DE3937850A1 - Elektrische zahnbuerste mit drehbarem borstentraeger - Google Patents
Elektrische zahnbuerste mit drehbarem borstentraegerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Zahnbürste mit einem
Griffteil, der einen elektro-motorischen Antrieb umfaßt. Mit dem
Griffteil ist ein Bürstenteil verbindbar, wobei der Bürstenteil
eine Welle mit Mitteln zur Drehmomentabgabe an einen Borstenträ
ger aufweist und an einem dem Griffteil abgewandten Ende des
Bürstenteils ein Borstenträger drehbar gelagert angeordnet ist.
Der Borstenträger umfaßt Mittel zur Drehmomentaufnahme und Mittel
zur Halterung von Borsten, wobei eine Drehachse des Borstenträ
gers winklig, insbesondere in etwa rechtwinklig, zu einer Längs
mittelachse des Bürstenteils ausgerichtet ist.
Eine Zahnbürste mit den genannten Merkmalen ist bereits aus der
internationalen Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer WO
84/02 453 bzw. der aus dieser Anmeldung hervorgegangenen US-PS
46 19 009 bekannt. Der Borstenträger dieser Zahnbürste ist mit
einem Lagerabschnitt in einer Lagerbohrung am Kopfende des
Bürstenteils gelagert. Fixiert wird der Borstenträger mittels
eines Steckriegels, der in eine Ringnut des Lagerabschnitts ein
greift. Angetrieben wird der Borstenträger mittels einer An
triebswelle, welche ein Trägerrohr durchsetzt und am kopfseitigen
Ende einen Kegelradzahnkranz aufweist. Dieser Kegelradzahnkranz
greift in einen Zahnkranz am Borstenträger ein, wobei dieser
Zahnkranz am Borstenträger unmittelbar unterhalb einer Träger
platte des Borstenträgers angeordnet ist. Da die Drehachse des
Borstenträgers rechtwinklig zur Trägerrohrlängsachse angeordnet
ist, sind die Trägerplatte und die Mittel zur Aufnahme des Dreh
moments des Borstenträgers beide auf einer Seite der Längsmittel
achse des Trägerrohrs bzw. Bürstenteils angeordnet.
Diese bekannte Anordnung weist die folgenden Nachteile auf: Die
drehbaren Teile, nämlich die Antriebswelle und der Borstenträger,
aber auch die Verriegelung und die Lageraufnahme des Borstenträ
gers, sind einem starken Verschleiß ausgesetzt. Hierbei ist ins
besondere zu berücksichtigen, daß Zahnbürsten im Regelfall unter
Verwendung von Zahnputzmitteln eingesetzt werden, die in mehr
oder weniger hohem Maße Schleifmittel enthalten. Aus diesen Grün
den ist es angezeigt, die Anzahl der Reibungspunkte bzw. die
Größe der Reibungsflächen weitestgehend zu reduzieren. Zum ande
ren können solche Maßnahmen zu einer Erhöhung der Lebensdauer
dieser bekannten Zahnbürste beitragen, die geeignet sind, unter
Inkaufnahme eines gewissen Verschleisses der bewegbaren Teile
dennoch eine sichere Funktion der Zahnbürste zu gewährleisten.
Anhand der Fig. 4 des genannten Standes der Technik sei dies im
folgenden näher erläutert. Nach einer längeren Betriebszeit wird
der Lagerabschnitt 7 bzw. die Lagerbohrung 11 einen gewissen Ab
rieb erfahren, so daß der Borstenträger 31 aufgrund der spezi
ellen Anordnung der Zahnräder 10 und 20 des Getriebes 19 und der
daraus resultierenden, auf den Borstenträger 31 wirkenden radia
len Kraftkomponenten aus der idealen Drehachse herausgekippt wird
in Richtung der Seitenwand 6. Dies führt dazu, daß mit zunehmen
dem Verschleiß der Lagerteile die Zahnräder 10 und 20 immer weni
ger in Eingriff miteinander gelangen und ab einem bestimmten
Zeitpunkt überhaupt nicht mehr miteinander kämmen. Die bekannte
Zahnbürste ist sodann unbrauchbar und muß ausgewechselt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben erwähnten
Nachteile des bekannten Standes der Technik zu vermeiden. Insbe
sondere soll zum einen die Reibung reduziert und darüber hinaus
gehend eine solche Anordnung der Mittel zur Drehmomentübertragung
geschaffen werden, daß selbst unter Inkaufnahme eines gewissen
Verschleisses der beweglichen Teile dennoch die Funktionsfähig
keit der Zahnbürste erhalten bleibt.
Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Zahnbürste mit den ein
gangs genannten Merkmalen gelöst, bei der die Mittel zur Dreh
momentaufnahme und die Mittel zur Halterung von Borsten einander
gegenüberliegend, jeweils oberhalb bzw. unterhalb der Längs
mittelachse des Bürstenteils am Borstenträger angeordnet sind und
die Mittel zur Drehmomentabgabe der Welle im Bereich zwischen den
Mitteln zur Drehmomentaufnahme und den Mitteln zur Halterung der
Borsten überlappend in den Borstenträger 38 eingreifen. Durch
diese Maßnahme wirkt die Welle mit den Mitteln zur Drehmomentab
gabe gleichzeitig als Verriegelung des Borstenträgers, da die
Welle in den Borstenträger zwischen den Mitteln zur Drehmoment
aufnahme und den Mitteln zur Halterung der Borsten am Borstenträ
ger überlappend eingreift. Eine zusätzliche Verriegelung des
Borstenträgers mit dem damit einhergehenden erhöhten Verschleiß
der Lagerteile entfällt daher völlig.
Dadurch, daß der Borstenträger auf einer Achse des Bürstenteils
gelagert ist und die Mittel zur Drehmomentaufnahme im Bereich
eines Fußpunktes der Achse am Borstenträger angeordnet sind, wer
den die aufgrund der Drehmomentübertragung im Getriebe auf die
Achse des Borstenträgers wirkenden radialen Kräfte dort in die
Achse eingeleitet, wo sie zu minimalen Kipp- bzw. Biegemomenten
führen. Durch diese Maßnahme wird die Reibung der Lagerteile, wie
auch der Verschleiß, vermindert.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung stellt eine derartige
Anordnung der Drehmomentübertragungsmittel dar, bei der die Dreh
momentübertragung auf den Borstenträger oberhalb eines Fußpunktes
einer Achse zur Lagerung des Borstenträgers und unterhalb der
Längsmittelachse des Bürstenteils erfolgt. Obwohl die bei der
Drehmomentübertragung entstehenden Radialkräfte als Kippmoment
axial auf den Borstenträger einwirken und nach entsprechendem
Verschleiß der Lagerteile auch ein tatsächliches Kippen des
Borstenträgers bewirken, führt diese Kippbewegung der Drehachse
des Borstenträgers nicht dazu, daß die Drehmomentabgabe bzw.
Drehmomentaufnahmemittel außer Eingriff geraten. Es zeigt sich,
daß die Drehmomentübertragungsmittel bei einem Kippen der Dreh
achse sogar in tieferen Eingriff gelangen. Diese spezielle Anord
nung zur Einleitung des Drehmoments weist somit im Gegensatz zur
Ausführungsform nach dem Stand der Technik die Tendenz auf, daß
ein Abrieb der beweglichen Teile einer Bewegung der Drehmoment-
Übertragungsmittel in Richtung festerer Verzahnung bewirkt wird.
