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ZAHNBÜRSTENFÜLLHALTER
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Die Erfindung betrifft einen Zahnbürstenfüllhalter mit einem Borstenträger,
einem Borstenbesatz am einen Ende desselben, sowie einem sich an den Borstenträger
anschließenden, mit einem Reservoir für ein flüssiges oder pastöses Zahnreinigungsmittel
versehenen, starren Handgriff, mit einem vom Reservoir durch den Borstenträger zum
Borstenbesatz führenden Kanal und einer dem Reservoir zugekehrten Betätigungseinrichtung,
die ein das Reservoir in Richtung aus dem Handgriff belastendes Federorgan sowie
einen von dem Borstenträger an seinem den Borsten abgewandten Ende getragenen, mit
ihm fest verbundenen Kolben mit einem mit dem Kanal und dem Inneren des Reservoirs
verbundenen Durchlaß umfaßt, welcher
Kolben in einen Stutzen des
Reservoirs hineinragt und in ihm verschieblich und sowohl in unbetätigter Stellung
als auch bei. Betätigung dichtend geführt ist, wobei beim in den Stutzen Hineinschieben
des Kolbens/in Richtung auf das Reservoir zu Zahnreinigungsmittel durch den Kanal
und den Durchlaß auf die Borsten gebracht wird, und wobei das Reservoir im Handgriff
axial verschieblich untergebracht ist, sodaß es in unbetätigter Stellung mit seinem
äußeren Ende aus dem an seinem vom Borstenträger abgewandten Ende offenen Handgriff
herausragt und zur Betätigung in den Handgriff hineinbewegbar ist.
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Ein solcher Zahnbürstenfüllhalter ist bereits aus der USA-Patentschrift
3,937,582 bekannt. Jedoch ist es bei der Herstellung des Borstenträgers in dieser
bekannten Ausführung bei Anwendung moderner Fabrikationsmethoden schwierig zu erreichen,
daß der Ausfluß von Zahnreinigungsmittel während Nichtverwendung der Zahnbürste
auch bei nach unten gerichtetem Borstenträger vollständig vermieden wird.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, diesen bekannten Zahnbürstenfüllhalter
so zu verbessern, daß bei Herstellung mittels moderner Fabrikationsmethoden, z.B.
aus thermoplastischem Material im Spritzgußverfahren, eine bessere, vorzugsweise
vollständige Abdichtung gegen
unerwünschten Ausfluß von Zahnreinigungsmittel
aus dem nichtbetätigtem --ZLhalter auch bei abwärts gerichtetem Borstenträger erzielt
wird.
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Diese Aufgabe wird bei dem eingangs beschriebenen Zahnbürstenfüllhalter
dadurch gelöst, daß der Kolben an seinem dem Borstenbesatz zugewandtem Ende ein
Leitungselement mit mindestens einem ihm zugeordneten Durchlaßkanal trägt, das in
den nach dem Reservoir zu erweiterten Kanal im Borstenträger fest eingesetzt ist.
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Das Leitungselement kann dabei nur einen, mittigen Durchlaßkanal
aufweisen und mit seiner Außenwandung in dichtem Kontakt mit der Wandung des Kanals
im Borstenträger in den letzteren Kanal eingesetzt sein. Oder es kann in seiner
Außenwandung mindestens eine axiale Nut aufweisen, und dabei mit seiner Außenwandung
in dichtem Kontakt mit der Wandung des Kanals im Borstenträger in den letzteren
Kanal eingesetzt sein, wodurch jede Nut zusammen mit der sie überdachenden Wandung
des Kanals im Borstenträger einen axialen Durchlaßkanal durch den letzteren bildet.
So können in der Außenwandung des Leitungselements vier axiale Nuten zueinander
rotationssymmetrisch angeordnet sein.
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Weiter kann, um eine perfekte Dichtung und gleichzeitig auch eine
genauere Dosierung des auszugebenden Zahnreinigungsmittels zu erzielen, der Kolben
an seinem
dem Reservoir zugekehrtem Ende ein an der Innenwandung
des Stutzens stets dichtend anliegendes Dichtungsteil tragen, und in seinem Durchlaß
kann ein gegen den Kolben verschiebbarer Ventilkörper gelagert sein, der gr en Ende
des Einschubs des Kolbens in den Stutzen eine das Innere des Reservoirs mit dem
Inneren des Stutzens verbindende Öffnung abschließt und diese Öffnung bei Bewegung
des Kolbens im Stutzen vom Reservoir weg wieder freigibt.
