DE3117160A1

DE3117160A1 - Elektrische zahnbuerste

Info

Publication number: DE3117160A1
Application number: DE19813117160
Authority: DE
Inventors: Hans Ulrich Dr. Scheller; Karl Alexander Dipl.-Volksw. 7332 Eislingen Scheller
Original assignee: WUERTT PARFUEMERIE; Wurttembergische Parfumerie Fabrik GmbH
Current assignee: WUERTT PARFUEMERIE; Wurttembergische Parfumerie Fabrik GmbH
Priority date: 1981-04-30
Filing date: 1981-04-30
Publication date: 1982-11-18
Also published as: GB2097663A; GB2097663B; US4450599A; BE893018A; CA1179106A; DE3117160C2

Description

VON KREISLER SCHÖNWALD"' EISHOLDT" FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNER

PATENTANWÄLTE

WÜRTTEMBERGISCHE PARFÜMERIE- Dr.-Ing. von Kreisler 11973

FABRIK GmbH Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln

Schillerstraße 21 - 27 Dr.-Ing K. W Eishold, Bad Soden

Dr. J. F. Fues, Köln , Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln

7332 ElSlmgen Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln

Dipl.-Ing. G. Selting, Köln Dr. H.-K. Werner, Köln

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

D-5000 KÖLN 1

29. April 1981

Sg-fe

Elektrische Zahnbürste

Die Erfindung betrifft eine elektrische Zahnbürste mit einem Bostenteil, das über einen Stiel mit einem Schwing- oder Rotationsantrieb verbunden ist, und mit einem die Zahnputzdauer überwachenden Zeitgeber.

Die Hauptursache von Karies und marginalen Gingiva-Entzündungen ist die Zahnplaque-Bildung. Dieser weiche haftende Zahnbelag entsteht durch Anhäufung von Bakterien in Speiseresten, die sich bevorzugt am Zahnfleischrand ansammeln. Ihre Hauptbestandteile sind neben den Mikro-Organismen und ihren StoffWechselprodukten verschiedene Kohlehydrate, Eiweißstoffe und organische Verbindungen. Die wirkungsvolle Beseitigung dieser Plaque bzw. die Herabsetzung ihrer Aufbaurate sind wichtige Ziele der Mundhygiene bzw. Zahnreinigung. Für eine vollständige Entfernung der Plaque ist wichtig, daß das Zahnputzen

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über eine bestimmte Mindestdauer hinweg erfolgt.

Um dem Benutzer einer Zahnbürste Informationen über die Benutzungsdauer während eines Zahnputzvorganges zu liefern, ist es bekannt, in der Zahnbürste einen Zeitgeber anzubringen,der durch die Temperatur des Mundes und/oder die Temperatur der Hand selbsttätig in -Betrieb gesetzt wird (DE-OS 29 18 806) . Wenn der Temperaturschwellwert eine bestimmte vorgegebene Zeit lang überschritten worden ist, wird ein Signal erzeugt, das dem Benutzer anzeigt, daß die für das Zähneputzen erforderliche Mindestzeit erreicht ist. Diese thermisch gesteuerte überwachungseinrichtung hat den Nachteil, daß ihre Funktion wesentlich von der Umgebungstemperatur und von anderen Temperaturfaktoren beeinflußt wird, so daß die Zeitangaben keinen hinreichenden Aufschluß über eine wirksame Zahnbearbeitung geben. Beispielsweise wird eine ausreichende Zahnputzdauer auch bereits dann angezeigt, wenn die Zahnbürste lediglich in den Mund eingeführt, jedoch nicht bewegt wird. Entscheidend für die Zahnreinigung ist die Einhaltung eines gewissen Anpreßdruckes, mit dem die Borsten auf die Zähne einwirken. Dieser' Anpreßdruck darf nicht zu klein sein, damit eine wirksame mechanische Bearbeitung der Zähne durch die Borsten erfolgt und die Borsten auch in die Zwischenräume eindringen, er darf aber auch nicht zu groß sein, weil dann ebenfalls die Wirksamkeit der Zahnbearbeitung herabgesetzt wird und außerdem eine Verletzungsgefahr besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Zahnbürste der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die Zeit überwacht wird, in der mit der Zahnbürste eine wirksame Zahnbearbeitung durchgeführt wird.