Die Ausbildung der Drehmomentübertragungsmittel als Kegelradver
zahnung weist den Vorteil der herstellungstechnischen Beherrsch
barkeit und relativ einfach zu berechnenden Geometrie auf. Die
Anordnung einer Trägerplatte, die der Kegelradverzahnung des
Borstenträgers gegenüberliegt, zur Aufnahme von Borsten oder
Borstenbüscheln gewährleistet eine freie Gestaltung und Optimie
rung des Borstenfeldes bezüglich der Reinigungswirkung der erfin
dungsgemäßen Zahnbürste. Die Ausgestaltung der Kegelradverzahnung
der Welle als Kegelradsegment erlaubt eine Verkürzung der Bau
länge des Bürstenteils unter Beibehaltung der oben erwähnten Vor
teile. Der in einem Bereich von etwa +/- 35° alternierend drehbar
angetriebene Borstenträger gewährleistet eine intensive Putzwir
kung der Zahnbürste. Die Ausgestaltung der Mittel zur Drehmoment
übertragung als Sintermetallteile bewirkt eine Verschleißreduzie
rung dieser stark beanspruchten Bauelemente. Die Kerbverzahnungs
verbindung dieser Sintermetallteile mit der Welle bzw. der Trä
gerplatte, die beide aus technischen Kunststoffen hergestellt
sind, gewährleistet eine flächige Übertragung der erforderlichen
Drehmomente. Die Anbringung von Durchbrechungen in einem Träger
rohr des Bürstenteils gewährleistet eine problemlose Reinigung
und Trocknung der Zahnbürste nach dem Putzvorgang und sorgt auch
während des Putzvorganges dafür, daß innerhalb des Bürstenteils
keine oder eine nur geringe Pumpwirkung aufgrund der alternieren
den Drehbewegung des Kegelradsegments der Welle auftreten. Durch
diese Maßnahmen läßt sich ein Eindringen von Zahnputzmitteln in
die Lager weitestgehend vermeiden bzw. nach Beendigung des Putz
vorganges bereits eingedrungenes Zahnputzmittel aus den Lagern
wieder entfernen. Eine Anbringung von keilförmigen Verdickungen
auf der Welle im Bereich der Durchbrechungen des Trägerrohrs des
Bürstenteils bewirkt, daß in den Wellenbereich eingedrungenes
Wasser aufgrund der Zentrifugalkraft von den keilförmigen Ver
dickungen weg in den Außenraum geschleudert wird. Diese Maßnahme
gewährleistet, daß die in das Trägerrohr eingedrungene Flüssig
keit nicht oder nur wenig durch das gesamte Trägerrohr zum Griff
teil wandern kann, sondern vorher zum größten Teil durch die
Schleuderringe aus dem Trägerrohr entfernt wird. Auch hierdurch
wird ein Verschleiß des Bürstenteils aufgrund von in den Träger
körper eingedrungenen Zahnputzmitteln weitestgehend verringert.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den
Figuren.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels
der Zahnbürste nach der Erfindung,
Fig. 2 den vorderen Teil des Bürstenteils der Zahnbürste nach
Fig. 1 im Längsschnitt, wobei die Welle ungeschnitten
dargestellt ist und
Fig. 3 eine Draufsicht auf den Hülsenabschnitt, den Zapfen, die
Kegelradverzahnung und die Achse gemäß der Schnittlinie
A-A der Fig. 2.
In den Figuren ist mit der Bezugsziffer 20 eine elektrische Zahn
bürste bezeichnet. Die Zahnbürste 20 besteht aus einem Griffteil
22 und einem an den Griffteil 22 ankuppelbaren Bürstenteil 24.
Der Griffteil 22 nimmt auf einen Akkumulator 26 oder auch eine
Batterie, einen Elektromotor 28 und eine Umsteuerungseinrichtung
30 zur Umsetzung der kontinuierlichen Rotationsbewegung des Elek
tromotors 28 in eine alternierende Drehbewegung. Am Griffteil
außen ist ein Schalter 32 angeordnet zur Aktivierung der Zahn
bürste 20. Der Bürstenteil 24 besteht aus einem hohlen Trägerrohr
36, welches eine Welle 34 aufnimmt. Das Trägerrohr 36 und die
Welle 34 sind über eine nicht näher dargestellte Kupplung 40 mit
dem Griffteil 22 verbindbar. An dem dem Griffteil 22 abgewandten
Ende des Bürstenteils 24 ist ein Borstenträger 38 angeordnet mit
einer Trägerplatte 44 zur Aufnahme von Borsten 45 bzw. Borsten
büscheln. Der Borstenträger 38 weist an dem der Trägerplatte 44
gegenüberliegenden Ende eine Kegelradverzahnung 46 auf, welche
mit einem am Kopfende der Welle 34 angeordneten Kegelradsegment
48 kämmt. Die Drehachse des Borstenträgers 38 schließt mit der
Drehachse der Welle 34 einen Winkel von ca. 90° ein. Dieser Win
kel kann jedoch, ohne die Erfindung zu beschränken, auch Werte
von 30°-120° einnehmen. Über das aus den Kegelradverzahnungen
46 und 48 bestehende Kegelradgetriebe 42 wird das Drehmoment der
alternierend drehbaren Welle 34 auf den im bevorzugt rechten
Winkel zur Welle 34 angeordneten Borstenträger 38 übertragen. Der
vom Borstenträger 38 überstrichene Drehwinkelbereich kann Werte
im Bereich zwischen +/-20° und +/-100° annehmen, bevorzugt
jedoch einen Wert von etwa +/-35°.