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Dabei ist der Ventilkörper vorzugsweise gegenüber dem Kolben federbelastet.
Auch kann der Durchlaß im Kolben eine Verengung besitzen, die als Ventilsitz dient,
auf welchem der Ventilkörper bei Bewegung des Reservoirs vom Kolben weg dichtend
zur Anlage kommt und den er bei Bewegung des Kolbens und des Reservoirs aufeinander
zu unter Herstellung einer freien Verbindung zwischen dem Inneren des Stutzens auf
der Kolbenstirnseite einerseits und dem Durchlaßkanal des Leitungselements andererseits
freigibt.
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In den beiliegenden Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise
dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform
des Zahnbürstenfüllhalters mit am Borstenträger befestigtem Handgriff und von diesem
getrennter, als Reservoir dienender auswechselbarer Patrone; Fig. 2 einen Querschnitt
durch die in Fig. 1 gezeigte Patrone und die sie umgebende Führungshülse entlang
der Linie 11-11; Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform der Patrone
nach Fig. 1; Fig. 4 im Längsschnitt und vergrößert den Bereich, in welchem Borstenträger
und Patrone miteinander im Eingriff stehen, und zwar mit aus dem offenen Ende des
Handgriffteils des Borstenträgers herausragender Patrone Fig. 5 einen ähnlichen
Längsschnitt wie Fig. 4, aber mit in den Handgriffteil des Borstenträgers eingedrückter
Patrone; Fig. 6 in perspektivischer Teilansicht eine andere Ausführungsform des
im Borstenträger vorgesehenen Leitungselements; und Fig. 7 im Längsschnitt einen
Teilbereich des Kolbens mit in dessen Durchlaß eingesetztem Leitungselement in der
Ausführungsform nach Fig. 6
Der in den Figuren 1 und 2 gezeigte
Zahnbürstenfüllhalter besitzt als Hauptteile einen Borstenträger 3, welcher an seinem
einen, vorderen Ende einen Borstenbesatz 4 trägt, während er um seine rückwärtige,
d.h. von dem borstentragenden Ende abgewandte Stirn fläche 3a herum eine Verlängerung
in Form einer gleichzeitig als Handgriff dienenden, starrwandigen Hülse 5 besitzt,
welche an ihrem rückwärtigen Ende 5a offen st. Durch dieses offene Hülsenende 5a
ist eine flüssiges oder pastöses Zahnreinigungsmittel enthaltende Patrone 10 eingeschoben.
Durch den Borstenträger 3 erstreckt sich von dessen hinterer Stirnfläche 3a aus
ein Durchlaß 2 bis in das borstentragende Ende des Borstenträgers 3 und mündet durch
einen seitlichen Auslaßkanal 2a zwischen den Borsten 4, wobei der Querschnitt des
Durchlasses 2 an einer Stelle vorzugsweise so bemessen ist, daß er auf das Zahnreinigungsmittel
abhängig von dessen Viskosität eine angemessene Kapillarwirkung ausübt. Hierdurch
wird weitgehend verhindert, daß in Nichtbetätigungsstellung, auch beim Schwenken
oder Schütteln der mit den Borsten 4 nach unten gehaltenen Füllhalterzahnbürste
Zahnpflegemittel aus der Austrittsöffnung des Auslaßkanals 2a ausfließt.
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In das erweiterte Durchlaßende 2b des Durchlasses 2 in der Stirnfläche
3a des Borstenträgers 3 ist ein Kolben 7 mit Festsitz eingepreßt, der einen axialen
Durchlaß 17 besitzt. Die in die Hülse 5 eingesetzte Zahnpflegemittelpatrone
10
besitzt an ihrer in das Innere der Hülse 5 qerichtetenStirnwand lOb eine Durchlaßkammer
oder einen Stutzen 8, deren Innenraum oder Durchlaß 9 mit dem hohlen Innenraum lOa
der Patrone 10 über die Öffnung 11 strömungsverbunden ist,und der in der inneren
Stirnwand lOb der Patrone 10 so angeordnet ist, und dessen Durchmesser so bemessen
ist, daß beim Einschieben der Patrone 10 der Kolben 7 in den Stutzen 8 eintritt
und in diesem dichtend gleiten kann. Vor dem Einschub in die Hülse 5 ist die gefüllte
Patrone 10 durch eine die Öffnung 11 schließende Membran versiegelt. Der Einschubweg
der Patrone 10 ist durch eine auf ihrer Außenwandung angebrachte Nase lOc, die in
einer Nut oder Ausnehmung 5b der Wandung der Hülse 5 eingeschnappt ist,und durch
das Anschlagen der Nase lOc gegen die in axialer Richtung vorwärts, d.h. nach den
Borsten 4 zu,gelegene Endwandung der Nut 5b begrenzt.
