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Diese
Erfindung betrifft Zahnbürsten,
insbesondere Zahnbürsten
mit flexibel angebrachten Borsten.
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Typischerweise
umfasst eine Zahnbürste
einen Kopf und einen Handgriff, die entlang einer Kopf-Griff-Längsrichtung
angeordnet sind, optional mit einem Hals in Längsrichtung zwischen dem Kopf und
Griff. Typischerweise ist der Kopf länglich in Übereinstimmung mit seiner Längsrichtung,
und weist ein Spitzenende, das in Längsrichtung von dem Griff entfernt
ist, und ein längs
gegenüberliegendes Basisende
auf, das am dichtesten zu dem Griff ist. Typischerweise weist der
Kopf eine Oberfläche,
von der sich Borsten erstrecken, die „Borstenfläche", in einer Borstenrichtung, die transversal
zu, typischerweise im Allgemeinen senkrecht zu der Längsrichtung
ist, und eine gegenüberliegende
rückseitige
Fläche
auf. Typischerweise weist der Kopf eine Breitenrichtung auf, die
transversal zu, typischerweise im Allgemeinen senkrecht zu beiden
ist, den Längs-
und Borstenrichtungen.
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Es
ist allgemein bekannt den Kopf flexibel herzustellen, so dass der
Kopf auf Drücke,
die auf die Borsten aufgebracht werden, durch eine elastische flexible
Verformung reagieren kann, um übermäßige Putzdrücke zu dämpfen und
um zuzulassen, dass sich die Borsten selbst an die Profile der Zähne anpassen.
Zum Beispiel offenbart das DE-U-201 09 123 einen Zahnbürstenkopf
mit Borsten, die in mehreren längs
angeordneten Kunststoffmaterial-Segmenten angebracht sind, die flexibel
verbunden sind, und über
die Konkavität
einer abstützenden „Kurve" angebracht sind.
JP-A-13025411 offenbart einen Zahnbürstenkopf mit Borsten, die
an einer flexiblen Platte über
eine konkave Versteifung angebracht sind und durch Löcher in
einer Führungsplatte
durchgehen.
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Verschiedene
Zahnbürsten
sind bekannt, bei denen die Borsten, die üblicherweise in Büscheln sind,
in einem flexiblen Borstenträger
angebracht sind. Zum Beispiel offenbart die US-A-2,706,825 eine Zahnbürste mit
einem konkav gebogenen Kopf, dessen zwei längs angeordnete Enden einen
abnehmbaren Borstenträger
abstützen,
der die Biegung überbrückt und
aus einem federnden Material hergestellt ist. Zum Beispiel offenbart
die US-A-5,373,602 eine Zahnbürste,
bei der die Enden der Borsten in eine flexible Spitzen- bzw. Endverlängerung
aus Gummi an dem Kopf gelegt bzw. gesetzt sind.
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Verschiedene
Arten sind bekannt, wodurch die Enden von Zahnbürstenborsten in einem Elastomer-Borstenträger befestigt
werden können.
Zum Beispiel offenbart die WO-A-98/35584 einen Zahnbürstenkopf,
bei dem die Borstenenden in steifen Vertiefungen angebracht sind,
die in ein Elastomermaterial gesetzt sind. WO-A-98/43514 offenbart
einen Zahnbürstenkopf
bei dem Borsten in Büscheln
in schalenartigen Haltern angebracht sind, die in ein weiches federndes
Material eingebettet sind. WO-A-00/60980 offenbart einen Zahnbürstenkopf, bei
dem Borsten in Büscheln
ihre Enden durch ein Gewebe verbunden haben, das in ein weiches
federndes Material eingebettet ist. WO-A-05013762, deren Inhalte
hierin durch Bezugnahme aufgenommen werden, offenbart einen Zahnbürstenkopf,
der eine Masse eines Gelmaterials aufgenommen hat, vorzugsweise
ein Polyurethan-Gel, und wobei Borstenenden in der Masse eingebettet
sind, wobei sie auch einen Zahnbürstenkopf
mit einem Rahmen aus einem harten Kunststoffmaterial offenbart,
durch den die Masse abgestützt
wird. Eine gute Verbindung wird zwischen derartigen Polyurethanen
und den Polyamid-Materialien ausgebildet, aus denen Zahnbürstenborsten
im Allgemeinen hergestellt sind.
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WO-A-04/020238
offenbart einen Zahnbürstenkopf,
bei dem Borsten in Büscheln
ihre Enden in eine eingedickte Masse eingeschmolzen und in einen
Elastomer-Borstenträger
eingebettet haben, und wobei sie durch Kunststoffmaterial-Ringe geschraubt sind,
die in dem Elastomerkissen eingebettet sind.
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Einige
Zahnbürstenköpfe des
Stands der Technik sind nicht optimiert, da die Richtungen, in denen
sich die flexibel angebrachten Borsten in dem Kopf flexibel bewegen
können,
begrenzt sind, wobei folglich die Anpassung der Borsten an die Form
der Zähne
auch begrenzt ist.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung eine Zahnbürste bereitzustellen, bei der
die Borsten flexibel auf dem Kopf angebracht sind, die zumindest
teilweise die Probleme überwindet,
auf die man mit den oben erwähnten
Zahnbürsten
des Stands der Technik stößt, und
auch alternative Konstruktionen eines Zahnbürstenkopfes bereitzustellen.
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Andere
Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der
folgenden Beschreibung ersichtlich werden.
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Gemäß einem
ersten Aspekt dieser Erfindung wird ein Zahnbürstenkopf, verbunden mit oder verbindbar
mit einem Zahnbürstenhandgriff,
so dass eine Kopf-Griff-Längenrichtung
und eine zu der Längsrichtung
senkrechte Breitenrichtung definiert wird, bereitgestellt, mit einem
flexiblen Borstenträger, an
dem Borsten angebracht sind, und mit einem Basisteil, das, wenn
der Zahnbürstenkopf
verbunden ist, am dichtesten an dem Zahnbürstengriff ist, und einem längs gegenüberliegenden
Spitzen- bzw. Endteil, und einer Abstützung, die den Träger abstützt;
dadurch
gekennzeichnet, dass die Abstützung
den Träger
an dem Basisteil und an dem Endteil abstützt, wodurch der Träger ungestützt in einem
Bereich längs
zwischen diesen Teilen gelassen wird, wobei der Träger flexibel
ist, derart, dass er sich unter den Kräften des Zähneputzens verformen kann,
so dass beide, seine Längs-
und Breitenabschnitte verbogen werden.
