DE2736286C2 - Verfahren zum Reinigen der Zähne mittels Zahnbürstenbüscheln aus Einzelfäden und Zahnbürste zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Reinigen der Zähne mittels Zahnbürstenbüscheln aus Einzelfäden und Zahnbürste zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen der Zähne mittels durch einen Antrieb bewegten Zahnbürstenbüscheln
aus Einzelfäden, bei dem jedes Büschel mit seinem freien Ende in Anlage an die Zahnoberflächen
und in die Zahnzwischenräume gebracht und um seine Mittelachse gedreht wird.
Ein derartiges Verfahren und eine entsprechende Zahnbürste mit Borstenbüscheln, die über einen eigenen
Drehantrieb unabhängig von der von Hand erfolgenden Bewegung des Zahnbürstenkopfes über die Zahnoberflächen
hinweg rotiert werden, sind bereits bekannt (US-PS 22 15 031). Bei dieser bekannten Zahnbürste
sind zwei Reihen von Büscheln vorgesehen, die im Zahnbürstenkopf drehbar gelagert und jeweils mit einem
Antriebsrad versehen sind, das von einer zwischen den beiden Büschelreihen im Bürstenkopf angeordneten
gemeinsamen Schnecke angetrieben wird. Die Schnecke wird durch einen Elektromotor in gleichbleibender
Richtung gedreht. Daher rotieren auch die einzelnen Büschel kontinuierlich in einer Richtung, und
zwar gleichsinnig innerhalb der Bürstenreihen und auf gegenüberliegenden Seiten der Schnecke entgegengesetzt.
Der Rotationsantrieb für die einzelnen Büschel zielt auf eine verbesserte Reinigungswirkung im Vergleich zu Zahnbürsten, die entweder nur von Hand bewegt werden oder bei denen ein Kraftantrieb vorgesehen ist, der den Bürstenkopf insgesamt verlagert. In beiden Fällen lassen sich die glatten facialen und lingualen Zahnoberflächen gut reinigen, da sich die Borstenspitzen nahezu ungehindert über diese Oberflächen bewegen können. Dagegen ist die Reinigungswirkung in den Zahnzwischenräumen längs der mesialen und distalen Oberflächen oder in Vertiefungen und Rissen verdeckter Oberflächen weniger gut, wo nahezu 90% des Kariesbefalls und 70% der Periodontitisfälle auftreten. Beim Reinigen dieser Bereiche gleiten die Borsten normalerweise über die Vertiefungen oder Aussparungen hinweg;
Der Rotationsantrieb für die einzelnen Büschel zielt auf eine verbesserte Reinigungswirkung im Vergleich zu Zahnbürsten, die entweder nur von Hand bewegt werden oder bei denen ein Kraftantrieb vorgesehen ist, der den Bürstenkopf insgesamt verlagert. In beiden Fällen lassen sich die glatten facialen und lingualen Zahnoberflächen gut reinigen, da sich die Borstenspitzen nahezu ungehindert über diese Oberflächen bewegen können. Dagegen ist die Reinigungswirkung in den Zahnzwischenräumen längs der mesialen und distalen Oberflächen oder in Vertiefungen und Rissen verdeckter Oberflächen weniger gut, wo nahezu 90% des Kariesbefalls und 70% der Periodontitisfälle auftreten. Beim Reinigen dieser Bereiche gleiten die Borsten normalerweise über die Vertiefungen oder Aussparungen hinweg;
werden die Borsten dagegen in die Vertiefungen gebückt,
so neigen sie dazu, sich wegen ihrer Flexibilität und Länge miteinander zu verkeilen und eine statische
Lage einzunehmen, die der Beseitigung anhaftender Zahnbeläge unzuträglich ist Außerdem wirkt es sich für
die Zahnreinigung nachteilig aus, daß auf die Spitzen oder freien Enden der Borsten wegen ihrer Flexibilität
nur ein sehr geringer Anteil der Bewegung oder Kraft Obertragen werden kann, die an der Verankernagsstel'e
der Borsten hr Bürstenkopf aufgebracht wird.
Aber auch die bereits bekannte kontinuierliche Rotation der Zahnbürstenbüschel in gleichbleibender Richtung
führt nicht zur gewünschten Reinigungswirkung an den kritischen Stellen. Infolge der einseitigen Drehung
laufen die einzelnen Büschel leicht aus den Zwischenräumen zwischen großen Oberflächen der Zähne heraus,
bevor der Zahnbelag im gewünschten Ausmaß entfernt ist Diese Erscheinung entspricht dem Verhalten
einer elektrischen Bohrmaschine, wenn der Bohrer in eine unregelmäßig geformte Ausgangsöffnung eingesetzt
oder unter einem Winkel angesetzt wird, der nicht senkrecht zur zu bohrenden Oberfläche verläuft Im
Mund sind die Zahnzwischenräume unregelmäßig geformte Öffnungen, und wegen der Krümmung des
Zahnbogens ist es schwer, die Büschel einer Zahnbürste mit geradem Kopf rechtwinklig in die Zwischenräume
einzubringen. Im übrigen läßt sich das störende frühzeitige Herauslaufen der Büschel aus Zahnzwischenräumen
auch damit erklären, daß die kontinuierliche einseitige Büscheldrehung den normalerweise in gerader
Richtung vom Bürstenkopf aufragenden Borsten einen schraubenlinienförmigen Verlauf erteilt, so daß die Borsten
weniger weit vorragen und eine axiale Verkürzung erfahren, die einem Herausziehen aus der Vertiefung
entspricht.
Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren so durchzuführen
bzw. die entsprechende Zahnbürste so auszubilden, daß bei unveränderter einfacher Handhabung eine
verbesserte Reinigung, insbesondere von Zwischenräumen zwischen den Zähnen erzielt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Büschel im regelmäßigen Wechsel in die beiden
entgegengesetzten Richtungen um ihre Mittelachse gedreht werden.
Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, einander benachbarte Büschel jeweils gegensinnig zu drehen, die
Büschel jeweils nach etwa 1V2 Umdrehungen in die entgegengesetzte
Richtung zu drehen und die Büschel mit einer Winkelgeschwindigkeit von etwa 3000 Umdrehungen
pro Minute zu drehen.
Die zur Durchführung des Verfahrens vorgesehene Zahnbürste weist wie die bekannte Zahnbürste aus Einzelfäden
bestehende Büschel auf, die vom Zahnbärstenkopf aufragen und jeweils mit ihrem inneren Ende mit
einem im Zahnbürstenkopf gelagerten Antriebsrad verbunden sind, das konzentrisch zur Mittelachse des betreffenden
Büschels angeordnet ist und in kämmender Antriebsverbindung mit einem Antriebsglied steht, das
sich in Längsrichtung innerhalb der Zahnbürste erstreckt und an seinem dem Zahnbürstenkopf abgewandten
Ende über ein Getriebe mit einem Elektromotor verbunden ist. Erfindungsgemäß sind bei dieser Zahnbürste
das mit den Antriebsrädern der Büschel kämmende Antriebsglied eine Zahnstange und das Getriebe
ein Umformgetriebe, das der Zahnstange eine hin- und hergehende Bewegung in ihrer Erstreckungsrichtung
erteilt.
Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Zahnbürste ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bekannt ist außer dem vorstehend behandelten einseitigen Rotieren von Zahnbürsterbüscheln auch bereits
ein Drehen von Büscheln mit einer Umkehrung der Drehrichtung (US-PS 15 57 244). Hier weist die Zahnbürste
jedoch eine einzige Reihe von vier Bürstenelementen auf, die jeweils aus mehreren Büscheln zusammengesetzt
sind, die wiederum aus mehreren Einzelfä-
to den bestehen. Hier werden nicht die einzelnen Büschel,
sondern die Bürstenelemente gedreht wobei auch diese Drehung nicht um die Mittelachse der Büschel erfolgt
Daher werden die einzelnen Büschel der bekannten Zahnbürste nicht wie bei der Erfindung im Wechsel gegensinnig
um die Büschelachse verschraubt, wobei die Einzelfäden innerhalb des Büschels eine periodische
Längenänderung erfahren, das von einem periodischen Aufweiten und Zusammenziehen des freien Büschelendes
begleitet ist
Desweiteren wird bei der bekannten Zahnbürste die Drehung der Bürstelemente durch Handbetätigung erzeugt
so daß keine kontrollierte Wechseldrehung unter Einhaltung vorgegebener Drehwinkel gewährleistet ist.
Außerdem ist bei der bekannten Zahnbürste der Drehrichtungswechsel
nur eine Folge des Umstandes, daß der Drehantrieb von Hand unter Ausnutzung der bekannten
Längsbewegung der Zahnbürste erfolgen soll, wobei die Drehung der Bürstelemente durch eine Relativbewegung
zwischen dem Zahnbürstenkopf und dem Zahnbürstengriff zustande kommt, an dem die Zahnstange
vorgesehen ist Das Drehen der Bürstelemente setzt somit nicht nur eine entsprechende Bewegung des
Griffs, sondern auch noch die ortsfeste Anlage des Bürstenkopfes an einer Zahnoberfläche voraus. Auch aus
diesem Grunde ist eine definierte gründliche Zahnreinigung durch Büschelrotation nicht gewährleistet.
Im Gegensatz dazu werden erfindungsgemäß die Büschel zwangsläufig und kontrolliert im Wechsel gegensinnig
um die Büschelachse gedreht und dabei in einen schraubenlinienförmigen Verlauf gebracht. Diese Verdrehung
ist das Ergebnis der in mehreren Dimensionen erfolgenden Durchbiegung und der elastomeren Eigenschaften
jedes Einzelfadens und beruht auf der Tatsache, daß die Einzelfäden nur an ihrer Basis im Zahnbürstenkopf
zusammengehalten sind, während ihr vorspringendes Ende Bewegungsfreiheit hat, um mit der zu reinigenden
Zahnoberfläche oder dem zu säubernden Zahnzwischenraum in Kontakt zu treten. Infolge der
Verdrehung werden die Oberflächen der Einzelfäden gegeneinander zusammengedrückt, und da sich die Verdrehwirkung
axial nach außen längs jedes Büschels fortsetzt, wird das Büschel zunehmend steifer, wobei eine
zunehmend größere Kraft vom Bürstenkopf längs des Büschels übertragen und an den Einzelfadenspitzen freigesetzt
und verteilt wird. Diese Kraftübertragung ist besonders wirksam, selbst wenn die Spitzen der Einzelfäden
oder Borsten in den Löchern und Rissen oder in den Zwischenräumen zwischen den mesialen und distalen
Oberflächen der Zähne eingefangen sind. Die jedem einzelnen Büschel erteilten Drehrichtungswechsel verhindern,
daß die Büschel aus den Zahnzwischenräumen herausgezogen werden, so daß die Büschel ausreichend
lange zur Einwirkung kommen können, um eine gründliche bzw. vollständige Reinigung zu bewirken. Diese
wird dadurch unterstützt, daß die Wechseldrehung zu einer zyklischen Änderung der axialen Länge der Einzelfäden
des Büschels führt. Es ist ersichtlich, daß die entsprechende axial hin- und hergehende Verlagerung
der Fadenspitzen den Reinigungsvorgang unterstützt und dem Büschel eine Art Pumpwirkung verleiht.
Um die größtmögliche Eindringung in die Zwischenräume zu gewährleisten und einen Büschelaufbau zu
schaffen, bei dem eine verhältnismäßig große Anzahl von Einzelfäden mit den gekrümmten mesialen und distalen
Oberflächen in Berührung steht, sind die Einzelfäden so angeordnet, daß die Spitze bzw. das Arbeitsende
jedes Büschels mäßig scharf spitz zuläuft. Ferner hat jeder Einzelfaden ein angespitztes Ende, so daß jeder
einzelne Faden leichter in die Zahnzwischenräume eindringt
Zusätzlich zu den oben schon erwähnten mesialen und distalen Oberflächen hat jeder Zahn eine faciale
und eine linguale Oberfläche, die alle vier die vertikalen Oberflächen einer Zahnkrone bilden. Da die Zahnfleischränder
in den Zahnzwischenräumen, die üblicherweise von den interdentalen Papillen gebildet sind, und
die Zahnfleischränder der erhabenen facialen und Hngualen Zahnoberflächen zwischen den Zwischenräumen
senkrecht versetzt sind, sind auch die Büschel vorzugsweise in jeder Büschelreihe versetzt angeordnet Ein
erster Satz aus langen Büscheln ist längs einer ersten Linie im Bürstenkopf angeordnet, während ein zweiter
Satz aus kürzeren Büscheln längs einer zweiten Linie im Bürstenkopf parallel zur ersten Linie und mit Abstand
von derselben angeordnet ist.
Innerhalb dieser versetzten Anordnung reichen die langen Büschel in die Zahnzwischenräume, und die kurzen
Büschel säubern die erhabenen Flächen der Zähne in der Nähe des Zahnfleisches.