Wie genauer aus der Darstellung der Fig. 2 ersichtlich ist, ver
jüngt sich das hohlkonische Trägerrohr 36 in Richtung des dem
Griffteil 22 abgewandten Kopfendes. Das Kopfende des Trägerrohrs
36 ist als nach oben offene, topfförmige Aufnahme 50 ausgebildet.
In einem Übergangsbereich 51 verringert sich der Innendurchmesser
des Trägerrohrs 36 sprungartig auf etwa 3/4 seines ursprünglichen
Durchmessers. Diese Anlagefläche dient in Verbindung mit dem Ring
60 und Sicherungsring 62 zur axialen Sicherung eines Wellenstücks
75, welches im Übergangsbereich 51 des Trägerrohrs 36 angeordnet
ist. Am der topfförmigen Ausnehmung 50 zugewandten Ende weist das
Wellenstück 75 ein Kegelradsegment 48 auf. Das Kegelradsegment 48
ist an dem dem Bodenbereich der topfförmigen Ausnehmung 50 zuge
wandten Teil des Wellenstücks 75 unterhalb einer Längsmittelachse
52 des Bürstenteils 24 angeordnet. Das Wellenstück 75 weist in
dem sprungartig verjüngten Bereich einen Querschnitt auf, der mit
der Bezugsziffer 74 bezeichnet ist. Der Durchmesser des Wellen
stücks 75 vergrößert sich von einem geringen Durchmesser im obe
ren Bereich sprungartig in einen größeren Durchmesser im unteren
Bereich, wobei der kleine Durchmesser über einen Winkelbereich
von etwa 250° und der große Durchmesser über einen Winkelbereich
von 110° eingehalten ist. Durch diese Formgebung ist eine alter
nierende Drehbewegung des Wellenstücks von etwa +/-35° möglich.
An dem dem Kegelradsegment 48 abgewandten Ende weist das Wellen
stück 75 zylindrische, dem Innendurchmesser des Trägerrohrs 36
angepaßte, Umfangsmaße auf. Das Wellenstück läuft aus in eine
Nabe 49, deren Innenumfang eine Kerbverzahnung 80 aufweist. Die
Innenumfangslinie der Kerbverzahnung weist einen in etwa sinus
förmigen oder rosettenartigen Verlauf auf, so daß eine optimale,
flächige Drehmomentübertragung von der Welle 34, deren Kopfende
eine der Kerbinnenverzahnung 80 des Wellenstücks 75 angepaßte
Kerbaußenverzahnung aufweist, gewährleistet ist. Bevorzugt ist
das Wellenstück 75 aus Sintermetall gefertigt, während die Welle
34 als Spritzgußteil aus technischen Kunststoffen hergestellt
ist. Der Boden der topfförmigen Aufnahme 50 weist eine zentrisch
angeordnete, kegelstumpfartige Erhebung 63 mit einer zentrisch
angeordneten Sacklochbohrung 57 auf, welche zur klemmenden
Aufnahme einer Achse 56 dient, welche bevorzugt aus einem ab
riebfesten Material, wie zum Beispiel Stahl, gefertigt ist. Die
Achse 56 schließt mit der Welle 34 einen rechten Winkel ein und
dient zur Lagerung des drehbaren Borstenträgers 38. Der Borsten
träger 38 ist im Ausführungsbeispiel zweistückig aufgebaut, näm
lich aus einem Zapfen 59 mit einer angeformten Ringschulter 61
und einem den Zapfen 59 übergreifenden Hülsenabschnitt 58 mit
einer einstückig angeformten Trägerplatte 44, die sich oberhalb
der topfförmigen Aufnahme 50 abdeckend über diese erstreckt. Im