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Die
Borsten können
aus einem herkömmlichen
Borstenmaterial hergestellt sein, z.B. ein Polyamid-Material, z.B.
Nylon wie beispielsweise TynexTM (DuPont),
das oben erwähnt
wurde, oder Polyester. Zum Beispiel können Nylon-Monofilamente, wie
beispielsweise diejenigen, die von DuPont unter dem Namen DuPont
Tynex kommerziell erhältlich
sind, die aus Nylon 512 hergestellt sind, verwendet werden. Typischerweise
sind die Borsten, wie herkömmlich,
in Büscheln
mit mehreren Borsten gruppiert.
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Typischerweise
können
die Borsten in Büscheln
angeordnet sein, die herkömmliche
Anzahlen von Borsten enthalten, und die im Allgemeinen herkömmliche
Formen und Abmessungen aufweisen. Zum Beispiel können Büschel 5–100, vorzugsweise 10–75, z.B.
30–60
Borsten pro Büschel,
enthalten. Derartige Büschel
können
zum Beispiel einen kreisförmigen
oder nicht kreisförmigen,
z.B. längs
oder in die Breite länglichen
Querschnitt aufweisen, und können
eine typische Abmessung über
ihre Länge
von 0,75–5mm
aufweisen. Büschel
mit kreisförmigem Querschnitt
weisen typischerweise einen Durchmesser von ca. 0,9–1,5mm auf,
und sie können
ihre Enden nahe dem Kopf in der Masse von Elastomermaterial mit
einer Tiefe von 0,5–5mm,
typischerweise ca. 0,7–1,5mm,
eingebettet haben, zum Beispiel so, dass die nahen Enden einen Teil
des Weges durch die Dicke der Masse von der Borstenoberfläche angeordnet
sind. Alternativ können
die Borsten einzeln eingebettet sein, anstatt mehrfach in Büscheln.
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Bei
einer Ausführungsform
kann der flexible Borstenträger
ein Kissen eines federnden Materials umfassen. Dieses kann ein Elastomermaterial
sein, vorzugsweise ein thermoplastisches Elastomermaterial („TPE"), da derartige Materialien
leicht spritzgegossen werden können,
und sich mit den meisten der für
eine Zahnbürstenkonstruktion
verwendeten Kunststoffmaterialien verbinden. Viele derartiger TPE-Materialien
sind für
die Verwendung bei Zahnbürsten
bekannt. Ein bevorzugtes Elastomermaterial weist eine Härte Shore
A 10–40,
vorzugsweise 20 +/- 10, insbesondere bevorzugt 20 +/- 5 auf. Einige
geeignete Materialien sind zum Beispiel diejenigen, die vom Kraiburg
Gummiwerk (DE) unter den Bezugsnummern RTF 8778, 8728, 8722 und
8725 erhältlich sind.
Das Kissen kann eine Dicke, d.h. seine Abmessung in der Borstenrichtung,
von zum Beispiel 2,5 bis 5 mm, typischerweise 3 +/- 0,5mm aufweisen.
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Eine
alternative Art von federndem Material ist ein viskoelastisches
Material, zum Beispiel ein Gel, geeigneterweise in Polyurethan-Gel,
zum Beispiel die in WO-A-05013762
offenbarten Polyurethan-Gelmaterialien, zum Beispiel diejenigen,
die unter dem Namen TechnogelTM erhältlich sind.
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Die
Borsten, vorzugsweise in Büscheln
gruppiert, können
an einem derartigen Elastomermaterial-Kissen auf unterschiedliche
Arten angebracht werden.
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Auf
eine Art kann es möglich
sein, die Enden der Borsten direkt in dem Kissen einzubetten.
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Auf
eine andere Art kann ein Befestigen von Borsten in einem Elastomermaterial-Kissen
durch die Verwendung von Haltern aus einem Kunststoffmaterial, z.B.
Polypropylen, erreicht werden, in denen die Büschel gehalten werden, wie
z.B. in den oben erwähnten
WO-A-97/20484, WO-A-98/35584, WO-A-98/43514 offenbart, die sich fest mit
dem Elastomermaterial verbinden können und die die Borsten in
dem Kissen halten können.
Jeder von derartigen Halten kann ein einzelnes Borstenbüschel halten, oder
kann mehrere Borstenbüschel
halten, so dass der Halter einen Verbindungsteil zwischen den Borstenbüscheln umfasst.
Die Halter können
lediglich durch das Elastomermaterial zwischen ihnen zusammen verbunden
werden, so dass die Halter isolierte Inseln in dem Elastomermaterial-Kissen sind.
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Auf
eine andere Art können
Borsten in Büscheln
ihre Enden in eine eingedickte bzw. verdickte Masse einschmolzen
und in einen Elastomer-Borstenträger
eingebettet haben, und durch Kunststoffmaterial-Ringe durchgehen,
z.B. dadurch geschraubt werden, die in dem Elastomer-Kissen eingebettet sind,
auf die in der oben erwähnten
WO-A-04/020238 offenbarten Art, und zum Beispiel wie in der anhängigen Europäischen Patentanmeldung
der Anmelderin
EP 04010962.1 ,
angemeldet am 7. Mai 2004, deren Inhalte hierin unter Bezugnahme
aufgenommen werden. Derartige Ringe können in der Form von Rohren mit
offenen Enden sein, die Borstenbüschel
umgeben, welche sich durch sie erstrecken, und die in das Elastomermaterial
gelegt sind, und die eine reziproke bzw. hin- und hergehende Bewegung
der Borstenbüschel
entlang der Borstenrichtung zulassen. Die Enden der einzelnen Borsten
derartiger Büschel
können durch
Wärme (an-)geschmolzen
sein, so dass sie miteinander verschmelzen und wobei dann zugelassen
wird, dass sie abkühlen
und sich verfestigen, um eine vergrößerte Masse auszubilden, und
diese vergrößerte Masse
kann in das Elastomermaterial eingebettet werden. Techniken, um
die Enden von Zahnbürsten-Borstenbüscheln zu
verschmelzen sind im Stand der Technik bekannt.
