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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kopplungsvorrichtung zur Antriebsvermittlung zwischen einer Antriebseinheit einer elektrischen Zahnbürste und einem Reinigungselement für die Mund- und/oder Zahnpflege.
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Die Kopplungsvorrichtung umfasst eine Welle, die zur Ausführung einer Schwenkbewegung eingangsseitig mit einem Antriebselement der Antriebseinheit koppelbar ist. Dabei ist das eingangsseitige Ende der Kopplungsvorrichtung in der Regel derart ausgebildet, dass es mit einer heutzutage standardmäßig zum Einsatz kommenden Antriebseinheit einer elektrischen Zahnbürste koppelbar ist. Insbesondere ist das eingangsseitige Ende der Kopplungsvorrichtung so ausgestaltet, dass die Kopplungsvorrichtung statt eines Zahnbürstenaufsatzes mit schwenkbarem Zahnbürstenfeld auf die Antriebseinheit aufgesteckt werden kann. Als eingangsseitig bzw. als eingangsseitiges Ende wird die Seite bzw. das Ende verstanden, welches Antriebsenergie von der Antriebseinheit aufnimmt und als ausgangsseitig bzw. als ausgangsseitiges Ende wird entsprechend die Seite bzw. das Ende verstanden, welches Antriebsenergie an das Reinigungselement abgibt.
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Die Welle ist in einem schaftförmigen Gehäuse gelagert und bildet ausgangsseitig ein erstes Kopplungssegment aus. Das schaftförmige Gehäuse hat eine eingangsseitige Öffnung und eine ausgangsseitige Öffnung. Die ausgangsseitige Öffnung kann kleiner sein als die ausgangsseitige Öffnung.
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Das Gehäuse ist in der Regel nach Art einer schlanken Hülse ausgebildet, in welcher die Welle drehbar gelagert ist. Die Anbindung der Kopplungsvorrichtung an die Antriebseinheit der üblichen elektrischen Zahnbürste kann dabei antriebsmäßig zwischen dem Antrieb der Antriebseinheit und der Welle erfolgen, während die Halterung der Kopplungsvorrichtung an der Antriebseinheit über eine lösbare Verbindung zwischen dem Gehäuse der Antriebseinheit und dem Gehäuse der Kopplungsvorrichtung bewirkt wird.
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Des Weiteren umfasst die Kopplungsvorrichtung einen Kopplungskörper, der einen Verbindungsabschnitt zur Aufnahme und Halterung des Reinigungselements und ein zweites Kopplungssegment ausbildet, wobei das erste Kopplungssegment und das zweite Kopplungssegment ineinandergreifen, und wobei die Kopplungssegmente derart ausgestaltet sind, dass die Schwenkbewegung der Welle in eine Schwenkbewegung des Reinigungselements übersetzt wird. Die Kopplungssegmente übertragen ein Drehmoment der Welle auf den Kopplungskörper. Das Reinigungselement kann für gewöhnlich in den Verbindungsabschnitt eingesteckt und so mit dem Kopplungskörper verbunden werden. Der Verbindungsabschnitt überträgt ein Drehmoment des Kopplungskörpers auf das Reinigungselement. Ein Halteabschnitt des Reinigungselements kann bei dem Einstecken in den Verbindungsabschnitt eine elastische Verformung erfahren, aus der eine Haltewirkung resultiert. Der Verbindungsabschnitt kann hierfür eine Hinterschneidung aufweisen. Das zweite Kopplungssegment und der Verbindungsabschnitt sind für gewöhnlich an einer Außenseite des Kopplungskörpers vorgesehen und haben einen umfänglichen Abstand zueinander. Insbesondere kann das zweite Kopplungssegment auf einer dem Verbindungsabschnitt gegenüberliegenden Seite des Kopplungskörpers vorgesehen sein.
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Je nach Lage und/oder Ausrichtung der Kopplungssegmente und ggf. des Verbindungsabschnitts können unterschiedliche auf das jeweilige Reinigungselement abgestimmte Bewegungsmuster des Verbindungsabschnitts erzeugt werden, die durch den Verbindungsabschnitt auf das Reinigungselement übertragen werden. Somit kann die Kopplungsvorrichtung mit Reinigungselementen der verschiedensten Art verbunden werden, wie z.B. einem sogenannten Flosser bzw. einer Zahnseidengabel, einem Interdental-Pic oder einer Interdental-Bürste, wobei das Bewegungsmuster des Verbindungsabschnitts an die zur Reinigungswirkung des jeweiligen Reinigungselements erforderliche und je nach Art des Reinigungselements unterschiedliche Bewegung angepasst ist.