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In der im Inneren der Hülse 5 gelegenen rückwärtigen Stirnfläche
3a des Borstenträgers 3 und in der ihr gegenüberliegenden vorderen, d.h. nach den
Borsten 4 zu gelegenen, Stirnwand lOb der Patrone 10 befinden sich miteinander fluchtende
Ausnehmungen 13 und 14, welche in sich die beiden Enden einer Druckfeder 15 aufnehmen,
die als Rückstellfeder dient. Die durch diese Feder 15 bewirkte Verschiebung der
Patrone 10 aus dem rückwärtigen freien Ende der Hülse 5 hinaus wird durch das Auflaufen
der Nase lOc der Patrone 10
gegen die rückwärtige Endwandung der
Nut 5b begrenzt.
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Hierdurch wird auch ein Herausfallen der Patrone 10 aus der Hülse
5 verhindert. Andererseits kann bei stärkerem Ziehen am hinteren, aus dem offenen
Ende der Hülse 5 herausragenden Ende der Patrone 10 die etwas flexible Nase lOc
zum Ausrasten aus der Nut 5b gezwungen und damit z.B. eine leere Patrone aus der
Hülse 5 entfernt werden, um sie durch eine neue, volle zu ersetzen. Anstatt die
Nase lOc nachgiebig zu gestalten, kann auch die Wandung der Patrone 10 insbesondere
in der Umgebung der Nase lOc etwas nachgiebig biegsam gestaltet sein. Ist nun anstelle
der Nut 5b ein Fenster wie in Fig. 1 gezeigt vorgesehen, so kann z.B. mit einer
Fingerkuppe die Nase lOc etwas eingedrückt und gleichzeitig aus der Nut 5b durch
leichtes Auswärtsschieben ausgerastet werden, worauf sich die Patrone 10 leicht
aus der Hülse 5 herausziehen läßt. Das Fenster 5b kann zu diesem Zweck auch weiter
zum anderen Ende der Hülse 5 z.B. nach deren mittlerem Bereich zu angeordnet sein.
Ein aus der der Patrone 10 zugewandten Stirnseite 7a des Kolbens 7 vorspringender
Dorn 19 durchstößt nun beim genügendweiten Einschieben der Patrone 10 in die Hülse5
die weiter oben genannte Membran. Dies geschieht vorzugsweise gleichzeitig mit dem
Einschnappen der Nase lOc in die Nut oder das Fenster 5b, oder aber kurz vorher.
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Bei der Fabrikation des Borstenträgers 3 mit Hülse 5 des vorbeschriebenen
Zahnbürstenfüllhalters bietet die Herstellung des engen, langen Durchlasses 2 Schwierigkeiten,
da die hierzu erforderliche lange dünne Kernnadel leicht abbricht oder sich verbiegt.
Der Durchlaß 2 wird daher mit größerem Durchmesser hergestellt, als dies für einen
kontrollierten Ausfluß der Zahnflüssigkeit erwünscht wäre. In den breiten Durchlaß
2 wird alsdann ein Leitungselement 32, vorzugsweise in Form einer Kanüle mit einem
engen, mittigen Durchlaßkanal 33 fest eingesetzt. Im verbreiterten, nach der Borstenträgerstirnwand
3a zu gelegenen Bereich 2b des Durchlasses 2 wird auf das dort herausragende Ende
32a des Leitungselements 32 das dem Borstenträger 3 zugewandte offene Ende 7c des
Kolbens 7 festsitzend aufgeschoben oder in anderer Weise fest verbunden.
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An seiner dem Reservoir 10 zugekehrten Stirnfläche 7 ist der Kolben
7 mit einem umlaufenden elastischen Dichtungsrand 7b, der dichtend und führend an
der Innenwandung 8a der Durchlaßkammer 9 des Stutzens 8 anliegt, versehen.