Übergangsbereich zwischen der Ringschulter 61 und dem Zapfen 59
ist eine Kegelradverzahnung 46 vorgesehen, welche mit dem Kegel
radsegment 48 kämmt. Die Kegelradverzahnung 46 ist im Bereich des
Fußpunkts 53 der Achse 56 angeordnet. Bevorzugt liegt die genaue
axiale Positionierung der Kegelradverzahnung 46 in einem solchen
Bereich, daß die Drehmomentübertragung auf die Kegelradverzahnung
46 etwas oberhalb des Fußpunktes 53 erfolgt. Der Zapfen 59 weist
auf der Unterseite einen zentrischen, kegelstumpfförmigen Rück
sprung auf, so daß ein Teil der Erhebung 63 in diesen Rücksprung
eingreifen kann, wobei ein geringer Spalt zwischen der Erhebung
63 und dem Zapfen 59 erhalten bleibt. Der Zapfen 59, die Ring
schulter 61 und die Kegelradverzahnung 46 bestehen bevorzugt aus
einem einstückigen Sintermetallteil, während der Hülsenabschnitt
58 und die Trägerplatte 44 aus technischen Kunststoffen als ein
Spritzgußteil gefertigt sind.
Zur Übertragung der erforderlichen Drehmomente zwischen dem
Zapfen 59 und dem Hülsenabschnitt 58 weisen diese eine Kerbver
zahnung 81 auf, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Deutlich er
kennbar ist die Kegelradverzahnung 46 und die Kerbverzahnung 81,
die als einseitiger, exzentrisch angebrachter Schwalbenschwanz am
zentrischen Teil des Zapfens 59 angeordnet ist. Die den Zapfen
übergreifende Hülse 58 weist eine entsprechende einseitige, ex
zentrische, schwalbenschwanzartige Ausbildung auf, so daß eine
ausreichende Fläche zur Übertragung der Drehmomente auf die Trä
gerplatte 44 gewährleistet ist. Eine axiale Sicherung der Träger
platte 44 bzw des Hülsenabschnitts 58 an dem Zapfen 59 wird
durch Hinterspritzen, Kleben oder Ultraschallschweißen bewerk
stelligt. Der Zapfen 59 ist im Zentrum von einer Sacklochbohrung
55 durchsetzt, die zur Aufnahme des freien Endes der Achse 56
dient. In der Trägerplatte 44 sind Bohrungen zur Aufnahme von
einzelnen Borsten 45 oder Borstenbüscheln vorgesehen.
Im außermittigen Bodenbereich der topfförmigen Aufnahme 50 sind
Durchbrechungen 64, 65 des Gehäuses vorgesehen. Ebensolche Durch
brechungen befinden sich im Gehäusewandbereich des Trägerrohrs
36. Im Bereich der Welle 34 sind die Durchbrechungen mit den Be
zugsziffern 66 und 67 bezeichnet. Weitere in der Zeichnung nicht
sichtbare Durchbrechungen des Gehäuses des Trägerrohrs 36 befin
den sich im Gehäuseteil 68, und zwar in dem oberhalb des Wellen
stücks 75 liegenden, oberen Seitenwandbereich.
Der Bürstenteil 24 wird wie im folgenden beschrieben zusammenge
baut. Der Borstenträger 38 wird von oben in die topfförmige Auf
nahme 50 des Trägerrohrs 36 auf das freie Ende der Achse 56 auf
geschoben. Die schwalbenschwanzartige, exzentrisch angeordnete
Kerbverzahnung ist in Richtung des stirnseitigen Endes des
Bürstenteils 24, benachbart der Seitenwand 47, ausgerichtet.