Eine weitere erwünschte Eigenschaft der Bürste gemäß der Erfindung besteht darin, daß keine heftige Bewegung
und keine Schwingungsbewegung des Bürstenkopfes selbst auftritt Deshalb kann der Bürstenkopf
langsam und sanft über die Zahnoberflächen und das benachbarte Zahnfleisch geführt werden. Der ganze
Kopf der Bürste schwingt nicht, dreht sich nicht, bewegt
sich nicht in kreisförmiger oder elliptischer Bahn und führt keinerlei Bewegung außer der vom Benutzer vermittelten
aus. Diese Eigenschaft ist besonders wichtig beim Reinigen der Zähne, da die einem bewegten Bürstenkopf
übermittelte Reinigungsbewegung nie so groß sein kann, daß sie das sogenannte Wangenzittern durch
das Einwirken des Bürstenkopfes auf die Innenseite der Wange hervorruft Mit der Erfindung werden diese Einschränkungen
der Reinigungsbewegung vermieden, da die Vorrichtung so gestaltet sein kann, daß die Büschel
mit gewünschter Geschwindigkeit für wirksames Reinigen gedreht werden, ohne daß der Bürstenkopf eine
Bewegung unter Kraftantrieb ausführt
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht im verbesserten Reinigen der Zahnfläche an den Zahnfleischrändern
oder in der Nähe derselben. Die wechselnde Drehbewegung jedes Büschels, wonach sich ein Büschel zunächst
in einer Richtung und dann in der anderen Richtung dreht, bewirkt, daß die Spitzen der Einzelfäden sich
aufweiten, so daß die Fadenspitzen längs des Zwischenraumes zwischen dem Zahnfleisch und den Zähnen entlangfegen.
Durch diese verbesserte Reinigungswirkung wird das Zahnfleisch in gesunden Zustand versetzt und
darin gehalten.
Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert In den Zeichnungen zeigt
F i g. 1 eine teilweise im Schnitt gezeigte Seitenansicht einer Vorrichtung zum Reinigen der Zähne gemäß
der Erfindung und den Antrieb und das Getriebe der Vorrichtung;
Fig.2 eine ieiiweise im Seliniu gezeigte DraulYtelH
auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1 längs der Linie 2-2 und den Antrieb und das Getriebe der Vorrichtung;
F i g. 3 einen Querschnitt durch die Vorrichtung ge-. maß F i g. 1 längs der Linie 3-3 und das Getriebe der
Vorrichtung;
F i g. 4 einen Querschnitt durch die Vorrichtung gemaß Fig. 1 längs der Linie 4-4 und eine Stütze für die
Zahnstangen-Antriebswelle der Vorrichtung;
F i g. 5 eine teilweise im Schnitt gezeigte, vergrößerte Draufsicht auf den Bürstenkopf der Vorrichtung gemäß
F i g. 1 längs der Linie 5-5 und die Zahnrad-Zahnstangen-Anordnung
der Vorrichtung;
F i g. 6 einen Längsschnitt durch den Bürstenkopf gemäß F i g. 5 längs der Linie 6-6 und die Büschelanordnung
sowie die Zahnrad-Zahnstangen-Anordnung der Vorrichtung;
F i g. 7 einen Querschnitt durch den Bürstenkopf gemäß F i g. 6 längs der Linie 7-7 und die Zahnrad-Zahnstangen-Anordnung
der Vorrichtung;
Fig.8 eine auseinandergezogene perspektivische
Ansicht des Bürstenkopfs der Vorrichtung gemäß der Erfindung und die Zahnrad-Zahnstangen-Anordnung
und das Verhältnis zwischen den verschiedenen Schichten der Anordnung;
F i g. 9 eine Draufsicht auf den Bürstenkopf gemäß Fig.8 von unten längs der Linie 9-9 und die obere
Stützplatte und obere Lagereinsätze der Vorrichtung;
F i g. 10 eine teilweise auseinandergezogene, perspektivische
Darstellung des Bürstenkopfes der Vorrichtung gemäß der Erfindung und insbesondere eine einteilige
Dichtung für Büschel-Antriebswellen der Vorrichtung; F i g. 11 einen Querschnitt durch die einteilige Dichtung
gemäß F i g. 10 längs der Linie 11 -11 und insbesondere
die Größe der Öffnung in der einteiligen Dichtung im Verhältnis zu einer darin aufgenommenen Antriebswelle;
F i g. 12 eine teilweise auseinandergezogene, perspektivische
Ansicht des Bürstenkopfes der Vorrichtung gemäß der Erfindung zur Darstellung des Verhältnisses
zwischen dem Gehäuse des Bürstenkopfes und der einteiligen Dichtung und dem Rest der Zahnrad-Zahnstangen-Anordnung.
In den Zeichnungen, insbesondere in F i g. 1 und 2 ist ein Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der
Vorrichtung gemäß der Erfindung, eine insgesamt mit 10 bezeichnete Zahnbürste gezeigt die besonders geeignet
ist zum Reinigen von Zahnoberflächen und Zahnzwischenräumen zur Beseitigung von Zahnbelag. Die
Flächen der Zähne, die mit diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel besonders gut gereinigt werden können,
sind die glatten Oberflächen der Zähne, die verborgenen
Vertiefungen und die Zahnzwischenräume.
Die Zahnbürste 10 hat einen Bürstenkopf 20 an einem Ende der Zahnbürste 10 und einen Handgriff 50 mit
Kraftantrieb am anderen Ende. Der Handgriff 50 schließt einen Antrieb 70 und ein Getriebe 80 ein, welches
den Bürstenkopf 20 mit dem Antrieb 70 verbindet Der Bürstenkopf 20 weist eine Vielzahl langer Büschel
42 und kurzer Büschel 43 auf, die jeweils um ihre eigene mittlere Achse drehbar gelagert sind. Beim bevorzugten
Ausführungsbeispiel sind zehn Büschel im Bürstenkopf 20 angeordnet und zwar sechs lange Büschel 42 und vier
kurze Büschel 43. Die Büschel 42 und 43 sind längs des Bürstenkopfes 20 versetzt um für verbesserte Reinigung
der Zähne in den Zahnzwischenräumen und an
den facialen und lingualen Zahnoberflächen zu sorgen, die über die einander benachbarten Flächen erhaben
sind und zwischen ihnen liegen. Das verbesserte Reinigen mit den versetzten Büscheln ergibt sich aufgrund
der Tatsache, daß die Zahnfleischränder in den Zwischenräumen und die erhabenen facialen und lingualen
Zahnoberflächen physiologisch senkrecht im Verhältnis zueinander versetzt sind.
Typischerweise reicht der Zahnfleischrand an den facialen und lingualen Oberflächen näher an die Cervixlinie
des Zahns als der Zahnfleischrand im Zahnzwischenraum, der von interdentalem Zahnfleischgewebe oder
Papiellen begrenzt ist.
Zum Antrieb 70 gehört ein Gleichstrommotor 72 und ein elektrischer Anschluß 74. Mit dem Getriebe 80 wird
mechanische Energie vom Antrieb 70 über eine Reihe von Zahnrädern übertragen, zu denen ein Ritzel 82 und
ein Kronrad 84 gehören, an dem ein Kurbelarm 86 mit Gabelkopf 88 befestigt ist. Der Gabelkopf 88 ist an einer
Antriebsstange 92 einer Zahnrad-Zahnstangen-Anordnung 30 angelenkt. Wie die F i g. 2,5 und 6 zeigen, überträgt
die Zahnrad-Zahnstangen-Anordnung 30 die mechanische Energie in gesteuertem Wechselsinn auf die
Büschel 42 und 43, so daß die Drehbewegung der Büschel nach einer vorherbestimmten Anzahl Umdrehungen
umgekehrt wird. Ferner werden die Büschel gegensinnig gedreht, d. h. einander benachbarte Büschel drehen
sich in entgegengesetztem Sinn.