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Der durch den Kolben 7 führende axiale Durchlaß 17 öffnet am einen
Ende in der Mitte der Kolbenstirnwand 7a und besitzt in der Mitte des Kolbens 7
eine konisch abgeschrägte Ringschulter 16, die als Ventilsitz dient und die
in
den Durchlaßbereich 17b von erweitertem Durchmesser übergeht, der sich von dieser
Ringschulter 16 aus bis zur nach den Borsten 4 hin gerichteten Durchlaßöffnung 17a
erstreckt.
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Im Durchlaß 17 ist ein Ventilkörper 18 untergebracht, größeren Durchmessers
der einen Dichtungsteil 18a / und eine Dichtungsanlegscheibe 20 aufweist, von denen
die letztere sich dichtend an die Innenseite der das Innere der Durchlaßkammer 8
vom Reservoir inneren lOa trennenden Querwand lla legen kann und dabei die sich
in dieser Querwand lla befindliche Öffnung 11 verschließt. Auf der Anlegscheibe
20 ist der Dorn 19 vorgesehen und ragt in die Öffnung 11 hinein bzw. durch die letztere
hindurch ins Innere lOa des Reservoirs 10. Der Dorn 19 weist einen etwas kleineren
Durchmesser auf als die Öffnung 11.
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Die nach ein Borsten 4 hin gewandte Unterseite 18b des Dichtungsringteils
18a kann an der Stirnwand 7a des Kolbens 7 zur Anlage gebracht werden und trägt
einen in den Kolbendurchlaß 17 bis über den Ventilsitz 16 in Richtung auf die Borsten
4 zu hineinragenden Ventilstempel 21, der an seinem Ende in Form eines Kopfes 22
verdickt ist und auf der von seinem Ende abgewandten Kopfseite eine vorzugsweise
konisch abgeschrägte Ventildichtungsfläche 22a aufweist.
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Diese ist so ausgebildet, daß sie dichtend auf den Ventilsitz 16 aufsitzen
kann.
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Der Abstand zwischen der Anlagefläche der Dichtungsanlegscheibe 20
an die Öffnung 11 und der Ventildichtungsfläche 22a des Kopfes 22 des Ventilkörpers
18 einerseits und der Abstand zwischen der Stirnfläche 7a und den Ventilsitz 16
andererseits sind so bemessen, daß beim dichtenden Aufsitzen des Kolbens 7 mit seiner
Stirnwand 7a auf der Unterseite 18b des Dichtungsringteils 18a und verschließendem
Anliegen der Außenseite der Anlegscheibe 20 an die die Öffnung 11 enthaltende Querwand
lla der Durchlaßkammer 8 der Ventilkopf 22 vom Ventilsitz 16 abgehoben ist. Dies
geschieht entgegen der Wirkung einer Ventilrückstellfeder 23, die zwischen der nach
dem Kolben 7 zu gerichteten Unterseite der Anlegscheibe 20 und der Stirnwand 7a
des Kolbens 7 angebracht ist und die bestrebt ist, den Ventilkopf 22 an den Ventilsitz
16 dichtend anzudrücken.
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An Stelle eines einzigen mittigen Durchlaßkanals 33 können in der
Außenwandung des Leitungselements 32 auch zwei oder mehr, z.B. vier Längsnuten 33a
vorgesehen sein, wie dies ir den Figuren 6 und 7 dargestellt ist. Diese Längsnuten
33a sind im Endbereich 32a des Leitungselements 32 durch die Innenwandung des Durchlasses
17 im offenen Endbereich 7c des Kolbens 7 und anschließend durch die Innenwandung
des Durchlasses 2 im Borstenträger 3 überdeckt und bilden so eine Mehrzahl von Durchlaßkanälen,
deren Einzelquerschnitte durch entsprechend flachen oder engen Querschnitt der Nuten
33a so klein gehalten werden können, daß sie eine
gewünschte Kapillarwirkung
auf die Zahnputzflüssigkeit auszuüben vermögen.
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Der Gebrauch des Zahnbürstenfüllhalters geschieht wie folgt: Zunächst
wird beim Einführen der Patrone 10 unter Durchstoßen der die Öffnung 11 verschließenden
Membran mittels des Dorns 19, der dank der Anlage des Dichtungsteils 18a an der
Kolbenstirnwand 7a in Bezug auf die Patrone 10 feststeht, die in Fig. 5 gezeigte
Stellung von Borstenträger 3 und Patrone 10 eingenommen. tilerbei verschließt die
Anlegscheibe 20 die Öffnung 11, gegen die sie bereits etwas vor Erreichen der Stellung
nach Fig. 5, mittels der zusammengedrückten Ventildruckfeder 23 angepreßt wird.