Durch die griffseitige Öffnung des Trägerrohrs 36 wird das
Wellenstück 75 mittels eines Hilfswerkzeuges in das Trägerrohr 36
eingebracht, so daß das Wellenstück 75 an der Anlagefläche im
Übergangsbereich 51 zur Anlage kommt. Aufgrund der Tatsache, daß
das Wellenstück 75 nur mit einem Kegelradsegment 48, nicht aber
mit einer Verzahnung über den vollen Umfang versehen ist, ist das
Kegelradsegment 48 in einer vorbestimmten Winkellage bezüglich
der Längsmittelachse 52 auszurichten. Anschließend wird das
Wellenstück 75 mittels des Ringes 60 und des Sicherungsringes 62,
zum Beispiel einem Zackenring, axial gesichert. Durch das Über
greifen des Kegelradsegments 48 über die Kegelradverzahnung 46
des Borstenträgers ist damit auch der Borstenträger 38 gegen
axiale Verschiebungen auf der Achse 56 gesichert. Schließlich
wird die Welle 34 in die Aufnahme im Bereich der Nabe 49 des
Wellenstücks 75 eingebracht. Eine Drehmomentübertragung von der
Welle 34 auf das Wellenstück 75 ist durch die Kerbverzahnung 80
im Bereich des Eingriffs der Welle 34 in das Wellenstück 75 ge
währleistet. Durch in der Zeichnung nicht näher dargestellte
Mittel wird auch die Welle 34 gegen eine axiale Verschiebung in
Bezug auf die Längsmittelachse 52 gesichert. Die Welle 34 ist mit
einer Antriebswelle des Griffteils 22 und das Trägerrohr 36 mit
dem Gehäuse des Griffteils kuppelbar.
Durch die vorteilhafte Anordnung der Welle 34 bzw. des Wellen
stücks 75 in Bezug auf die Kegelradverzahnung 46 des Borsten
trägers 38 erfüllt die Welle 34 bzw. das Wellenstück 75 nicht nur
die Funktion einer axialen Sicherung für den Borstenträger, son
dern es treten noch weitere Vorteile gemäß der folgenden Be
schreibung auf. Wie den allgemeinen Fachbüchern zur Getriebelehre
bzw. Kegelradkonstruktionen ohne weiteres zu entnehmen ist, kann
die auf ein angetriebenes Zahnrad wirkende Kraft, die im wesent
lichen senkrecht zu den Zahnflächen der Verzahnung wirkt, in ihre
Komponenten Umfangskraft, Axialkraft und Radialkraft zerlegt wer
den. Die Umfangskraft ist gerade die Kraftkomponente, durch die
das aufgenommene Drehmoment des angetriebenen Zahnrades bestimmt
wird. Die Axialkraft und die Radialkraft sind Verlustkräfte, die
nichts zur Größe des übertragenen Drehmoments beitragen, aber
insbesondere auch die Lager des angetriebenen Zahnrades bean
spruchen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wirkt die Axial
kraft entlang der Drehachse 54 des Borstenträgers in Richtung des
Bodenteils der topfförmigen Aufnahme 50. Diese Axialkraft wird
vom Widerlager zwischen dem Kopfende der Achse 56 und dem Kopf
bereich der Sacklochbohrung 55 aufgenommen. In diesem Bereich
treten auch kaum sichtbare Verschleißerscheinungen des Lagers
auf, da Zahnputzmittel in diesen Bereich aufgrund der exakten
Passung zwischen Achse 56 und Sacklochbohrung 55 kaum eindringen
kann. Dagegen üben die Radialkräfte ein Biegemoment auf die Achse
56 aus, welches naturgemäß mit dem Abstand zwischen dem Punkt der
Kraftausübung auf die Achse und dem Befestigungspunkt der Achse
zunimmt. Es ist somit vorteilhaft, die Kraft- bzw. Drehmoment
einleitung in den Borstenträger 38 in einem solchen axialen Be
reich vorzunehmen, der möglichst nahe am Befestigungspunkt der
Achse 56 liegt. Die auf die Achse 56 einwirkenden Biegemomente
aufgrund der bei der Drehmomentübertragung entstehenden radialen
Kraftkomponenten werden durch diese Maßnahme minimiert. Ganz
besonders vorteilhaft erweist sich die Maßnahme, die Kraft in
die Kegelradverzahnung 46 in einen solchen axialen Bereich der
Drehachse 56 einzuleiten, der etwas oberhalb des