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Eine
andere Art der Befestigung von Borstenbüscheln in einem derartigen
Elastomermaterial-Kissen ist das in der WO-A-00/60980 offenbarte Verfahren, oder
ist diesem ähnlich.
In dieser letztgenannten Offenbarung sind zumindest einige der Borsten
an ihren Enden nahe dem Kopf durch ein Gewebe zusammen verbunden,
das in das Kissen aus elastischem Elastomermaterial aufgenommen ist.
Bei einer derartigen Konstruktion können die Enden der Borsten
oder Büschel
an dem Gewebe angebracht werden. Ein derartiges Gewebe umfasst typischerweise
eine flexible, im Wesentlichen 2-dimensionale Struktur, die die
Enden der Borsten oder Büschel
verbindet. Es kann ein einzelnes Gewebe geben, das sämtliche
der Büschel
oder Borsten verbindet, oder eine Vielzahl von separaten Geweben,
wobei jedes jeweils unabhängige
Gruppen von Borstenbüscheln
verbindet. Das Gewebe kann zum Beispiel einen dünnen, flexiblen Bogen, Gitter,
Netz oder Maschen aus einem Material umfassen, an dem die Enden
der Borsten angebracht werden. Alternativ kann das Gewebe integriert
aus dem gleichen Material wie die Borsten hergestellt sein.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
kann der flexible Borstenträger
mehrere Kunststoffmaterial-Segmente umfassen, die flexibel verbunden
sind um zuzulassen, dass der Träger
flexibel ist, derart, dass er sich unter den Kräften des Zähneputzens verformen kann,
so dass beide, seine Längs-
und Breitenabschnitte verbogen werden. Es kann zwei oder mehr Segmente
geben. Um eine Verformung unter den Kräften des Zähneputzens zu erreichen, so dass
sich sein Längsabschnitt
verbiegt, können
derartige Segmente aufeinanderfolgend längs angeordnet werden. Um eine
Verformung unter den Kräften des
Zähneputzens
zu erreichen, so dass sich sein Breitenabschnitt verbiegt, können derartige
Segmente aufeinanderfolgend in der Breite angeordnet werden. Geeigneterweise
kann ein derartiger Träger
beide Segmente umfassen, Segmente, die aufeinanderfolgend längs angeordnet
sind und Segmente, die aufeinanderfolgend in der Breite angeordnet
sind. Der Träger
kann zum Beispiel sowohl entlang als auch in der Breite über seine
Längsrichtung
durch flexible Glieder geteilt sein, wodurch zugelassen wird, dass
sich beide, seine Längs-
und Breitenabschnitte unter diesen Kräften biegen.
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Jedes
flexible Glied zwischen Segmenten kann eine flexible Kunststoffmaterial-Brücke umfassen,
die dünner
als die Dicke der Segmente oder Glieder ist, oder kann eine Verbundstruktur
einer Kombination einer flexiblen Kunststoffmaterial-Brücke, die
dünner
als die Dicke der Segmente ist, die sie verbindet, und eines Elastomermaterials
umfassen, wobei z.B. die Brücke
an einer oder mehreren Seiten durch das Elastomermaterial umgeben
ist, z.B. in das Elastomermaterial eingebettet ist, oder das flexible
Glied kann insgesamt aus einem Elastomermaterial zwischen den Segmenten,
die es verbindet, bestehen. Es wird bevorzugt, dass derartige Glieder
so aufgebaut sind, dass sie ein Ausweiten des Trägers in seiner Längsrichtung
unter Längsspannung
zulassen.
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Bei
einem derartigen Kopf mit mehreren Kunststoffmaterial-Segmenten können die
Borsten oder Büschel
auf eine Art in den Segmenten angebracht werden, wie sie herkömmlich bei
bekannten Zahnbürsten
mit Köpfen,
die mehrere flexibel verbundene Segmente umfassen, verwendet wird.
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Der
Träger,
z.B. das Elastomermaterial-Kissen oder der segmentierte Träger, weist
typischerweise eine Borstenoberfläche und eine gegenüberliegende
Oberfläche,
die „rückseitige
Fläche", auf, die fern von
der Borstenfläche
in einer Dickenrichtung transversal zu der Längsrichtung ist. Es gibt eine Kantenoberfläche zwischen
der Borstenoberfläche und
der rückseitigen
Oberfläche.
Ein derartiges Kissen kann flache Borsten- und rückseitige Flächen aufweisen
und eine gleichmäßige Dicke
haben, wobei alternativ eine oder beide der Borsten- und/oder rückseitigen
Flächen
profiliert sein kann, z.B. mit in der Breite ausgerichteten Stegen
oder Nuten, um die Flexibilität
in vorbestimmte Richtungen zu konzentrieren.
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Die
Abstützung
stützt
den Träger
an seinem Basisteil ab, das an das Basisende angrenzt, und an einem
Endteil, das an das Spitzenende angrenzt, wodurch der Träger längs in einem
Bereich zwischen diesen Teilen ungestützt gelassen wird. Längs zwischen
den Basis- und Endteilen kann sich die Abstützung von der rückseitigen
Fläche
des Trägers
in eine zu der Längsrichtung
senkrechten Richtung weg krümmen,
in eine gebogene oder winklig gekrümmte Form, z.B. so dass sich
der Träger
in eine (Bogen-)Sehnenrichtung zwischen den Spitzen- bzw. Umkehrpunkten
des Bogens erstreckt. Bei einer derartigen Konstruktion wird ein
Raum zwischen der rückseitigen
Fläche
des Trägers
und der Abstützung gelassen,
in den sich der Träger
verformen kann. Typischerweise kann die Länge des ungestützten Bereichs
des Kissens 50% oder mehr, vorzugsweise 75% oder mehr, der Gesamtlänge zwischen
den äußersten
Längsenden
des Borstenmusters auf dem Träger
umfassen. Zum Beispiel können
bis zu ca. 25% der unmittelbar an das Spitzenende angrenzenden Länge des
Kissens, und bis zu ca. 25% der unmittelbar an das Basisende angrenzenden
Länge des
Kissens, durch die Abstützung
abgestützt
werden. Bei dieser Konstruktion kann die Seitenoberfläche des
Trägers
längs zwischen
den abgestützten Teilen
des Trägers
ungestützt
gelassen werden. Typischerweise weist das Borstenmuster auf einem Zahnbürstenkopf
eine Länge
von ca. 20–30
mm auf. Der zwischen der rückseitigen
Fläche
des Trägers und
der Abstützung
verbleibende Raum kann eine Abmessung von 0,5–7 mm in der zu der Längsrichtung
senkrechten Richtung aufweisen, z.B. 4 +/- 1mm.