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Im Rahmen der Herstellung der Kopplungsvorrichtung können durch angepasste Wahl des Kopplungssegmentes, welches der Welle zugeordnet ist, und des Kopplungssegmentes, welches dem Kopplungskörper zugeordnet ist, unterschiedliche Bewegungsmuster bereitgestellt werden, die auf das jeweilige Reinigungselement angepasst sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dementsprechend modular aufgebaut, um auf einfache Weise die unterschiedlichen Bewegungsmuster bereitzustellen. Die Welle kann dabei auch derart mehrteilig ausgebildet sein, dass lediglich der Bereich mit dem Kopplungssegment ausgetauscht werden muss, der überwiegende Teil der Welle allerdings standardisiert und einheitlich verwendet wird.
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Das schaftförmige Gehäuse kann so ausgebildet sein, dass es relativ zur Welle verdrehbar ist, sodass die Lage des Kopplungskörpers und des Kopplungssegments des Kopplungskörpers zur Schwenkachse der Welle verändert wird. Dadurch lässt sich das Bewegungsschema des Reinigungselements dynamisch durch einen Benutzer verändern, indem der Benutzer das schaftförmige Gehäuse in seiner Umfangsrichtung verdreht.
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Nach einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind eines der Kopplungssegmente als Zapfen und das andere Kopplungssegment als Vertiefung ausgebildet, die eine zueinander korrespondierende Kontur haben. Die Kopplungssegmente haben üblicherweise einen von einer kreisrunden Form abweichenden Querschnitt. Das erste Kopplungssegment ist vorzugsweise zumindest teilweise an einer stirnseitigen Fläche der Welle ausgeformt. Der Verbindungsabschnitt erstreckt sich bevorzugt schräg zu den Kopplungssegmenten.
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Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist die Schwenkbewegung des Reinigungselements eine in Umfangsrichtung der Welle gerichtete Schwenkbewegung auf oder ist eine solche Schwenkbewegung. Die Schwenkbewegung des Reinigungselements ist bevorzugt exzentrisch zu der Welle. Weiter bevorzugt kann die Schwenkbewegung des Reinigungselements in einer Ebene verlaufen, die die Ebene schneidet, in der die Schwenkbewegung der Welle verläuft.
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Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Schwenkbewegung des Reinigungselements eine Translation des Reinigungselements in einer zur Schwenkachse der Welle parallelen Richtung. Vorzugsweise hat die Schwenkbewegung des Reinigungselements einen rotatorischen Bewegungsanteil um eine Achse, die rechtwinkelig zu der Schwenkachse der Welle verläuft und/oder einen rotatorischen Bewegungsanteil um eine Achse, die parallel zu der Schwenkachse der Welle verläuft, und/oder einen translatorischen Bewegungsanteil, bevorzugt entlang der Schwenkachse der Welle. Sofern rotatorische Bewegungsanteile in beiden Richtungen enthalten sind, ergibt sich ein rotatorischer Bewegungsanteil um eine Achse, die schräg zu der Schwenkachse der Welle verläuft.
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Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung erstrecken sich die Kopplungssegmente schräg zur Schwenkachse der Welle. D.h. die Kopplungselemente erstrecken sich in einem Winkel größer 0° und kleiner 180° zu der Schwenkachse der Welle. Weiter bevorzugt liegt der Winkel zwischen 5° und 90° und sehr bevorzugt zwischen 10° und 50°. Die Kopplungssegmente können sich aber auch parallel und insbesondere entlang oder in Verlängerung der Schwenkachse der Welle erstrecken.
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Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist der Kopplungskörper im Wesentlichen kugelförmig. Diese Form ist einfach herzustellen. Sie eignet sich insbesondere zur Übertragung einer Schwenkbewegung der Welle, derart, dass die Schwenkbewegung des Verbindungsabschnitts bzw. des Reinigungselementes exzentrisch zur Schwenkbewegung der Welle ist. Weiter bevorzugt ist der Kopplungskörper in einer von dem Gehäuse ausgebildeten Gelenkpfanne beweglich gelagert und vorzugsweise formschlüssig gegen eine Ablösung von dem Gehäuse gesichert. Sehr bevorzugt ist der Kopplungskörper in Richtung der Schwenkachse der Welle formschlüssig gelenkig gehalten, insbesondere verrastet oder eingepresst. Der Kopplungskörper kann aber auch andere Formen annehmen; er kann z.B. im Wesentlichen walzenförmig sein.