In den Fig. 1 und 3 ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung im Längsschnitt bzw. Querschnitt zu sehen.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, hat der Handgriff 50 mit Kraftantrieb ein äußeres Gehäuse 52. Das Gehäuse
52 des Handgriffs 50 kann aus einem zweckmäßigen Schutzstoff hergestellt sein und ist vorzugsweise aus
isolierendem Kunststoff konstruiert, der eine ausreichende Stärke hat, um als Stützeinrichtung für den Antrieb
70 und das Getriebe 80 zu dienen und den Benutzer der Vorrichtung vor der Wirkung schützt, die bei in
Betrieb befindlicher Vorrichtung im Innern des Handgriffs 50 mit Kraftantrieb auftritt.
Das Gehäuse 52 ist insgesamt länglich und rohrförmig und läuft leicht von einem zum anderen Ende spitz zu,
wobei der Bürstenkopf 20 dem einen Ende des Gehäuses 52 zugeordnet ist Der elektrische Anschluß 74 hat
vorzugsweise die Form eines koaxialen Steckers zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes mit einer
Gleichstromquelle, z. B. einer 6 V Stromquelle, die in F i g. 1 als Block dargestellt ist Diese Gleichstromquelle
kann zweckmäßigerweise eine Batterie oder ein Transformator-Gleichrichter für Wechselstrom aus einer
Haushaltsleitung sein. Ein elektrischer Schaltkreis ist in bekannter Weise gebildet, in dem eine Seite des Anschlusses
74 zu einem Gleichstrommotor 72 führt, während die andere Seite mit einem im Gehäuse 52 aufgenommenen
Schalter 76 und von dort zurück zum Gleichstrommotor 72 zur Vervollständigung des Kreises
in Verbindung steht Der Gleichstrommotor 72 wird erregt, wenn der Schalter 76 geschlossen ist Der Schalter
76 kann ein beliebiger einpoliger Schalter sein und ist bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel als einpoliger
Messerschalter in Form eines Schaltschiebers gestaltet
Im Gehäuse 52 des Handgriffs 50 ist eine Stützplatte
54 dadurch fest angebracht, daß sie seitlich längs ihrer Basis in ausgekehlten Schultern 53 befestigt ist, die in
der Innenwand des Gehäuses 52 geformt sind. Der Gleichstrommotor 72 ist dadurch im Handgriff 70 gehalten,
daß er an einem umgebogenen Abschnitt der Stützplatte 54 angebracht und mittels Maschinenschrauben
58 daran befestigt ist.
Wie die Fi g. 1, 2 und 3 zeigen, weist das Getriebe 80 das Ritzel 82 auf, welches einer als Ausgang dienenden
Welle 73 des Gleichstrommotors 72 betriebsmäßig zugeordnet ist. Das Ritzel 82 kann mit Preßsitz oder anderweitig
fest auf der Welle 73 sitzen, so daß das Ritzel gemeinsam mit der Umdrehung der Welle 73 beim Betrieb
des Motors 72 gedreht wird.
ίο Das Getriebe 80 umfaßt ferner das Kronrad 84, welches
von der Stützplatte 54 drehbar abgestützt ist, wie im einzelnen aus dem Querschnitt gemäß F i g. 3 hervorgeht.
Das Kronrad 84 ist auf einem Zapfen 94 abgestützt, der in eine öffnung in der Stützplatte 54 paßt und
ist darauf durch eine Mutter % gesichert. Wenn der Gleichstrommotor 72 erregt ist und die Welle 73 sich
dreht, wird das Kronrad 84 mittels des Ritzels 82 angetrieben, welches mit dem gezahnten Teil des Kronrades
84 in betriebsmäßigem Eingriff steht, wie F i g. 1 und 2 zeigen.
Um die Drehbewegung des Kronrades 84 in eine lineare Hin- und Herbewegung einer Zahnstange 36 und
dann in eine abwechselnde Drehbewegung der Büschel 42 und 43 umzusetzen, ist eine Gruppe von Elementen
im Getriebe 80 vorgesehen, wie nachfolgend im einzelnen beschrieben. Der Kurbelarm 86 ist mit einem Ende
an einem Teil des Kronrades 84 betriebsmäßig befestigt, welcher gegenüber der Mittelachse des Kronrades 84
radial versetzt ist. Am anderen Ende ist der Kurbelarm mit einer Antriebswelle 92 für die Zahnstange betriebsmäßig
verbunden. Das erste Ende des Kurbelarms 86 weist ein Verbindungsglied 87 auf. Wie F i g. 3 zeigt, ist
das Verbindungsglied 87 am Kronrad 84 mittels eines Antriebszapfens 104 angelenkt, der durch das Verbindungsglied
87 eingesteckt und in einem ölgetränkten Lager 102 angebracht ist, welches in eine entsprechende
Ausnehmung im Kronrad 84 eingepreßt ist.
Das zweite Ende des Kurbelarms 86 ist über den Gabelkopf 88 und einen Zapfen 89 an einem Schaft 91 der
Antriebswelle 92 für die Zahnstange angelenkt. Der Gabelkopf 88 ist am Ende des Kurbelarms 86 fest angebracht
wie F i g. 1 und 2 zeigen, und ist mit der Antriebswelle 92 durch den Zapfen 89 schwenkbar verbunden,
der durch Öffnungen im Endabschnitt des Gabelkopfes
88 und eine entsprechende Öffnung im Schaft 91 der Gabel ragt
Aus der bisherigen Beschreibung der Vorrichtung ist ohne weiteres zu erkennen, daß die Antriebswelle 92
der Zahnstange bei erregtem Gleichstrommotor 72 veranlaßt wird, sich längs ihrer Längsachse linear in abwechselnden
Zyklen hin- und herzubewegen. Diese Hin- und Herbewegung resultiert aus der Wirkung des Kurbelarms
86, der sich in einer kreisförmigen Bahn bewegt die durch die Bewegung des Kronrades 84 bestimmt ist
Die Länge des Hubs bei der Hin- und Herbewegung der Antriebswelle 92 ist eine Funktion des radialen Abstandes
zwischen dem Mittelpunkt des Kronrades 84 und dem zentralen Befestigungspunkt des Kurbelarms 86
am Kronrad 84.
Der Bürstenkopf 20 mit der Zahnrad-Zahnstangen-Anordnung 30 ist in den Fig. 5,6,7,8,10und 12 dargestellt
Bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel zum Reinigen der Zähne hat der Bürstenkopf 20 zehn Büschel.