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Es
wird bevorzugt, dass die Abstützung
flexibel ist, z.B. zu einer elastischen Biegeverformung in ihrer
Längsrichtung
fähig ist,
z.B. so dass sich, unter den Kräften,
auf die man beim Zähneputzen
stößt, der
Endteil des Trägers
elastisch bewegen kann, um einem Bogen in einer zu der Breitenrichtung
senkrechten Richtung zu folgen, und/oder zu einer elastischen Verdrehungsverformung
um eine im Allgemeinen längs
verlaufende Verdrehungsachse fähig
ist. Die besagte Ebene, die senkrecht zu der Breitenrichtung ist,
kann eine Ebene sein, die parallel zu der Längsrichtung und zu der Richtung
ist, in der sich die Borsten von der Borstenfläche erstrecken. Eine flexible Abstützung mit
derartigen Verformungsmodi hilft bei der flexiblen Verformung des
Borstenträgers. Eine
Biegeverformung der Abstützung
in ihrer Längsrichtung
kann den Träger
längs zusammendrücken, um
zu bewirken, dass sich die Borstenfläche des Trägers verkürzt, so dass die Borsten enger
zusammen und dichter gepackt sind, und kann bewirken, dass die Borstenfläche des
Trägers
eine längs
konkave Form annimmt. Eine Biegeverformung der Abstützung in
ihrer Längsrichtung
kann alternativ den Träger
längs ausweiten,
um die Borstenfläche
zu verlängern,
oder bewirken, dass die Borstenfläche des Trägers eine längs konvexe Form mit gespreizten
bzw. nach außen
gebogenen Borsten annimmt. Eine Verdrehungsverformung der Abstützung um
eine im Allgemeinen länglich
verlaufende Verdrehungsachse kann helfen, dass die Borstenfläche des
Trägers
bereitwilliger die Form der Zähne
eines Nutzers, und Lücken
zwischen den Zähnen,
annimmt.
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Eine
flexible Abstützung
kann durch eine Abstützung
erreicht werden, die längs
beabstandete Abstützungsteile
umfasst, um den Basisteil beziehungsweise Endteil des Trägers abzustützen, die
integriert durch ein oder mehrere flexible Kunststoffmaterial-Glieder
längs verbunden
sind. Die Abstützungsteile
können
geeignet sein den Träger
abzustützen,
z.B. können
sie einen Hohlraum aufweisen, in den der Träger passen kann, und können mit
Eingriffsmerkmalen versehen sein, um ein Verbinden zwischen dem
Träger
und der Abstützung
zu fördern bzw.
zu verbessern. Das eine oder mehrere Glied kann eine Bogenform der
Abstützung
definieren, d.h. nahe an, geeigneterweise in Kontakt mit, dem Träger an gegenüberliegenden
Längsenden
der Abstützung,
aber relativ entfernt von der rückseitigen
Oberfläche
des Trägers
in einer zu der Längsrichtung
der Zahnbürste
senkrechten Richtung, an einer Längszwischenposition
zwischen diesen längs
gegenüberliegenden
Enden. Ein derartiges Glied kann in der Form einer dünnen Kunststoffmaterial-Rippe
sein, die sich im Allgemeinen längs
erstreckt. Zum Beispiel können
mehrere, geeigneterweise zwei Glieder an in der Breite gegenüberliegenden
Seiten der Mittellängsachse
des Kopfes angeordnet sein, und können in der Richtung vom Griff
zu dem Kopf hin zusammenlaufen, wobei sie z.B. in einer im Allgemeinen „V"-Form sind, die von
dem Griff weg zeigt, oder einer im Allgemeinen „Y"-Form, wobei der Stamm bzw. Fuß von dem
Griff weg zeigt.
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Wenn
der Träger
jedoch das oben erwähnte viskoelastische
Material umfasst, zum Beispiel ein Gel, geeigneterweise ein Polyurethan-Gel,
zum Beispiel die in WO-A-05013762 offenbarten Polyurethan-Gelmaterialien,
kann die Abstützung
starr bzw. steif sein, d.h. nicht flexibel wie oben beschrieben.
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Deshalb
wird in einem weiteren Aspekt dieser Erfindung ein Zahnbürstenkopf
bereitgestellt, verbunden mit oder verbindbar mit einem Zahnbürstenhandgriff,
mit Borsten die von ihm in eine Borstenrichtung vorstehen, wobei
jede Borste ein Ende nahe dem Kopf und ein Ende aufweist, das von
dem Kopf bestandet ist, wobei der Kopf eine Masse eines Gelmaterials
oder eine Masse eines Polyurethan-Materials aufgenommen hat, vorzugsweise
ein Polyurethan-Gelmaterial, und wobei zumindest ein Teil einer Borste,
an ihr Ende nahe dem Kopf angrenzend, in der Masse von Gelmaterial
eingebettet ist, mit einem Rahmen aus einem harten Kunststoffmaterial
durch den die Masse abgestützt
wird, wobei die Masse, die vorzugsweise in der Form eines Kissens
mit einer Borstenoberfläche
ist, durch den Rahmen an einem an das Spitzenende angrenzenden Stützpunkt
und an einem an das Basisende angrenzenden Stützpunkt abgestützt wird,
aber nicht längs
zwischen diesen zwei längs
beabstandeten Stützpunkten
abgestützt
wird.