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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Zeitgeber bei Benutzung der Zahnbürste einschaltbar ist und von einer Belastungsmeßeinrichtung derart gesteuert wird, daß er nur in derjenigen Betriebszeit läuft, in der die richtige Belastung auf das Borstenteil ausgeübt wird und nach Ablauf einer voreingestellten Mindestzeit ein Signal erzeugt.

Bei der erfindungsgemäßen Zahnbürste wird die mechanische Belastung des Borstenteils bzw. des Stiels ermittelt,und der Zeitgeber registriert nur diejenigen Bonutzungszeiten, in denen die Belastung oberhalb eines bestimmten Mindestwertes liegt. Auf diese Weise wird erreicht, daß die tatsächliche Dauer der wirksamen Benutzung der Zahnbürste von dem Zeitgeber registriert wird. Diejenigen Zeiten, in denen die Zahnbürste unbelastet ist oder mit zu niedrigem Andruck betrieben wird, wird nicht als Zahnputzzeit gewertet. Eine~zu hohe Belastung kann durch eine Warnanzeige angezeigt werden. Bei Erzeugung des Signals durch den Zeitgeber kann der Benutzer sicher sein, daß die Zahnbürste hinreichend lange und intensiv in Betrieb war. Die Zahnbürste paßt sich somit an die Zahnputzgewohnheiten des jeweiligen Benutzers an. Wenn jemand gewohnt ist, das Zähneputzen gelegentlich kurzzeitig zu unterbrechen, dann werden die Unterbrechungszeiten aus der Meßzeit eliminiert, weil in den Unterbrechungszeiten kein hinreichend großer Andruck der Borsten an die Zähne erfolgt. Die Belastungsmeßeinrichtung kann auf vielfältige Weise realisiert werden. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung, weist die Belastungsmeßeinrichtung mindestens einen an einem Gehäuse befestigten ersten elektrischen Kontakt und mindestens einen an dem Schwingantrieb befestigten zweiten elektrischen Kontakt auf, wobei der Schwingantrieb im Innern des Gehäuses in Querrichtung

elastisch bewegbar gelagert ist. Der Andruck wird hierbei in der Weise ermittelt, daß die druckabhängigen Bewegungen des Schwingantriebes innerhalb des Gehäuses zur Betätigung der elektrischen Kontakte ausgenutzt werden. Andere Möglichkeiten der Belastungsmessung bestehen darin, die Durchbiegung des Stieles der Zahnbürste zu messen oder auch die Stromaufnahme des Motors des Schwingantriebes, Diese beiden Größen sind ebenfalls abhängig von dem auf das Borstenteil der Zahnbürste einwirkenden Druck.

Um zu verhindern, daß die relativ hochfrequenten mechanischen Schwingungen des Schwingantriebes auf den Zeitgeber einwirken und kurzzeitige Belastungs- oder Entlastungssignale erzeugen, sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zwischen dem Gehäuse und dem Schwingantrieb Dämpfungsmittel angeordnet. Durch diese Dämpfungsmittel werden einerseits mechanischen Schwingungen im Gehäuse gedämpft und andererseits wird verhindert, daß der Schwingantrieb sich störend auf die Funktion des Zeitgebers auswirkt. Alternativ besteht die Möglichkeit, eine elektrische Dämpfung der von der Belastungsmeßeinrichtung an den Zeitgeber gel-ieferten Signale durchzuführen, um kurzzeitige Signalspitzen oder Signaleinbrüche zu eliminieren.