Die Anzahl Büschel ist so gewählt, daß der Bereich, den die Büschel im Bürstenkopf 20 einnehmen so
lang ist, daß eine Anzahl von Zahnoberflächen und Zahnzwischenräumen gleichzeitig wirksam gereinigt
werden kann, und andererseits auch wieder so kurz, daß
der Bürstenkopf 20 in der Mundhöhle aufgenommen werden kann, so daß der größte Teil der reinigenden
Spitzen der Büschel mit den lingualen Oberflächen der Zähne in Berührung gebracht werden kann. Jedes Büschel
ähnelt den herkömmlicherweise in der Zahnbürstenindustrie verwendeten Büscheln, bei denen ein Büschel
eine Ansammlung aus Einzelfäden ist, deren untere Enden in einem einzigen Loch verankert sind, während
die entgegengesetzten Enden der Einzelfäden frei sind. Solche Büschel sind verhältnismäßig lang und
dünn, so daß sie bei Verwendung in der Vorrichtung und dem Verfahren gemäß der Erfindung leicht in die Zahnzwischenräume
eindringen und eine wirksame Kraftübertragung dadurch bewerkstelligen, daß sich im wesentlichen
alle Einzelfäden jedes Büschels verdrehen, wenn das Büschel um seine eigene Mittelachse gedreht
wird.
Die Büschel sind abwechselnd in zwei versetzten Reihen langer Büschel 42 und kurzer Büschel 43 angeordnet.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind, wie F i g. 7 zeigt, die langen Büschel 42 jeder Reihe vertieft
bzw. näher zur Längsachse des Bürstenkopfes 20 angeordnet, als die kurzen Büschel 43 jeder Reihe. Sowohl
die kurzen Büschel 43 als auch die langen Büschel 42 haben spitzzulaufende Oberflächen, die von den Spitzen
der Einzelfäden jedes Büschels bestimmt sind. Die spitzzulaufende Gestalt der langen Büschel 42 macht es möglich,
daß die langen Einzelfäden der Büschel in die Zahnzwischenräume eindringen.
Auch die kurzen Büschel 43 sind abgeschrägt oder laufen spitz zu, und zwar aus mindestens zwei Gründen.
Erstens, wenn die kurzen Büschel 43 so beschnitten waren, daß sie eine ebene Oberseite hätten, wäre die seitliche
Schwingungsbewegung unerwünscht heftig und würde zu mechanischen Konflikten mit benachbarten
Büscheln führen. Zweitens bewirkt die unterschiedliche Tiefe der Zahnzwischenräume daß ein flach beschnittenes
Büschel in einigen Fällen zu stark an den erhabenen facialen und lingualen Zahnflächen anliegen und in anderen
Fällen diese Flächen ganz auslassen würde. Aus diesen Gründen sind auch die Enden der kurzen Büschel
43 angespitzt oder schräg zugeschnitten, wie in den Zeichnungen schematisch dargestellt.
Das versetzte Verhältnis zwischen den langen Büscheln 42 und den kurzen Büscheln 43 ist besonders
vorteilhaft zum Reinigen der Zahnoberflächen ursd der Zahnzwischenräume. Die erhabenen facialen und lingualen
Zahnoberflächen der oberen und unteren Zähne reichen näher an den Gaumen bzw. den Boden des
Mundes als die zugehörigen Zahnzwischenräume, so daß sich ein versetztes Verhältnis zwischen der Lage
jedes Zahnzwischenraumes und der Lage der Zahnfleischränder der erhabenen facialen und lingualen
Zahnoberflächen ergibt. Deshalb sind beim bevorzugten Ausführungsbeispiel die langen Büschel 42 so angeordnet
daß die Einzelfäden vorteilhaft in Zwischenraumbereiche zwischen Zähnen eindringen, während
die kurzen Büschel 43 so angeordnet sind, daß sie die erhabenen Zahnflächenbereiche reinigen.
Jedes Büschel besteht aus einer Vielzahl von Einzelfäden von vorherbestimmtem Durchmesser und physikalischen
Eigenschaften, so daß die gewünschte Reinigungswirkung durch die Büschelbewegung gemäß der
Erfindung erzielt wird. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel hat jedes Büschel einen Durchmesser von ca.
2,286 mm (0,090 Zoll) und enthält hunderte von Einzelfäden, deren Durchmesser jeweils zwischen 0,102 und
0,152 mm (0,004 bis 0,006 Zoll) liegt Jedes Büschel verläuft
an der Spitze schräg, so daß ein Scheitelwinkel von ca. 50° eingeschlossen ist. Jeder Einzelfaden ist so gestaltet,
daß er einen Scheitelwinkel von ca. 25" hat. Hierdurch wird das Reinigen der Zahnzwischenräume, der
Zahnfleischzwischenräume und anderer kleiner Bereiche verbessert.
Wie die F i g. 7 und 12 zeigen, sind die zehn Büschel 42
und 43 jeweils in einer Fassung 44 aus Metall mechanisch gehalten. Die Basisenden der Einzelfäden, die das
untere Ende jedes Büschels 42 und 43 bilden, sind vorzugsweise mittels einer Heißsiegelplatte miteinander
verschmolzen, wodurch die Einzelfäden in einer gewünschten Anordnung gehalten werden. Das untere Ende
jedes Büschels ist dann mit Preßsitz in die Fassung 44 eingesetzt, so daß durch den Reibungseingriff der Einzelfäden
mit der Innenwand der Fassung 44 jedes Büschel in der Fassung 44 festgehalten ist. Andererseits
können die Einzelfäden aber auch in der Fassung 44 für jeweils ein Büschel auf andere herkömmliche Weise als
durch Verschmelzen der Basisenden zusammengehalten sein.
Jede Fassung 44 hat einen sich nach unten erstreckenden Bereich 45, der in eine Bohrung in einer Antriebswelle
46 für die Büschel paßt Die Fassung 44 ist mit zweckmäßigem Klebstoff an der Antriebswelle 46 für
die Büschel befestigt. Durch diese Art der Befestigung jeder einzelnen Fassung 44 an der Antriebswelle 46 wird
ein sicherer gegenseitiger Eingriff zwischen den beiden gewährleistet und eine Einrichtung zum zwangsläufigen
gemeinsamen Antrieb der Fassung 44 und der Antriebswelle 46 für die Büschel erzielt
Wie die F i g. 5,6,8 und 9 zeigen, sind die Antriebswellen
46 für die Büschel innerhalb des Bürstenkopfes 20 durch einen an einer oberen Stützplatte 47 befestigten
oberen Lagereinsatz 32 und einen an einer unteren Stützplatte 48 befestigten unteren Lagereinsatz 33
drehbar gelagert. Diese Lagereinsätze 32 und 33 sind aus einem ölgetränkten Lagerwerkstoff hergestellt. Der
obere Lagereinsatz 32 hat öffnungen, während im unteren Lagereinsatz 33 Ausnehmungen ausgebildet sind,
die so zusammenwirken, daß die Wellen der langen Büschel 42 in Mittelpunktsabständen von ca. 7,468 mm
(0,294 Zoll) angeordnet sind, was dem durchschnittlichen
Abstand zwischen Zahnzwischenräumen angenähert ist der nämlich ca. 7,722 mm (0,304 Zoll) beträgt.