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Die
Abstützung,
d.h. die Abstützungsteile, Glied
er) usw. können
aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein, wie es gewöhnlich bei
der Zahnbürstenherstellung
verwendet wird, z.B. Polypropylen („PP"), Polyamid („PA"), Acrylonitril-Butadienstyren („ABS"), usw., und kann integriert mit dem
Zahnbürstengriff
hergestellt sein. Aus derartigen Materialien hergestellte Abstützungsteile
können
leicht dünn
genug ausgeführt
werden, um, wie beschrieben, flexibel zu sein.
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Andere
Teile der Zahnbürste,
zum Beispiel der Zahnbürstengriff,
können
eine im Allgemeinen herkömmliche Konstruktion
aufweisen. Zum Beispiel kann der Griff eine oder mehrere „S"-Biegungen aufweisen,
wie in EP-A-0 336 641 offenbart. Zusätzlich oder alternativ kann
die Zahnbürste
flexible Glieder an anderen Stellen in ihrer Struktur aufnehmen,
zum Beispiel zwischen ihrem Kopf und dem unmittelbar angrenzenden
Teil ihres Griffs, d.h. ihres Halses, z.B. wie in WO-A-92/17092
oder WO-A-97/24949 offenbart.
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Es
ist im Stand der Technik zur Herstellung von Zahnbürsten bekannt
wie ein Borstenträger,
wie beschrieben, mit einer Abstützung
zu verbinden ist, die aus den oben beschriebenen Kunststoffmaterialien
hergestellt ist.
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Zum
Beispiel können
der Zahnbürstenkopf und
die gesamte Zahnbürste
dieser Erfindung durch im Allgemeinen bekannte Zwei-Komponenten-Spritzgussformgebungsverfahren
hergestellt werden, bei denen zuerst die Kunststoffmaterial-Teil(e)
der Zahnbürste
hergestellt werden, dann wird das so ausgebildete Kunststoffmaterial-Teil
in einer zweiten Formhöhlung
umschlossen, und ein Elastomermaterial wird in die Formhöhlung eingespritzt
und es wird bewirkt, dass es sich mit den Kunststoffmaterialien
auf eine bekannte Art und Weise verbindet. Borsten können in
den Träger
in einem im Allgemeinen bekannten Verfahren (ein-)gesetzt werden,
z.B. wie in der oben erwähnten
WO-A-04/080238 offenbart. Zum Beispiel kann ein Borstenbüschel durch
einen Ring aus einem Kunststoffmaterial geschraubt vorgesehen werden,
der sich mit dem Elastomermaterial (das das gleiche Kunststoffmaterial
wie andere Teile der Zahnbürste
sein kann) verbindet, wobei das in den Kopf einzusetzende Ende des
Büschels
zusammengeschmolzen ist, um eine vergrößerte Masse auszubilden, wobei
dieses Ende in eine Formhöhlung
eingeführt
werden kann und das Elastomermaterial darin eingespritzt, um das
Kunststoffmaterial zu verbinden.
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Zum
Beispiel offenbart die oben erwähnte WO-A-05013762
Verfahren, durch die ein Gel, z.B. Polyurethan-Gel, mit einer Abstützung, z.B.
ein Rahmen, verbunden werden können.
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Man
hat herausgefunden, dass sich die Elastomermaterialien, z.B. thermoplastische Elastomermaterialien,
das beschriebene Gel, und oben erwähnte Polyurethan-Materialien,
insbesondere Polyurethan-Gele wie beispielsweise die TechnogelTM Polyurethan-Gelmaterialien, gut mit den
Kunststoffmaterialien verbinden, die gewöhnlich für die Zahnbürstenherstellung verwendet
werden, insbesondere PA und ABS.
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Die
Abstützung,
z.B. ein Rahmen, und der Borstenträger, z.B. das Elastomermaterial-Kissen, oder
Gelmasse, oder Polyurethan-Material, können mit jeweiligen Eingriffsmerkmalen
versehen sein, um den Träger
und die Abstützung
in sicherem physischem Eingriff zu halten, und/oder der Träger und
die Abstützung
können
verbunden sein, z.B. durch eine Schweißnaht, Klebemittel oder Anhaften
zwischen dem Rahmen und der Masse. Zum Beispiel kann die Abstützung Teile
aufweisen, die in das Elastomermaterial-Kissen oder Gelmasse, z.B.
Polyurethan-Material,
eingebettet sind, um eine Befestigung zwischen dem Elastomermaterial-Kissen
oder Gelmasse, z.B. Polyurethan-Material,
und der Abstützung
zu steigern. Die Abstützung,
z.B. ein Rahmen, kann zusätzlich
oder alternativ mit einer oder mehreren Öffnungen versehen sein, die
durch die Abstützung
von einer Oberfläche
der Abstützung
zu einer anderen Oberfläche
der Abstützung
durchgeht, durch welche das Material des Trägers, z.B. die Gelmasse oder
Polyurethan, von der einen Oberfläche zu der anderen Oberfläche durchgeht,
um einen Pilzkopf an der anderen Oberfläche auszubilden, um dadurch
mit der Abstützung
in Eingriff zu gelangen.
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Die
Erfindung stellt auch eine Zahnbürste
bereit, mit einem Kopf wie hierin beschrieben, der mit einem Griff
verbunden ist, durch den die Zahnbürste während der Nutzung gehalten
werden kann. Eine derartige Zahnbürste kann eine manuelle Zahnbürste sein,
oder eine Strom- bzw. elektrische Zahnbürste, z.B. bei der der Griff
eine elektrische Stromversorgung und einen elektrischen Motor enthält.
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Die
Erfindung wird nun rein beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in denen:
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1 eine
Draufsicht eines Zahnbürstenkopfes
dieser Erfindung zeigt.
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2 einen
Längsschnitt
durch den Zahnbürstenkopf
von 1 zeigt.
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3 einen
guerschnitt durch den Zahnbürstenkopf
von 1 zeigt.
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4 und 5 die
in dem Kopf der 1, 2 und 3 verwendete
Abstützung
zeigen.
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6, 7 und 8 eine
Verformung des Kopfes von 1 bis 5 zeigen.
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9, 10 und 11 eine
alternative Konstruktion des Zahnbürstenkopfes dieser Erfindung
zeigen.
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12 und 13 eine
andere alternative Konstruktion des Zahnbürstenkopfes dieser Erfindung
zeigen, wobei 13 auch eine alternative Art der
Befestigung der Zahnbürstenborsten
in dem Zahnbürstenkopf
zeigt.