Der Schwingantrieb ist vorzugsweise in dem vorderen Bereich des Gehäuses mit einer Achse gelagert, die quer zu dem Stiel verläuft. Im rückwärtigen Bereich des Gehäuses können zwei erste Kontakte vorgesehen sein, zwischen denen der zweite Kontakt bewegbar ist. Hierbei wird die Zeitmessung sowohl im Falle einer zu geringen mechanischen JO Belastung des Borstentcils als auch im Falle einer zu großen mechanischen Belastung des Borstenteiles unterbrochen. An einer Anzeigeeinrichtung kann darüber hinaus

durch Signalleuchten ο.dgl. angezeigt werden, ob der Andruck zu hoch oder zu niedrig ist, so daß der Benutzer Aufschluß darüber erhält, aus welchem Grund der Zeitgeber nicht läuft.

Der Zeitgeber kann mit der Einschaltung des Betriebsschalters der Zahnbürste in Funktion gesetzt werden. Alternativ besteht die Möglichkeit,den Zeitgeber ständig in einem Wartezustand zu halten und ihn bei Auftreten des Belastungssignals einzuschalten. Hierzu ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ein Zeitglied vorgesehen, das den Zeitgeber nach Ablauf seiner Zeitspanne, die kleiner ist als die voreingestellte Mindestzeit,rücksetzt ,und das Zeitglied wird durch Signale, die bei Belastung des Borstenteils erzeugt werden, jeweils neu angestoßen.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

In der Zeichnung sind der mechanische Aufbau der Zahnbürste und der elektrische Aufbau des Zeitgebers schematisch dargestellt.

Die Zahnbürste weist ein Borstenteil 10 auf, das über einen Stiel 11 auswechselbar in einen Halter 12 eingesetzt ist. Der Halter 12 ist mit dem Schwingantrieb 13 verbunden. Der Schwingantrieb 13 besteht aus einem Elektromotor 14, dessen Ausgang an ein Getriebe 15 angeschlossen ist. Die Ausgangswelle des Getriebes 15 führt Drehschwingungen aus und sie ist mit dem Halter 12 drehfest verbunden. Auf diese Weise wird bei eingeschaltetem Motor 14 das Borstenteil 10 in Drehschwingungen um die Achse des Stieles 11 herum versetzt.

Der Schwingantrieb 13 ist in einem Innengehäuse 16 untergebracht, das in einem als Handgriff ausgebildeten weiteren Gehäuse 17 gelagert ist. Die Schwenkachse 18 befindet sich in der Nähe des vorderen Endes des Gehäuses 17 und verläuft quer zur Achse des Halters 12. An der Achse 18 ist das Innengehäuse 16 in dem Gehäuse 17 derart gelagert, daß bei einer Druckeinwirkung auf die Borsten des Borstenteils 10 das Innengehäuse 16 im Innern des festgehaltenen Gehäuses 17 um die Achse 18 verschwenkt wird.

Das Innengehäuse 16 ist in seinem rückwärtigen Bereich durch mehrere Federn 19 an der Innenwand des Gehäuses 17 abgestützt, so daß das Innengehäuse 16 im unbelasteten Zustand des Borstenteils 10 koaxial in dem Gehäuse 17 gehalten wird. Den Federn 19 sind Dämpfungsglieder 20 paral-IeI geschaltet,um die dynamische Komponente der Schwingbewegungen des Innengehäuses 16 um die Achse 18 zu eliminieren. Auf diese Weise wird nur der auf das Borstenteil 11 einwirkende stationäre Druck in Schwenkbewegungen des Innengehäuses 16 um die Achse 18 umgesetzt.