Aussparungen in den Lagereinsätzen 32 und 33 legen auch die kurzen Büschel 43 in im wesentlichen gleichen
Abständen von den unmittelbar benachbarten langen Büscheln 42 fest Ein Ende jeder Antriebswelle 46 ruht
in einer Aussparung im unteren Lagereinsatz, wodurch die Antriebswelle 46 an einer axialen Abwärtsbewegung
gehindert ist. An einer axialen Aufwänsbewegung ist jede Antriebswelle 46 durch ein Stirnrad auf der
Antriebswelle gehindert. Auf jede Antriebswelle 46, die einem kurzen Büschel 43 zugeordnet ist sitzt mit Preßsitz
ein leerlaufendes Stirnrad 35, während ein angetriebenes Stirnrad 34 mit Preßsitz auf jeder einem langen
Büschel 42 zugeordneten Antriebswelle 46 sitzt Auf jeder Antriebswelle 46 sind Rändelungen 39 vorgesehen,
die einen sicheren Eingriff mit den Stirnrändern 34 und 35 gewährleisten.
Die Stützplatten 47 und 48 sind im Bürstenkopf 20 angebracht und durch vier Abstandssäulen 49, die vorzugsweise
an den Enden mit abgedrehten Schultern versehen sind, in festem gegenseitigen Verhältnis gehalten.
Die Abstandssäulen 49 sind in Abstandslöcher 64 der Stützplatten 47 und 48 eingesetzt und liegen mit ihren
abgedrehten Schultern auf ihnen auf. Nach dem Zusam-
mensetzen werden die Enden der in die Abstandslöcher 64 eingesetzten Abstandssäulen 49 mechanisch aufgeweitet
oder beispielsweise gestaucht, um die Stützplatten 47 und 48 fest mit ihnen zu verbinden. Die obere
Stützplatte 47 hat eine Öffnung 62, die aus den F i g. 9,10 und 12 hervorgeht und zum Einführen von Schmiermittel
aus einem Ölloch 25 in einer oberen Gehäusehälfte 22 des Bürstenkopfes zu der Zahnrad-Zahnstangen-Anordnung
30 dient.
Wie schon erwähnt, ist auf jeder Antriebswelle 46 für
d!? zehn Büschel ein Stirnrad 34 bzw. 35 angebracht. Die
zehn Stirnräder 34 und 35 der Antriebsanordnung sind in zwei getrennte Zahnradverbindungen zu je fünf
Zahnrädern unterteilt. Wie F i g. 5 zeigt, sind die Zahnräder so versetzt angeordnet, daß sechs angetriebene
Stirnräder 34 mit der Zahnstange 36 kämmen und folglich von ihr angetrieben werden. Vier leerlaufende
Stirnräder 35 sind ausschließlich durch ihren Eingriff mit den angetriebenen Stirnrädern 34 angetrieben. In
F i g. 5 ist die Zahnstange 36 in ihrer am weitesten zurückgezogenen Stellung gezeigt, bei der sie nur mit zwei
angetriebenen Stirnrädern 34 kämmt, während die acht weiter vornliegenden Zahnräder sich infolge des Kämmens
der Zahnräder weiterhin drehen. Im Betrieb wird die Zahnstange 36 längs einer linearen Bahn mittels der
Antriebswelle 92 hin- und herbewegt. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel haben ferner die langen Büschel
42 und die kurzen Büschel 43 den gleichen Basisumfang, und die Zahnstange 36 wird aus ihrer in F i g. 5
gezeigten hinteren Stellung um eine Entfernung zum Bürstenkopf 20 bewegt, die eineinhalb mal dem Umfang
jedes Büschels entspricht
Wegen der gesteuerten linearen Hin- und Herbewegung der Zahnstange 36 wird jedes Büschel in einem
vorherbestimmten Wechselzyklus in gesteuerter Weise gedreht. Diese Wechselbewegung, die in einer Richtung
eineinhalb mal dem Basisumfang jedes Büschels entspricht, ist beim bevorzugten Ausführungsbeispiel deshalb
gewählt, damit jedes Büschel zunächst in einer Richtung eineinhalb Umdrehungen ausführt und dann
eineinhalb Umdrehungen in der entgegengesetzten Richtung. Allerdings kann das Ausmaß der Bewegung
im gesteuerten Wechselzyklus, gemessen in Einheiten des Büschelumfangs, je nach dem Durchmesser der Einzelfäden
in jedem Büschel, der Länge und dem Durchmesser jedes Büschels selbst sowie dem eingeschlossenen
Winkel der schräg zulaufenden Büschelspitze, die von den Spitzen der Einzelfäden bestimmt ist, schwanken.
Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Zahnstange 36 im Verhältnis zu ihrer Querschnittsabmessung
ziemlich lang. Um die Möglichkeit des Verbiegens der Zahnstange 36 durch die raschen hin- und herwirkenden
Kräfte, denen sie unterliegt, bei diesem Abmessungsverhältnis zu verringern, ist die Zahnstange in
einer U-förmigen Platte 37 eingebettet und mit ihr punktverschweißt, wie F i g. 7 und 10 zeigen.
Um die Stützplatten 47 und 48 mit dem Handgriff 50 mit Kraftantrieb zu verbinden, ist ein Rohr 38 aus Metali
als Stütze vorgesehen, welches die Antriebswelle 92 umgibt. Das Rohr 38 hat eine in Richtung zum Bürstenkopf
20 enger werdende Außenwand. Am kleineren Ende des Rohrs 38 sind Bereiche vom Rohr entfernt, so daß
zwei einander gegenüberliegende ebene Flächen entstehen, über die die zusammengesetzten Stützplatten 47
und 48 eingepaßt und durch Heftschweißung oder Löten befestigt werden.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, hat das spitzzulaufende,
als Stütze dienende Rohr 38 an seinem größeren Ende in der Nähe des Handgriffs 50 einen eingezogenen Durchmesser
und ein Gewinde, so daß es in ein Loch in einem umgebogenen Abschnitt der Stützplatte eingesetzt und
darin mittels einer Mutter 98 befestigt werden kann. Innerhalb der Mutter 98 ist eine Dichtung 99 angeordnet,
die verhindert, daß Schmiermittel aus dem Bürstenkopf 20 in den Handgriff 50 fließen kann.