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14 und 15 die
Flexibilität
des Kopfes von 12 und 13 zeigen.
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Unter
Bezugnahme auf die 1, 2 und 3 wird
der Kopf 10 (gesamt) einer Zahnbürste der Erfindung gezeigt.
Der Kopf 10 ist mit einem Zahnbürstenhandgriff 11 verbunden,
von dem lediglich der an den Kopf 10 angrenzende Teil gezeigt wird,
um eine Kopf-Griff-Längsrichtung
L-L, und eine senkrechte Breitenrichtung W-W, zu definieren. Um Zweifel
zu vermeiden, ist die Längsrichtung
L-L.
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Der
Kopf 10 umfasst einen flexiblen Borstenträger 12,
in dem Büschel 13 aus
mehreren Borsten angebracht sind, die sich in eine Borstenrichtung
B erstrecken, von denen lediglich eins aus Klarheitsgründen gezeigt
wird, aber von denen eine Vielzahl in einem Muster über der
Borstenfläche 14 des
Trägers 12 angeordnet
ist, und von dem sich die Borsten 13 erstrecken. Der Träger 12 weist
einen Basisteil 12B, der am dichtesten an dem Zahnbürstengriff 11 ist, und
einen längs
gegenüberliegenden
Endteil 12C auf.
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Der
Borstenträger 12 umfasst
ein Kissen aus einem thermoplastischen Elastomermaterial („TPE"), wie dasjenige,
das von Kraiburg Gummiwerk (DE) unter den Bezugsnummern RTF 8878,
8728, 8722 oder 8725 erhältlich
ist. Das Kissen 12 weist eine Dicke in der Borstenrichtung
B von ca. 3mm auf.
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Büschel 13 sind
an dem Elastomermaterial-Kissen 12 durch die Verwendung
von Kunststoffmaterial-Haltern 15 angebracht, wobei in
jedem von ihnen das Ende eines Büschels 13 gehalten
wird, und der in das Elastomermaterial des Kissens 12 gelegt wird,
wobei er sich damit verbindet. Die Halter 15 sind lediglich
durch das Elastomermaterial zwischen ihnen zusammen verbunden, so
dass die Halter 15 isolierte Inseln sind, die in das Elastomermaterial-Kissen 12 gesetzt
bzw. gelegt sind.
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Alternativ
kann der Träger 12 ein
Kissen umfassen, ca. 5mm dick, des Materials TechnogelTM, d.h.
ein mit einer Polyurethan-Beschichtung bedecktes Polyurethan-Gel,
das von der Firma Technogel Königsee,
Gewerbegebiet Alle Gärnerei,
37339 Berlingerode (DE), erhältlich
ist, zum Beispiel wie das Gelmaterial BTG 120, in der Form von Polyurethan-Film
beschichteten Bögen,
ca. 5mm dick. Ein derartiges Kissen, mit Borstenbüscheln direkt
darein gesetzt, d.h. ohne die Halter 15, kann unter Verwendung
eines IMC-Verfahrens, wie in WO-A-0513762 offenbart, hergestellt werden.
Vorteilhafterweise, wie in WO-A-0513762 offenbart, wenn ein derartiges
Polyurethan-Material
verwendet wird, verbindet sich das Borstenmaterial gut mit dem Polyurethan,
so dass Halter 15 nicht benötigt werden.
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Der
Träger 12 wird
an seinem Basisteil 12A und an seinem Endteil 12B durch
eine Abstützung 16 abgestützt, wodurch
der Träger 12 in
einem Bereich 12C, längs
zwischen diesen Teilen 12A, 12B, ungestützt gelassen
wird. 4 und 5 zeigen die Abstützung 16,
wobei der Träger 12 aus
Klarheitsgründen
fehlt. Die Länge
des nicht abgestützten
Bereichs 12C des Kissens 12 umfasst ungefähr 75% oder mehr
der Gesamtlänge
zwischen den äußersten Längsenden
des Musters von Borsten 13 an dem Träger. Es wird so gesehen, dass
bis zu ca. 25% der Länge
des Kissens 12, unmittelbar an den Endteil 12B angrenzend,
und bis zu ca. 25% der Länge
des Kissens 12, unmittelbar an den Basisteil 12A angrenzend,
durch die Abstützung 16 abgestützt werden. Die
Abstützung 16 umfasst
längs beabstandete
Abstützungsteile 17,
18, um den Basisteil 12A beziehungsweise den Endteil 12B des
Trägers 12 abzustützen, die
integriert durch ein flexibles Kunststoffmaterial-Glied 19 (gesamt),
in der Form von dünnen Kunststoffmaterial-Rippen 19A, 19B, 19C,
die sich im Allgemeinen längs
erstrecken, längs
verbunden sind.
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Die
Abstützung 16 und
der Griff 11 sind integriert aus einem Kunststoffmaterial
(z.B. Polypropylen („PP"), Polyamid („PA"), Acrylonitril-Butadienstyren
(„ABS"), usw.) hergestellt,
wie es gewöhnlich
für die
Herstellung von Zahnbürsten
verwendet wird.
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Längs zwischen
den Basis- und Endteilen 12A, 12B krümmt sich
die Abstützung 16,
d.h. das Glied 19 der Abstützung 16, weg von
der rückseitigen Fläche 110 des
Trägers 12 in
eine der Borstenrichtung B entgegengesetzten Richtung. Dies lässt einen Raum 111,
der ca. 4 +/- 1 mm breit ist, zwischen der rückseitigen Fläche 110 des
Trägers 12 und
des Gliedteils 19 der Abstützung 16, in den sich
der Träger
unter dem Einfluss des Drucks auf die Borsten 13 während des
Zähneputzens
verformen kann. Diese Verformung des Trägers 12 unter dem
Einfluss des Drucks, der in die Richtung des fetten Pfeils aufgebracht
wird, wird deutlicher in 6 gezeigt. Die Seitenoberflächen 12C, 12D des
Trägers 12 längs zwischen
den abgestützten
Teilen 12A, 12B des Trägers 12 werden durch
den Träger
ungestützt
gelassen, wie man deutlicher in dem Querschnitt von 3 sehen
kann. Dieser Mangel an Abstützung
lässt die Verformung
des Trägers 12 zu,
wie in 7 gezeigt, unter dem Einfluss von Druck an dem
durch den fetten Pfeil angedeuteten Punkt, die gleichzeitig mit
der in 6 gezeigten Verformung auftreten kann, so dass
sich die Borstenfläche 14 3-dimensional
verformen kann, um die Borsten 13 an die gebogene Oberfläche der
Zähne anzupassen.