An dem rückwärtigen Ende des Innengehäuses ist ein Arm 21 fest angebracht, der ein Kontaktelement 22 trägt. Das Kontaktelement 22 ist gegenüber dem Arm isoliert. In der (unbelasteten) Ruhestellung des Innengehäuses, also wenn kein Druck auf das Borstenteil 10 ausgeübt wird, liegt der Kontakt 22 an einem stationären Kontakt 23 an. Wenn ein bestimmter Mindestdruck überschritten wird, löst sich der Kontakt 22 von dem Kontakt 23,und wenn ein bestimmter Maximaldruck erreicht ist, kommt der Kontakt 22 mit einem weiteren stationären Kontakt 24 in Verbindung. Die Kontakte 23 und 24 sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel untereinander verbunden und über eine Leitung 25 an den Zeitgeber 27 angeschlossen. Der mit dem Innenge-

häuse 16 bewegbare Kontakt 22 ist über eine Leitung 26 ebenfalls mit dem Zeitgeber 27 verbunden. Der Zeitgeber 27 enthält ein Netzteil 28, das über ein Kabel 29 an das Versorgungsnetz anschließbar ist und über Leitungen 30, 31 die Betriebsspannung für den Schwingantrieb 13 liefert. Das Netzteil 28 bewirkt außerdem die Versorgung der Leitung 26 mit Pluspotential sowie die Versorgung der elektrischen und elektronischen Komponenten des Zeitgebers 27.

Durch Betätigung des Betriebsschalters 32 für die elektrische Zahnbürste werden die Leitungen 31 und 26 geschlossen. Auf diese Weise wird einerseits der Schwingantrieb 13 in Betrieb gesetzt und andererseits positives Potential an den Kontakt 22 gelegt.

Der Zeitgeber 27 enthält einen Impulsgenerator 33, dessen Ausgang über ein UND-Tor 34 mit einem Zähler 3 5 verbunden ist. An dem invertierten zweiten Eingang des UND-Tores liegt das Signal der Leitung 25. Diese Leitung 25 ist außerdem mit einer Anzeigeleuchte 3 6 verbunden.

Das Ausgangssignal des UND-Tores 34 steuert ein Zeitglied 3 7 mit einer Laufdauer von einigen Sekunden. Bei seinem Abfall, liefert das Zeitglied 37 ein Signal an den Rücksetzeingang RS des Zählers 35, wodurch der Inhalt des Zählers 35 auf Null zurückgesetzt wird.

Der Ausgang des Zählers 3 5 ist an einen Komparator 38 angeschlossen. Der Komparator 38 vergleicht den Zählerstand des Zählers 35 mit dem Inhalt eines einstellbaren Registers 39. Im Falle von Koinzidenz der beiden Eingangssignale leuchtet eine von dem Komparator 38 gesteuerte

ν B ■ * V · - *

Anzeigeleuchte 40 auf.

Wenn beim Betrieb der Zahnbürste der bewegbare Kontakt 22 an dem stationären Kontakt 23 anliegt, wenn also der Druck an den Borsten zu klein ist, wird über den Schalter 32 und die Kontakte 22,23 die Anzeigeleuchte 36 erregt, so daß angezeigt wird, daß die Belastung der Zahnbürste bzw. der Borstendruck nicht in dem richtigen Bereich liegt, Gleichzeitig wird dem invertierten Eingang des ÜND-Tors

34 ein Signal zugeführt, wodurch das UND-Tor gesperrt wird. Die Impulse des Impulsgenerators 33 gelangen also nicht zum Zähler 35.

Befindet sich der Kontakt 22 zwischen den Kontakten 23 und 24,ohne mit einem dieser Kontakte in Berührung zu kommen, dann entsteht an dem invertierten Eingang des UND-Tores 34 "O"-Signal, so daß das UND-Tor 34 durchschaltet und die Impulses des Impulsgenerators 33 an den Zähler

35 durchläßt. Bei jedem dieser Impulse wird das Zeitglied 37 von neuem angestoßen, so daß das Zeitglied 37 nicht ablaufen und somit auch kein Rücksetzsignal RS erzeugen kann. Sobald der Zählerstand des Zählers 35 den voreingestellten Wert im Register 39 erreicht hat, erzeugt der Komparator 38 ein Koinzidenz-Signal, wodurch die Anzeigeleuchte 40 erregt wird. Die Anzeigeleuchte 40 zeigt also an, daß die gewünschte Betriebsdauer der Zahnbürste erreicht ist.