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Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung dichtet der Kopplungskörper das Gehäuse an der Ausgangsseite der Welle gegen Eindringen von Schmutz ab. Die Abdichtung kann durch eine den Kopplungskörper umfänglich umlaufenden Dichtlippe gebildet sein, die an dem Rand der ausgangsseitigen Öffnung des Gehäuses anliegt. So bleibt das Innere der Kopplungsvorrichtung sauber. Aus hygienischer Sicht müssen daher nur die Reinigungselemente in regelmäßigen Abständen durch neue ersetzt werden, während die Kopplungsvorrichtung im Sinne einer nachhaltigen bzw. ressourcenschonenden Nutzung weiterverwendet werden kann. Die Dichtlippe ist bevorzugt in Grenzen elastisch und erlaubt eine gewisse Beweglichkeit des Kopplungskörpers in der ausgangsseitigen Öffnung des Gehäuses bzw. dämpft diese Bewegung.
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Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist der Kopplungskörper durch Spritzgießen und insbesondere Mehrkomponenten-Spritzgießen hergestellt, wobei zumindest eine Weichkomponente, die den Kopplungskörper gegenüber dem Gehäuse abdichtet und die bevorzugt nach Art einer Dichtlippe umfänglich umlaufend ausgebildet ist, und eine den Verbindungsabschnitt ausbildende Hartkomponente vorgesehen ist. Die Hartkomponente kann an eine elastische Membran angespritzt sein, die an das ausgangsseitige Ende der Welle montiert ist und das jeweilige gewünschte Bewegungsmuster auf die Hartkomponente übertragt.
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Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist der Kopplungskörper an das ausgangsseitige Ende der Welle, insbesondere mittels Montagespritzguss, angespritzt.
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Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die Welle zur Positionierung innerhalb des Gehäuses durch einen Positionierungsstopfen mit einer Durchgangsöffnung hindurchgeführt, wobei sich der Positionierungsstopfen an dem Gehäuse abstützt. Der Positionierungsstopfen kann in das eingangsseitige Ende des Gehäuses eingreifen oder vollständig innerhalb des Gehäuse vorgesehen sein. Die Durchgangsöffnung kann auf das jeweilige Griffstück angepasst ausgebildet sein, auf das die Kopplungsvorrichtung aufgesteckt wird und das die Antriebseinheit umfasst.
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Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung umfasst die Kopplungsvorrichtung lediglich vier Teile, nämlich die Welle, das Gehäuse, den Kopplungskörper und den Positionierungsstopfen.
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In einem nebengeordneten Aspekt gibt die vorliegende Erfindung ein Kopplungsset mit zumindest einer zuvor beschriebenen Kopplungsvorrichtung an, wobei das Kopplungsset mindestens zwei Sätze umfasst, die jeweils eine Welle und einen Kopplungskörper beinhalten, deren Kopplungssegmente einander zugeordnet sind, und wobei jeder Satz wahlweise an der Antriebseinheit befestigbar ist, wobei die Form und/oder Lage der Kopplungssegmente des einen Satzes derart abweichend zu den Kopplungssegmenten des anderen Satzes ausgebildet sind, dass dem Verbindungsabschnitt beim Antrieb der Welle unter Vermittlung des ersten Satzes ein anderes Bewegungsmuster aufgeprägt wird als unter Vermittlung des anderen Satzes. Die Bewegungsmuster unterscheiden sich dabei regelmäßig in Bezug auf die Schwenkbewegung des Reinigungselements, die relativ zu der Schwenkachse der Welle parallel und/oder orthogonal ausgerichtete translatorische und/oder rotatorische Bewegungsanteile haben kann, wobei die rotatorischen Bewegungsanteile um eine Achse, die rechtwinkelig zu der Schwenkachse der Welle verläuft und/oder um eine Achse, die parallel zu der Schwenkachse der Welle verläuft, ausgerichtet sein bzw. verschwenken können. Die Bewegungsmuster können sich in einzelnen oder sämtlichen dieser Bewegungsanteile unterscheiden.
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Nach einem weiteren nebengeordneten Aspekt gibt die vorliegende Erfindung ein Aufsatzset mit einem solchen Kopplungsset und einem Flosser an, wobei das Aufsatzset des Weiteren zumindest ein Interdental-Pic oder eine Interdental-Bürste umfasst.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In dieser zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Kopplungsvorrichtung mit einer Interdental-Bürste, und
- 2 eine schematische Darstellung einer Kopplungsvorrichtung mit einem Flosser.
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Die in 1 abgebildete Kopplungsvorrichtung 2 hält ein als Interdental-Bürste ausgebildetes Reinigungselement 4 und ist derart ausgestaltet, dass dem Reinigungselement 4 eine schwertartige Auf- und Ab-Bewegung aufgeprägt wird. Die Welle 6 der Kopplungsvorrichtung 2 ist in einem schaftförmigen Gehäuse 8 schwenkbar gelagert.