Wird nun unter der Wirkung der starken Rückstellfeder 15 die Patrone 10 in der Hülse
5 von der Stirnfläche 3a des Borstenträgers 3 wegbewegt, so bewegt sie sich auch
gegenüber dem Kolben 7, der hierbei mit seinem Dichtungskragen 7b an der Innenwandung
8a der Durchlaßkammer 8 dichtend in Anlage bleibt, mit ihrer Öffnung 11 weg, bis
sie die in Fig. 4 gezeigte Stellung erreicht hat. Bei dieser Bewegung hält die Anlegscheibe
20 zunächst noch die Öffnung 11 eine Weile verschlossen, indem die Feder 23 nicht
völlig entspannt ist, auch während der Ventilkopf 22 den Ventilsitz 16 schon erreicht
hat.
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Dadurch entsteht ein Unterdruck im Pumpraum der von der Wandung 8a
umgebenen, als Zylinder für den Kolben 7 dienenden
Durchlaßkammer
8, und bei weiteren Anheben der Patrone 10 durch die Druckfeder 15 wird der Ventilkörper
18 über die Ventildichtungsfläche 22a am Ventilsitz 16 festgehalten und Dichtungsscheibe
20 gibt die Öffnung 11 frei; hierdurch wird bei mit den Borsten 4 nach unten gehaltenem
Zahnbürstenfüllhalter Flüssigkeit in den Pumpraum 9 hineingesogen. Etwa im Pumpraum
9 vorhandene Luft steigt in Form von Blasen an das äußere, obere Ende lOc der Patrone
10 ( Fig. 4 Wird nun durch Drücken auf das herausragende Ende lOc der Patrone 10
der Kolben 7 wieder in die in Fig. 5 gezeigte Stellung in der Durchlaßkammer 8 überführt,
so wird zunächst die Öffnung 11 durch Inanlagekommen der Anlegscheibe 20 geschlossen
und alsdann im weiteren Verlauf der Patronen- bzw.
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Kolbenbewegung die Feder 23 zusammengedrückt, und dabei der Ventilsitz
16 vom Ventilkopf 22 wegbewegt, wodurch der letztere in den verbreiterten Bereich
17b des Durchlasses 17 hineinragt und mit fortschreitendem Eindringen des Kolbens
7 in den Pumpraum 9 Flüssigkeit aus dem letzteren zwischen Ventilsitz 16 und Ventilkopf
22 vorbei in den Durchlaßkanal 33 gedrückt wird, bis die Stirnwand 7a gegen die
Unterseite 18b des Ringteils 18a anläuft.
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Bei Wieder loslassen der Patrone kehren Durchlaß kammer 8 und Kolben
7 aus der in Fig. 5 gezeigten Stellung wieder in die in Fig. 4 gezeigte Stellung
zurück, und der Zahnbürstenfüllhalter ist wiederum zur Ausgabe einer neuen Dosis
Zahnreinigungsflüssigkeit auf die Borsten 4 bereit.
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Ein Zahnbürstenfüllhalter mit in ein starrwandiges, rückwärtig geschlossenes
Reservoir einschiebbarem Kolbenteil und in der Stirnwand des Kolbenteils untergebrachtem
Ventil wurde bisher nur in der USA-Patentschrift 3,227,165 von Costanza beschrieben.
Bei diesem Füllhalter ist jedoch das Ventil ein Gummischlitzventil, welches eine
dosierte Ausgabe von Zahnreinigungsflüssigkeit auf die Borsten nicht gestattet.
Auch läßt sich dieser Zahnbürstenfüllhalter nur schwierig mit moderner Spritzgußtechnik
herstellen.
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Der gute Abschluß der Öffnung 11 der Patrone 10 ist von entscheidender
Bedeutung für das sichere Funktionnieren, insbesondere auch genaudosierter Flüssiykeitsabgabe,
des erfindungsgemäßen Zahnbürstenfüllhalters. Hierzu ist eine genügend starke Feder
23 und ein genügend enger Zwischenraum zwischen Ventilstempel 21 und der Innenwandung
des axialen Durchlasses 17 erforderlich.