Befestigungspunktes der Achse 56 liegt. Das aus den radialen
Kraftanteilen resultierende Kippmoment auf die Achse 56 bewirkt
ein Kippen der Achse 56 in Richtung der Seitenwand 47 der
topfförmigen Aufnahme 50. Folglich kippt auch die Ringschulter
61 mit der darüberliegenden Kegelradverzahnung 46 um diesen
Winkel aus der Ideallage. Hierdurch greifen die Zähne des
Kegelradsegments 48 und die Zähne der Kegelradverzahnung 46
jedoch enger ineinander. Geht man davon aus, daß die Zähne des
Kegelradgetriebes 42 mit der Zeit aufgrund der Einwirkung von
Zahnputzmitteln abgeschliffen bzw. abgenutzt werden und auch das
Spiel zwischen der Achse 56 und der Sacklochbohrung 55 größer
wird, eine Drehmomentübertragung über längere Zeit möglich, da
die auf die Achse 56 einwirkenden Kippmomente aufgrund der
Radialkräfte in Richtung eines tieferen Eingriffs der Zahnräder
des Getriebes 42 wirken. Durch diese vorteilhafte Anordnung der
Zahnräder des Getriebes 42 zueinander und bezüglich des Befesti
gungspunktes der Achse 56 ist eine Erhöhung der Lebensdauer des
Bürstenteils 24 auch unter Inkaufnahme eines bestimmten Ver
schleißgrades erreichbar.
Die Durchbrechungen 66 und 67 im Trägerrohr 36 und die Durch
brechungen 64 und 65 im Boden der topfförmigen Aufnahme 50 dienen
einer leichteren Reinigung des Bürstenteils zur Entfernung von
Zahnreinigungsmitteln und anderen Fremdkörpern. Die Durchbrechun
gen 68 oberhalb des Wellenstücks 75 im oberen Seitenwandbereich
des Trägerrohrs 36 unterhalb der Trägerplatte 44 dienen nur
untergeordnet einer Reinigung des Bürstenteils 24. Aufgrund der
Formgebung des Wellenstücks 75, wie sie durch den Querschnitt 74
angedeutet ist, wirkt das Wellenstück 75 im oszillierenden Be
trieb wie eine Pumpe und preßt die in diesem Bereich befindliche
Flüssigkeit einerseits in die topfförmige Aufnahme 50, anderer
seits aber auch in Richtung der Welle 34 durch die zwischen dem
Wellenstück 75 und der Innenwand des Trägerrohrs 36 befindlichen
Spalte. Um diesen Druck abzubauen, sind oberhalb des Wellenstücks
75 Durchbrechungen 68 im Gehäuse des Trägerrohrs 36 vorgesehen.
Da trotz dieser Maßnahmen nicht ganz auszuschließen ist, daß
Flüssigkeit mit Fremdkörpern am Wellenstück 75 vorbei in das
Innere des Trägerrohrs 36 gelangt und entlang der Welle 34 in den
Kupplungsbereich 40 zwischen das Griffteil 22 und Bürstenteil 24
eindringt, sind an der Welle 34 im Bereich der Durchbrechungen 66
und 67 des Trägerrohrs 36 keilförmige Verdickungen 70, 71, 72 an
gebracht. Läuft mit Fremdkörpern vermischte Flüssigkeit über die
se Verdickungen 70, 71, 72, so werden die Flüssigkeit und die
Fremdkörper aufgrund der an diesen Verdickungen wirkenden erhöh
ten Zentrifugalkraft zum größten Teil von der Welle 34 weg und
durch die Durchbrechungen 66, 67 aus dem Trägerrohr 36 hinausge
schleudert. Die Verdickungen 70, 71, 72 haben somit die Wirkung
von Schleuderringen zur Entfernung von Fremdpartikeln und
Flüssigkeit aus dem Inneren des Trägerrohrs 36. Auch durch diese
Maßnahme wird eine erhöhte Funktionssicherheit und Verschleiß
freiheit des Bürstenteils 24 gewährleistet.
Das Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde anhand einer Zahn
bürste beschrieben, deren Borstenträger 38 senkrecht zur Längs
mittelachse 52 des Bürstenteils 24 alternierend in einem Winkel
von ca. +/-35° rotiert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese
Ausführungsform beschränkt und läßt sich ebenso vorteilhaft für
kontinuierlich rotierende Zahnbürsten, die durchaus in anderen
Winkeln als in einem rechten Winkel bezüglich der Längsmittel
achse des Bürstenteils angeordnet sind, einsetzen.