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Zur Positionierung der Welle 6 innerhalb des Gehäuses 8 ist an dem eingangsseitigen Ende (nicht-dargestellt) des Gehäuses 8 ein Positionierungsstopfen mit einem Durchgangsloch, durch das die Welle 6 hindurchgeführt ist, vorgesehen. Das eingangsseitige Ende der Kopplungsvorrichtung 2 ist so ausgestaltet, dass es mit einer Antriebseinheit einer elektrischen Zahnbürste koppelbar, insbesondere aufsteckbar ist. In gekoppeltem Zustand überträgt die Antriebseinheit ein Drehmoment auf die Welle 6 derart, dass die Welle 6 um einen gewissen Winkel um die Schwenkachse R hin- und hergeschwenkt wird. Diese Form der Drehmomentübertragung ist von elektrischen Zahnbürsten bekannt, weshalb darauf hier nicht weiter eingegangen wird.
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Dabei hält üblicherweise das Gehäuse 8 die Kopplungsvorrichtung 2 an der Antriebseinheit. Die Welle 6 ist innerhalb des schaftförmigen Gehäuses 8 drehbar, jedoch unverlierbar aufgenommen. Das nach Art einer Hülse gebildete Gehäuse 8 begrenzt den darin für die Welle 6 vorgesehenen Aufnahmeraum ausgangsseitig. Der Positionierungsstopfen legt die Welle 6 eingangsseitig axial fest.
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An seinem ausgangsseitigen Ende bildet die Welle 6 eine Vertiefung als ein erstes Kopplungssegment 10 aus. In diese Vertiefung greift ein Kopplungskörper 12 ein. Der Kopplungskörper 12 ist im Wesentlichen kugelförmig und bildet einen Verbindungsabschnitt 14 aus, der das Reinigungselement 4 hält. Das Reinigungselement 4 ist in den Verbindungsabschnitt 14 eingesteckt, der zur Erzeugung einer Haltewirkung mit einer Hinterschneidung versehen sein kann.
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Der Kopplungskörper 12 bildet einen Zapfen als ein zweites Kopplungssegment 16 aus, wobei das erste Kopplungssegment 10 und das zweite Kopplungssegment 16 ineinandergreifen und eine korrespondierende Kontur haben. Ein Drehmoment der Welle 6 wird durch die Kopplungssegmente auf den Kopplungskörper 12 übertragen. Dieser wiederum überträgt ein Drehmoment über den Verbindungsabschnitt 14 an das darin eingesteckte Reinigungselement 4.
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Das Gehäuse 8 bildet eine Gelenkpfanne 18 aus, in der der Kopplungskörper 12 gelenkig gelagert ist, der durch Mehrkomponenten-Spritzgießen hergestellt ist. Eine Weichkomponente 20 ist dabei als den Kopplungskörper 12 umfänglich umlaufende Dichtlippe vorgesehen, die eine ausgangsseitige Öffnung des Gehäuses 6 abdichtet und durch ihre Elastizität eine gewisse Beweglichkeit des Kopplungskörpers 12 in der ausgangsseitigen Öffnung des Gehäuses 6 erlaubt. Eine Hartkomponente 22 bildet den Verbindungsabschnitt 14 aus.
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Lage und Ausrichtung der Kopplungssegmente 10, 16 und des Verbindungsabschnitts 14 sind derart aufeinander abgestimmt, dass eine Schwenkbewegung der Welle 6 dazu führt, dass das Reinigungselement 4 von einer in Bezug auf die Schwenkachse R höheren Lage in eine niedrigere Lage verschwenkt wird und umgekehrt.
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Die in 2 abgebildete Kopplungsvorrichtung 2 hält ein als Flosser bzw. als Zahnseidengabel ausgebildetes Reinigungselement 4 und ist derart ausgestaltet, dass dem Reinigungselement 4 eine seitliche Hin- und Her-Bewegung aufgeprägt wird.
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Die in 2 abgebildet Kopplungsvorrichtung 2 unterscheidet sich von der in 1 abgebildeten Kopplungsvorrichtung 2 durch die Lage und Ausrichtung der Kopplungssegmente 10, 16. Die anderen Bauteile können gleich ausgebildet sein. Im Gegensatz zu der Ausgestaltung nach 1 kommt es hier nicht auf eine Höhenveränderung der Lage des Reinigungselements 4 in Bezug auf die Schwenkachse R an. Stattdessen wird die Schwenkbewegung der Welle 6 in eine seitliche Pendelbewegung des Reinigungselements bei gleichbleibender Höhe umgesetzt.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Kopplungsvorrichtung
- 4
- Reinigungselement
- 6
- Welle
- 8
- Gehäuse
- 10
- erstes Kopplungssegment
- 12
- Kopplungskörper
- 14
- Verbindungsabschnitt
- 16
- zweites Kopplungssegment
- 18
- Gelenkpfanne
- 20
- Weichkomponente
- 22
- Hartkomponente
- R
- Schwenkachse