Wie die Fig. 1, 3 und 4 zeigen, ist der rohrförmige Abschnitt der Antriebswelle 92 für die Zahnstange von
ίο zwei ölgetränkten Hülsenlagern 41 abgestützt und in
ihnen drehbar gelagert, die ihrerseits mit Preßsitz in den Innendurchmesser des schräg zulaufenden, als Stütze
dienenden Rohrs 38 eingesetzt sind, welches sich vom Handgriff 50 zum Bürstenkopf 20 erstreckt. Zum Schützen
und Abschirmen der Zahnrad-Zahnstangen-Anordnung 30 des Bürstenkopfs 20, der Antriebswelle 92 für
die Zahnstange und des Rohrs 38 ist eine obere Gehäusehälfte 22 und eine untere Gehäusehälfte 24 für den
Bürstenkopf vorgesehen. Die Gehäüsehälften 22 und 24 passen eng um die Stützplatten 47 und 48 und das Rohr
38 und sind an einander entsprechend gestalteten Zwischenflächen zusammengeklebt, um Schmiermittel für
die Zahnrad-Zahnstangen-Anordnung 30 einzubehalten und das Eindringen von Feuchtigkeit aus der Umgebung
zu verhindern. An der Stelle, an der die Gehäusehälften 22 und 24 auf eine Endkappe 26 für das Gehäuse 52
treffen, sind die Gehäusehälften 22 und 24 durch eine Öffnung in der Endkappe 26 geführt und als Feuchtigkeitsbarriere
ist ein flexibler Silikonklebstoff aufgetragen.
Um zu gewährleisten, daß Schmiermittel nicht austreten und Fremdstoffe, wie Feuchtigkeit nicht in die Zahnrad-Zahnstangen-Anordnung
30 eintreten können, ist eine einteilige Dichtung 28 vorgesehen, die Öffnungen hat, in die jeweils eine der zehn Antriebswellen 46 für
die Büschel eingepaßt ist. Wie F i g. 10,11 und 12 zeigen,
sind Bereiche 27 der Dichtung 28 in der Nähe jeder Antriebswelle 46 für die Büschel erhaben und können
sich gegenüber dem Boden der Dichtung 28 bewegen.
Das Biegen der erhabenen Bereiche 27 der Dichtung 28 beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ermöglicht die
Aufnahme von Toleranzschwankungen in den Schaftloch-Mittellinienabmessungen des Lagereinsatzes 32
und der Dichtung 28 selbst. Ein in der oberen Gehäusehälfte 22 des Bürstenkopfes vorgesehener Dichtring 29
liegt an der Unterseite der Dichtung 28 an, um zu verhindern, daß Flüssigkeiten um den Rand der Dichtung
28 herum gelangen. Fig. 11 zeigt, daß jede Öffnung in
der Dichtung 28 etwas kleiner ist als nötig zur Aufnahme jeder Antriebswelle 46. Das Biegen der Dichtung 28
um jede Antriebswelle 46 herum und gegen dieselbe bewirkt eine im wesentlichen flüssigkeitsdichte Abdichtung.
Es ergibt sich ohne weiteres aus der obigen Beschreibung, daß beim Betrieb der Vorrichtung gemäß der Erfindung
eine Bewegung des Schalters 76 zum Erregen des Gleichstrommotors 72 das Kronrad 84 in Umdrehung
versetzt Hierdurch wird wiederum der Kurbelarm 86 bewegt der eine Hin- und Herbewegung der Antriebswelle
92 für die Zahnstange verursacht wodurch eine entsprechende lineare Hin- und Herbewegung der
Zahnstange 36 hervorgerufen wird. Wenn sich die Zahnstange 36 in einer linearen Bahn hin- und herbewegt
kämmt sie mit gewissen Stirnrädern 34 der Zahnradverbindung und dreht diese um eine Anzahl von Umdrehungen
zunächst in der einen Richtung und dann um eine Anzahl von Umdrehungen in der entgegengesetzten
Richtung, wodurch die den Stirnrädern 34 und 35
zugeordneten Büschel 42 bzw. 43 im Wechselzyklus gedreht werden. Während Jedes beliebigen Teils des Zyklus,
außer bei mome .ianen stationären Stellungen drehen
sich einander benachbarte Büschel in entgegengesetzten Richtungen.
Die erwünschte Betriebsgeschwindigkeit für die hin- und hergehende Zahnstange 36 liegt etwa zwischen 800
und 1300 Zyklen pro Minute bei eineinhalb Umdrehungen in jeder Richtung pro ZyfcJus. Beim bevorzugten
Ausführungsbeispiel wird die Zahnstange 36 mit 1000 Zyklen pro Minute hin- und herbewegt und die Büschel
drehen sich mit etwa 3000 Umdrehungen pro Minute.
Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung steht also eine Vielzahl von Büscheln zur Verfügung,
die im Wechselzyklus etwa eineinhalb Umdrehungen in jeder von zwei Richtungen gedreht werden. Während
einer Hälfte eines Wechselzyklus wird jedes der ersten Büschel etwa eineinhalb mal in einer ersten Riehtung
gedreht während jedes der zweiten Büschel in einer zweiten Richtung, entgegengesetzt zur ersten
Richtung etwa eineinhalb mal gedreht wird. Danach wird während der zweiten Hälfte des Wechselzyklus
jedes der ersten Büschel etwa eineinhalb Umdrehungen in der zweiten Richtung gedreht, während jedes der
zweiten Büschel etwa eineinhalb Umdrehungen in der ersten Richtung gedreht wird. Diese gesteuerte Wechseldrehbewegung
um eineinhalb Umdrehungen reicht aus, daß jedes lange Büschel 42 eine gewisse Bewegung
innerhalb eines Zahnzwischenraums beginnen kann, indem es bestrebt ist längs einer Wand des Zwischenraums
aus diesem Zwischenraum herauszulaufen. Die Umdrehung wird jedoch an optimaler Stelle vor dem
Herauslaufen umgekehrt, und das Büschel bewegt sich zurück und über den Zahnzwischenraum hinaus und ist
bestrebt längs der entgegengesetzten Wand des Zahnzwischenraums auszulaufen. Diese Bewegung wird
rasch wiederholt, um ein gründliches Reinigen der Zahnzwischenräume und der benachbarten Zahnoberflächen
zu erreichen. Die gegensinnige Drehung einander benachbarter Büschel gemäß der Erfindung trägt
auch dazu bei, die Stabilität der Bürste zum Einhalten der Berührung mit den Zahnoberflächen und den Zahnzwischenräumen
zu erhöhen.
Ferner ist die Wechseldrehbewegung jedes Büschels vorteilhaft, weil sie bewirkt, daß die freien Enden der
Einzelfäden während eines Teils des Wechselzyklus auseinanderbewegt werden, wenn die Umdrehungsrichtung
eines Büschels umgekehrt wird. Aufgrund dieses Aufweitens wischen die gestreckten Einzelfadenspitzen
längs des Zwischenraums zwischen dem Zahnf.eisch und den Zähnen und tragen zur Beseitigung von Zahnbelag
bei, der an dieser Stelle sowohl Karies als auch Zahnfleischentzündungen hervorrufen würde.
