommen
wird (1) oder dass sich das
Zahnreinigungsmittel direkt im Vorratsbehälter 1 befindet (2, 3). Befindet sich der Pumpmechanismus 4 in
der Bürstenkopfeinheit
(Stiel 2), ist bevorzugt nur der Bürstenkopf 3 selbst
austauschbar ausgeführt
(1, 2). Befindet sich der Pumpmechanismus 4 im
Bereich des Vorratsbehälters 1, kann
auch die gesamte Bürstenkopfeinheit
(Stiel 2) wechselbar ausgeführt sein. Bei einstückiger Ausbildung
von Vorratsbehälter 1 und
Stiel 2 mit Bürstenkopf 3 wird
die gesamte Zahnbürste
entsorgt, wenn das Zahnreinigungsmittel verbraucht ist.
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Neben
den dargestellten Ausführungsvarianten
ist es selbstverständlich
möglich,
die Formen und Abmessungen der einzelnen, in den Zeichnungen dargestellten
und beschriebenen Elemente entsprechend der gestellten Anforderungen
zu variieren. So ist es beispielsweise möglich, dass die Membranelemente 16, 17 in
der Grundplatte G oder in der Wandung W des Gehäuses 23 ausgebildet
sind. Die Verbindungskanäle
grenzen dann mit entsprechenden Innen- und Außendurchmessern von außen und
einem entsprechenden Anschlagelement A von innen an, so dass die
Biegerichtung der Membranelemente entsprechend festgelegt wird.
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Anstelle
der Kartusche 6 könnte
auch ein Deckel 11 oder ein Rückschlagventil den hinteren
Abschluss des Griffes 1 bilden. Diese Möglichkeiten wären hauptsächlich dafür geeignet,
um eine selbstnachfüllbare
Zahnbürste
herzustellen.
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Weiterhin
ist es möglich,
den Pumpmechanismus 4 und die Bohrung 30 oder
das Ventil 40 zum Druckausgleich in dem Boden oder Deckel
des Vorratsbehälters 1 anzuordnen.
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Durch
die neue Erfindung wird erreicht, dass mit Beginn der Benutzung
der Zahnbürste
auf eine bequeme und leichte Art und Weise durch leichtes Drücken auf
den Pumpmechanismus, entsprechend des individuellen Bedarfs, das
Zahnputzmittel dosiert und zuverlässig gespendet werden kann.
Dies ist sicher besonders bei Kindern wie auch bei behinderten Menschen
ein sehr großer
Vorteil. Es ist darüber
hinaus eine sehr saubere Lösung.
Es bedarf keiner zwei Gegenstände
(Zahnpastatube und Zahnbürste) mehr,
da alles in der erfindungsgemäßen Zahnbürste integriert
ist. Dies ist besonders auf Reisen ein weiterer Vorteil. Auch das
Auf- und Zuschrauben entfällt. Bei
täglicher
Benutzung und Verwendung eines vorzugsweise gelartigen Zahnputzmittels
ist die Gefahr des Austrocknens ausgeschlossen. Wenn eine schnell
trocknende Zahnreinigungspttte bzw. die Zahnbürste längere Zeit nicht benutzt wird,
so wird empfohlen, die Schutzkappe über den Bürstenkopf zu stülpen, um
eine eventuelle Austrocknung zu vermeiden.
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Mit
der Erfindung wird insgesamt eine einfache, kostengünstige und
technisch zuverlässige
Lösung
entwickelt, die es gestattet, Zahnreinigungsmittel mittels einer
Pumpbewegung zum Bürstenkopf
einer Zahnbürste
zu befördern.
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Offenstehende
oder unschön
bzw. unvollständig
entleerte Zahnpastatuben (die immer wieder zu Auseinandersetzungen
speziell mit Kindern aber auch mit dem Lebenspartner geführt haben)
werden vermieden. Auch eine unsachgemäße Handhabung von Tuben durch
Kinder, d.h. ein Verschmutzen der Waschbecken bzw. Ablagen mit Zahnreinigungsmittel
wird mit der Erfindung ausgeschlossen.