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Die
Abstützung 16,
insbesondere das Glied 19, ist flexibel, wobei sie zu einer
elastischen Biegeverformung in ihrer Längsrichtung fähig ist,
d.h. zu einem Biegen um eine Biegeachse die parallel zu der Breitenrichtung
W-W ist, so dass der Abstützungsteil 18 einem
Bogen folgen kann, der in der Ebene des Papiers von 6 liegt.
Bei einer derartigen Verformung kann sich der Rahmen 16 in
eine enger gebogene Bogenform biegen, um dadurch den Träger 12 zusammenzudrücken, oder
sich in eine weniger enge Bogenform abflachen, um den Träger 12 auszuweiten. 6 zeigt
auch wie ein nach unten gerichteter Druck, der auf den Endteil 18 des
Kopfes wirkt, wie durch den fetten gestrichelten Pfeil gezeigt,
bewirken kann, dass sich die Abstützung 16 relativ zu
Teilen der Abstützung 16 dichter
an dem Griff 11 biegen kann, um eine zu der Breitenrichtung
W-W parallelen Biegeachse, so dass sich der Endteil nach unten in die
Richtung des gezeigten leichten bzw. hellen gestrichelten Pfeils
bewegt. Ein Druck in der entgegengesetzten Richtung bewirkt eine
entgegengesetzte Biegeverformung. 8 zeigt
eine elastische Verdrehungsverformung des Glieds 19 um
eine Verdrehungsachse, die im Allgemeinen mit der Längsrichtung
L-L ausgerichtet ist, begleitet von einer Verdrehungsverformung
des Trägers 12.
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Der
Träger 12 ist
mit den Teilen 17, 18 durch ein Verbinden nach
einer bekannten Art, zwischen dem Kunststoffmaterial der Abstützung 16 und
dem thermoplastischen Material der Abstützung 16, verbunden.
Die Abstützungsteile 17, 18 werden
jedoch auch so gezeigt, dass sie mit Eingriffslöchern 112 versehen
sind, die an der äußeren Oberfläche der Abstützung 16 breiter
sind, so dass das Material des Kissens 12 durch diese Löcher 112 durchgeht,
um einen „Pilzkopf" an der äußeren Oberfläche auszubilden,
so dass das Material des Kissens 12 mit der Abstützung 16 in
Eingriff gelangt. Die Abstützungsteile 17, 18 definieren
auch Hohlräume 113,
in denen das Kissen 16 sitzt, wobei die Seiten der Hohlräume 113 einen
Bereich zur Verbindung zwischen dem Elastomermaterial des Kissens 16 und
Kunststoffmaterial vorsehen. Die Abstützungsteile 17, 18 können mit
zusätzlichen
oder alternativen strukturellen Merkmalen (nicht gezeigt) versehen
sein, um einen Eingriff und/oder eine Verbindung zwischen dem Kissen 16 und
den Abstützungsteilen 17, 18 zu
fördern.
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Unter
Bezugnahme auf die 9, 10 und 11 werden
zu den 1, 2 und 3 analoge
Ansichten eines Zahnbürstenkopfes 20 gezeigt,
wobei 10 einen Längsschnitt im Schnitt nach
A-A zeigt, wobei entsprechende Teile entsprechend numeriert sind.
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Bei
dieser Zahnbürste
umfasst der flexible Borstenträger 21 jedoch
mehrere Kunststoffmaterial-Segmente 21A, 21B, 21C, 21D.
Der Träger 21 ist sowohl
entlang als auch in der Breite über
seine Längsrichtung
durch flexible Glieder 22, die über den Kopf 20 ausgerichtet
sind, und längs
ausgerichtete Glieder 23 unterteilt, und die eine Füllung eines
Elastomermaterials zwischen den Segmenten 21A, 21B, 21C, 21D umfassen,
und die zulassen, dass der Träger
flexibel ist, derart, dass er sich unter den Kräften des Zähneputzens verformen kann,
so dass beide, seine Längs-
und Breitenabschnitte verbogen werden. Die Paare von Segmenten 21A, 21D und 21B, 21C sind
längs angeordnet,
und die Paare von Segmenten 21A, 21B und 21C, 21D sind
in der Breite angeordnet. Obwohl in diesen Zeichnungen lediglich zwei
Segmente längs
angeordnet gezeigt werden, kann es drei oder mehr geben. Obwohl
in diesen Zeichnungen lediglich zwei Segmente in der Breite angeordnet
gezeigt werden, kann es drei oder mehr geben. Die flexiblen Glieder 22 können jeweils
ein dünnes,
flexibles Glied aus Kunststoffmaterial umfassen, das mit angrenzenden
Segmenten 21A, 21B, 21C, 21D integriert
ist und sie verbindet, und in einem Elastomermaterial eingebettet
sein. Derartige Glieder sind anderweitig bei Zahnbürstenköpfen bekannt. Büschel von
Borsten 24 (aus Klarheitsgründen lediglich in Segment 21A gezeigt),
sind herkömmlich
angebracht. Die Abstützung 16 umfasst
ein Glied 19, das analog zu dem Glied 19 der 1–8 flexibel ist,
und sich analog zu diesem Glied biegen und verdrehen kann, um eine
Verformung des Trägers 20 zuzulassen.
In 11 wird eine Verformung des Breitenabschnitts
des Trägers 21 und
ein Verdrehen des flexiblen Glieds 19 gezeigt.
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Unter
Bezugnahme auf die 12 und 13 wird
eine alternative Form eines Zahnbürstenkopfes 60 in
Ansichten gezeigt, die analog zu den 1 und 2 sind.