Die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung bewirken eine verbesserte Reinigung und sind zur
Benutzung nicht nur deshalb erwünscht weil die Büschel selbst bewegt werden und damit eine Reinigungswirkung ausüben, während der Bürstenkopf ortsfest
bleibt, wenn man von der sanften Bewegung absieht, die ihm der Benutzer verleiht, sondern auch weil sie leistungsfähiger
und wirksamer sind wegen der besonderen Drehbewegung der Büschel und der Konstruktion
der Einzelfäden.
Eine verbesserte Reinigung der Zahnoberflächen ergibt sich auch durch eine Art von Pumpwirkung der
Büschel während ihrer abwechselnden Drehbewegung. Wenn die Büschel aus einer Stellung maximaler Umdrehung
in einer Richtung in eine Stellung maximaler Umdrehung in der anderen Richtung bewegt werden, ergibt
sich unter den einzelnen Einzelfäden eine Bewegung oder Umorientierung aus einer Stellung maximaler Verdrehung
in einer Richtung (verkürzte Schraubenlinie in einer Richtung) über eine neutrale Stellung (gestreckter
oder gerader Einzelfaden) in eine Stellung maximaler Verdrehung in entgegengesetzter Richtung (verkürzte
Schraubenlinie in entgegengesetzter Richtung). Eine projizierte Länge des Einzelfadens ändert sich also von
kurz über lang zu kurz, wenn die Einzelfäden von einer Stellung maximaler Verdrehung in einer Richtung ausgehen
und in eine Stellung maximaler Umdrehung in der entgegengesetzten Richtung bewegt werden. Eine
solche Änderung der projizierten Länge des Einzelfadens erzeugt eine Art Pumpwirkung der Spitze der Einzelfäden
auf eine Zahnoberfläche oder einen Zahnzwischenraum, wodurch die Reinigung verbessert wird.
Die Erfindung läßt sich wie folgt zusammenfassen: Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Reinigen von
Zahnoberflächen und Zahnzwischenräumen, wobei eine Vielzahl von Büscheln aus Einzelfäden jeweils in gesteuerter
Weise hin- und hergedreht wird. Ferner werden einander unmittelbar benachbarte Büschel im Gegensinn
gedreht Jedes Büschel wird um seine eigene Mittelachse gedreht und mit den Zähnen in Berührung gebracht,
wobei die Einzelfäden eine Verdrehwirkung entwickeln, die dynamisch und in Reihe von der Basis jedes
Büschels zu den entgegengesetzten freien Enden der Einzelfäden fortschreitet. Die Vielzahl Büschel ist in
zwei parallelen Reihen angeordnet in der jeweils einander benachbarte Büschel im Verhältnis zueinander versetzt
angeordnet sind.
Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung
lassen sich auch gewerblich von Zahntechnikern anwenden, insbesondere bei der Herstellung und Reinigung
künstlicher Gebisse.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentansprüche:1. Verfahren zum Reinigen der Zähne mittels durch einen Antrieb bewegten Zahnbürstenbüschein aus Einzelfäden, bei dem jedes Büschel mit seinem freien Ende in Anlage an die Zahnoberflächen und in die Zahnzwischenräume gebracht und um seine Mittelachse gedreht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Büschel im regelmäßigen Wechsel in die beiden entgegengesetzten Richtungen um ihre Mittelachse gedreht werden.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einander benachbarte Büschel jeweils gegensinnig gedreht werden.3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Büschel jeweils nach etwa eineinhalb Umdrehungen in die entgegengesetzte Richtung gedreht werden.4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Büschel mit einer Winkelgeschwindigkeit von etwa 3000 Umdrehungen pro Minute gedreht werden.5. Zahnbürste zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit aus Einzelfäden bestehenden Büscheln, die vom Zahnbürstenkopf aufragen und jeweils mit ihrem inneren Ende mit einem im Zahnbürstenkopf gelagerten Antriebsrad verbunden sind, das konzentrisch zur Mittelachse des betreffenden Büschels angeordnet ist und in kämmender Antriebsverbindung mit einem Antriebsglied steht, das sich in Längsrichtung innerhalb der Zahnbürste erstreckt und an seinem dem Zahnbürstenkopf abgewandten Ende über ein Getriebe mit einem Elektromotor verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das mit den Antriebsrädern (34, 35) der Büschel (42, 43) kämmende Antriebsglied eine Zahnstange (36) ist, und daß das Getriebe (80) ein Umformgetriebe ist, das der Zahnstange (36) eine hin- und hergehende Bewegung in ihrer Erstrekkungsrichtung erteilt.6. Zahnbürste nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Büschel (42,43) in eine erste Gruppe (42), deren Antriebsräder (34) für einen direkten Antrieb durch die Zahnstangen (36) angeordnet sind, und in eine zweite Gruppe (43) unterteilt sind, deren Antriebsräder (35) mit den Antriebsrädern (34) der ersten Gruppe (42) kämmen.7. Zahnbürste nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Büschel (42, 43) der beiden Gruppen (42 und 43) in Längsreihen zueinander versetzt angeordnet sind, wobei jedes Antriebsrad (35) eines Büschels (43) der zweiten Gruppe mit den beiden Antriebsrädern (34) zweier benachbarter Büschel (42) der ersten Gruppe kämmt und die Zahnstange (36) in ihrer zurückgezogenen Stellung noch in Eingriff mit dem Antriebsrad (34) des in der Reihe hintersten Büschels (42) der ersten Gruppe steht.8. Zahnbürste nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Büschel (42, 43) jeder Gruppe auf den einander gegenüberliegenden Seiten der beidseitig gezahnten Zahnstange (36) in jeweils einer Reihe angeordnet sind.9. Zahnbürste nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelfäden der Büschel (42) der ersten Gruppe langer als die Einzelfäden der Büschel (43) der zweiten Gruppe sind.10. Zahnbürste nach einem der Ansprüche 5 bis 9,dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Einzelfäden der Büschel (42,43) abgeschrägt sind.11. Zahnbürste nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelfäden der Büschel (42, 43) eine Spitze mit einem eingeschlossenen Winkel von etwa 25° aufweisen.IZ Zahnbürste nach einem der Ansprüche 5 bis11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelfäden der Büschel (42,43) einen Durchmesser im Bereich von ca. 0,10 bis 0,15 mm aufweisen.i3. Zahnbürste nach einem der Ansprüche 5 bis12, dadurch gekennzeichnet, daß die Büschel (42,43) eine durch die freien Enden ihrer Einzelfäden gebildete geneigt verlaufende Stirnflächen aufweisen.14. Zahnbürste nach einem der Ansprüche 5 bis13, dadurch gekennzeichnet, daß die Büschel (42,43) in Abständen von ca. 7,5 mm nebeneinander angeordnet sind.15. Zahnbürste nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (80), das der Zahnstange (36) eine hin- und hergehende Bewegung erteilt, ein mit dem Ritzel (82) der Welle(73) des Elektromotors (72) kämmendes Kronrad(84) aufweist, an dem exzentrisch das eine Ende eines Kuroelarms (86) angelenkt ist, dessen anderes Ende an der Zahnstange (36) angelenkt ist
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