Wird der Vorgang des Zähneputzens kurzzeitig unterbrochen bzw. hört der Andruck gegen den Borstenteil 10 auf, dann wird das UND-Tor 34 gesperrt, so daß es keine Impulse

mehr durchläßt. Das Zeitglied 37 beginnt dann zu laufen. Wenn der Andruck noch innerhalb der Laufzeit des Zeit-

gliedes 3 7 fortgesetzt wird, schaltet das UND-Tor 34 wieder durch und das Zeitglied 3 7 wird in den Anfangszustand zurückversetzt. Der Zähler 35 wird hierbei nicht zurückgesetzt, sondern sein Zählwert bleibt zunächst gespeichert und wird anschließend wieder weitergezählt.

übersteigt die Dauer der Unterbrechung der Belastung des Borstenteils 10 oder die Dauer einer zu starken Belastung des Borstenteils 10 die Laufzeit des Zeitgliedes 37, dann fällt dieses Zeitglied 37 ab und setzt den Zählerstand des Zählers 35 auf "0" zurück.

Der beschriebene Zeitgeber 27 registriert und akkumuliert also die tatsächlichen,wirksamen Benutzungszeiten und stellt dadurch sicher, daß die Anzeigeleuchte 40 nur dann aufleuchtet, wenn die Zahnbürste über eine bestimmte Zeit lang wirksam benutzt worden ist. Die Pausenzeiten und die Zeiten einer nicht sachgemäßen Benutzung werden automatisch eliminiert. Der untere Wert des auf das Borstenteil 10 einwirkenden Drucks, bei dem der Kontakt 22 sich von dem Kontakt 23 löst, beträgt beispielsweise 120 ρ und der obere Druckwert, bei dem die Kontakte 22 und 24 zusammenkommen beträgt 200 p. Dieser Bereich zwischen 120 und 200 ρ ist derjenige Kraftbereich, der der Zeitmessung für die wirksame Zahnreinigung zugrunde gelegt wird.

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Leerseite

Claims

ANSPRÜCHE

1. Elektrische Zahnbürste mit einem Borstenteil, das über einen Stiel mit einem Schwing- oder Roationsantrieb verbunden ist, und mit einem die Zahnputzdauer überwachenden Zeitgeber, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber (27) bei Benutzung der Zahnbürste einschaltbar ist und von einer Belastungsmeßeinrichtung (19,22,23,24) derart gesteuert wird, daß er nur in derjenigen Betriebszeit läuft, in der eine Belastung auf das Borstenteil (10) ausgeübt wird und nach Ablauf einer voreingestellten Mindestbetriebszeit ein Signal erzeugt.

2. Zahnbürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungsmeßeinrichtung mindestens einen an einem Gehäuse (17) befestigten ersten elektrischen Kontakt (23,24) und mindestens einen an dem Schwingantrieb (13) befestigten zweiten elektrischen Kontakt (22) aufweist, und daß der Schwingantrieb (13) im Innern des Gehäuses (17) in Querrichtung elastisch bewegbar gelagert ist.

3. Zahnbürste nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gehäuse (17) und dem Schwingantrieb (13) Dämpfungsmittel (20) angeordnet sind.

4. Zahnbürste nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingantrieb (13) im vorderen Bereich des Gehäuses (17) mit einer Achse (18) gelagert ist, die quer zu dem Stiel (11) verläuft.

5. Zahnbürste nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei erste Kontakte (23,24) vorgesehen sind, zwischen denen der zweite Kontakt (22) bewegbar ist.

6. Zahnbürste nach einem der- vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitglied (37) vorgesehen ist, das den Zeitgeber (27) nach Ablauf einer Zeitspanne, die kleiner ist als die voreingestellte Mindestbetriebszeit, rücksetzt, und daß das Zeitglied (3 7) durch Signale, die bei Belastung des Borstenteils (10) erzeugt werden, jeweils neu angestoßen wird.