In 12 wird der Borstenträger 64 aus Klarheitsgründen nicht
vollständig
gezeigt, lediglich die Linie seiner Kante wird in einer Strichzeichnung
gezeigt. 12 zeigt eine Draufsicht, im
Blick nach unten zu der Borstenfläche hin, und 13 zeigt
eine Längsschnittansicht
um die Längslinie
L-L von 12, im Blick in die Breitenrichtung
W-W, die man in 12 sieht. 12 und 13 zeigen
den Zahnbürstenkopf 60 und
einen Teil des Handgriffs 61, unmittelbar an den Kopf 60 angrenzend.
Der Kopf 60 und der Griff 61 sind entlang einer
Kopf-Griff-Längsrichtung
L-L angeordnet. Der Kopf 60 ist länglich in Übereinstimmung mit dieser Längsrichtung
und weist ein Spitzenende 62, längs von dem Griff 61 entfernt,
und ein längs
gegenüberliegendes
Basisende 63 auf, das am dichtesten an dem Griff 61 ist.
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Ein
Kissen aus einem thermoplastischen Elastomermaterial 64 umfasst
ein Kissen mit einer Oberfläche 65,
der „Borstenfläche", und mit einer gegenüberliegenden
Oberfläche 66,
der „rückseitigen Oberfläche", die fern von der
Borstenfläche 65 in
einer Richtung ist, der „Dickenrichtung", transversal zu der
Längsrichtung
L-L. Es gibt eine Kantenoberfläche (nicht
gezeigt) zwischen der Borstenfläche 65 und der
rückseitigen
Oberfläche 66.
Die Oberfläche 65 liegt
im Allgemeinen in einer zu der Längsrichtung L-L
des Kopfes 60 parallelen Ebene. Borsten 67, die man
in 13 sieht, erstrecken sich von dieser Borstenfläche 65 in
eine Borstenrichtung, die senkrecht zu der Längsrichtung L-L ist.
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Der
Kopf 60 umfasst einen Rahmen 68, der integriert
mit dem Griff 61 aus Kunststoffmaterial, wie beispielsweise
Polypropylen, hergestellt ist. Wie man in der Draufsicht in 12 sieht,
ist der Rahmen ungefähr „V"-förmig mit
zwei dünnen,
elastisch flexiblen Gliedern 69, 610, die symmetrisch
an in der Breite gegenüberliegenden
Seiten der Längsrichtung
L-L sind, wobei das „V" zu dem Spitzenende
des Kopfes zeigt. Der Rahmen 68 stützt das Kissen 64 an
einem Stützpunkt 611 ab,
angrenzend an das Spitzenende 62, und an einem Stützpunkt 612,
angrenzend an das Basisende 63, mit einer ähnlichen
Konstruktion wie diejenigen, die in 1 und 2 gezeigt
werden.
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Ein
Teil 613 von jedem der Glieder 69, 610 längs zwischen
den Stützpunkten 611, 612 krümmt sich
weg in einer zu der Längsrichtung
L-L senkrechten Richtung, von der rückseitigen Oberfläche 66 des Kissens 64 in
eine der Borstenrichtung entgegengesetzten Richtung, um eine Lücke 614 zwischen
der rückseitigen
Oberfläche 66 und
dem Teil 611 des Rahmens 68 zu lassen. Man kann
in den 12 und 13 sehen,
dass ca. 25% der Länge
des Kissens 64, unmittelbar an das Spitzenende 62 angrenzend, und
des Basisendes 63 durch den Rahmen 68 abgestützt wird.
Wie man in 13 sehen kann, ist das Kissen 64 zwischen
diesen abgestützten
Teilen, d.h. an den Teil 613 grenzend, ungestützt.
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Die
Glieder 69, 610 sind elastisch flexibel, so dass
sich der Rahmen 68 unter den Kräften des Zähneputzens verbiegen kann,
z.B. so dass sich der Abstützungsteil 69 in
einem Bogen bewegen kann, der in der Ebene des Papiers von 13 liegt,
z.B. wie durch den Pfeil angedeutet, und/oder sich um eine Verdrehungsachse
verdrehen kann, die parallel zu der Längsrichtung L-L ist. Die 14 und 15 sind
Querschnitte durch den Kopf 60 von 12 und 13,
und zeigen eine elastisch flexible Verformung des Kissens 64 unter
den Kräften,
auf die man beim Zähneputzen
stößt. In 15 wird
die elastisch flexible Verformung der zwei Glieder 69, 610 gezeigt, da
sich der Teil 614 um eine Verdrehungsachse verdreht, die
im Allgemeinen parallel zu der Längsachsenrichtung
L-L ist.
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Stützpunkte 611 und 612 umfassen
jeweilige Teile 615 und 616, die in dem Elastomermaterial-Kissen 64 eingebettet
sind, um eine Befestigung des Kissens 64 und Rahmens 68 zu
fördern,
wobei der Teil 615 Öffnungen 617 aufweist,
durch die das Elastomer durchgeht.
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Unter
Bezugnahme auf
13 wird eine alternative Art
des Einsetzens der Büschel
von Borsten
67 in das TPE-Kissen
64 gezeigt. Zylindrische
rohrförmige
Ringe
30, die aus einem Kunststoffmaterial hergestellt
sind, z.B. dem gleichen Material wie der Griff
61 und die
Abstützung
68,
weisen ein Ende in das Kissen
64 eingebettet auf, mit ihrer
zylindrischen Achse senkrecht zu der Oberfläche
65, und ein gegenüberliegendes
Ende, das von dieser Oberfläche vorsteht.
Diese Ringe
30 umgeben Büschel von Borsten
67,
die sich durch sie erstrecken, und deren Enden verschmolzen sind,
um eine Vergrößerung
31 auszubilden,
und in das Elastomermaterial des Kissens
64 gesetzt sind.
Diese Konstruktion erlaubt eine Bewegung der Büschel von Borsten
67 reziprok
entlang der Borstenrichtung, wobei sie sich gleitend in den Ringen
30 bewegen.
Eine derartige Art des Einsetzens der Borsten
67 ist in
der anhängigen
Europäischen
Patentanmeldung der Anmelderin
EP 04010962.1 ,
angemeldet am 7. Mai 2004, offenbart. Ein Verfahren, durch das derartige
Ringe
30 in ein derartiges Kissen
64 eingebettet
werden können,
ist in WO-A-04080238 offenbart.