Claims (12)
1. Elektrische Zahnbürste (20) mit den Merkmalen
- a) ein Griffteil (22) umfaßt einen elektromotorischen An trieb (28),
- b) ein Bürstenteil (24) ist mit dem Griffteil (22) ver bindbar,
- c) der Bürstenteil (24) umfaßt eine Welle (34) mit Mitteln zur Drehmomentabgabe an einen Borstenträger (38) und ei nen am dem Griffteil (22) abgewandten Ende drehbar ge lagerten Borstenträger (38),
- d) der Borstenträger (38) umfaßt Mittel zur Drehmomentauf nahme und Mittel zur Halterung von Borsten (45),
- e) eine Drehachse (54) des Borstenträgers (38) ist winklig, insbesondere in etwa rechtwinklig zu einer Längsmittel achse (52) des Bürstenteils (24) ausgerichtet,
gekennzeichnet durch die Merkmale
- f) die Mittel zur Drehmomentaufnahme und die Mittel zur Halterung der Borsten (45) sind einander gegenüberlie gend jeweils oberhalb bzw. unterhalb der Längsmittel achse (52) des Bürstenteils (24) am Borstenträger (38) angeordnet und
- g) die Mittel zur Drehmomentabgabe der Welle (34) greifen im Bereich zwischen den Mitteln zur Drehmomentaufnahme und den Mitteln zur Halterung der Borsten überlappend in den Borstenträger (38) ein.
2. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Borstenträger (38) auf einer Achse (56)
des Bürstenteils (24) gelagert ist und die Mittel zur Dreh
momentaufnahme im Bereich eines Fußpunktes (53) der Achse
(56) am Borstenträger (38) angeordnet sind.
3. Elektrische Zahnbürste nach den Ansprüchen 1 oder 2, gekenn
zeichet durch eine Anordnung der Drehmomentübertragungs
mittel in der Weise, daß die Drehmomentübertragung auf den
Borstenträger (38) oberhalb eines Fußpunktes (53) einer
Achse (56) zur Lagerung des Borstenträgers (38) und
unterhalb der Längsmittelachse (52) des Bürstenteils (24)
erfolgt.
4. Elektrische Zahnbürste nach einem der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (34) an dem dem
Borstenträger (38) zugewandten Ende eine Kegelradverzahnung
aufweist, die in eine Kegelradverzahnung (46) im Bodenbe
reich des Borstenträgers (38) eingreift.
5. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Borstenträger (38) eine der Kegelradver
zahnung (46) gegenüberliegende Trägerplatte (44) zur Auf
nahme von Borsten (45) bzw. Borstenbüscheln (45) aufweist.
6. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kegelradverzahnung der Welle (34)
als Kegelradsegment (48) ausgebildet und der Borstenträger
(38) in einem Winkelbereich von etwa plus/minus 35° alter
nierend drehbar angetrieben ist.
7. Elektrische Zahnbürste nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Drehmomentüber
tragung als Sintermetallteile ausgebildet sind und über
Kerbverzahnungen (80, 81), insbesondere Schwalbenschwanz
verzahnungen, mit der Welle (34) bzw. der Trägerplatte (44) ,
bestehend aus Kunststoff, verbunden sind.
8. Elektrische Zahnbürste nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das Bürstenteil (24) ein Träger
rohr (36) zur Aufnahme der Welle (34) umfaßt, wobei das
Trägerrohr (36) in eine topfförmige Aufnahme für den
Borstenträger (38) mündet.
9. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß am Boden der topfförmigen Aufnahme (50) eine
Achse (56) einseitig befestigt ist, die von einer Sackloch
bohrung (55) im Borstenträger (38) aufnehmbar ist.
10. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 8 oder 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das Trägerrohr (36) und die topfförmige
Aufnahme (50) Durchbrechungen (64-68) aufweist.
11. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Welle (34) im Bereich der Durchbrechungen
(66, 67) im Trägerrohr (36) über den Umfang eine keilförmige
Verdickung (70, 71, 72) aufweist.
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