DE4218856C2 - Wechselbürste für eine elektrisch betriebene Zahnbürste - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wechselbürste zur lösbaren Verbindung mit einem Antriebszapfen einer elektrisch betriebenen Zahnbürste nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Wechselbürste ist bereits aus der DE 34 12 601 A1 bekannt, ähnlich auch aus der DE-OS 22 09 562.

Zur lösbaren Verbindung der Wechselbürste mit der Zahn­ bürste ist nach der DE-OS 22 09 562 eine Welle eines Win­ kelgetriebes mit zwei radial abstehenden Bügeln versehen, die in entsprechende Radialschlitze des Wechselbürsten­ schaftes eingreifen. Die beiden Bügel sowie die entspre­ chenden Radialschlitze sind, einander diametral gegen­ überliegend, zentrisch zur Drehachse der Welle bzw. der Wechselbürste angeordnet. Eine derartige Anordnung hat sich in der Praxis nicht durchsetzen können, da die Standzeit der Verbindungsmittel zu gering ist. Zwischen der Welle und der Wechselbürste müssen zum Teil äußerst hohe Drehmomente übertragen werden, insbesondere dann, wenn der Borstenträger der Zahnbürste in eine alternie­ rend hin- und hergehende Drehbewegung versetzt wird. Andererseits ist die räumliche Dimensionierung der Ver­ bindungsmittel auf recht geringe Werte beschränkt, da der Borstenträger zwecks guter Handhabung der Zahnbürste nicht größer als ca. 1-2 cm sein sollte. Es besteht daher die Gefahr, daß die Verbindungsmittel zur Verbindung der Welle mit der Wechselbürste aufgrund ihrer geringen Größe und des zu übertragenden, unter Umständen sehr hohen Drehmomentes einem hohen Verschleiß ausgesetzt sind und daher bereits nach einer nur geringen Gebrauchsdauer keinen festen Sitz der Wechselbürste auf der Welle der Zahnbürste gewährleisten.

Die DE 34 12 601 A1 zeigt eine Vorrichtung zum prophylakti­ schen Behandeln von Zahnkaries mit einem Antriebszapfen, der von einem Stift senkrecht durchsetzt ist. Die auf den Antriebszapfen aufsetzbare Bürste besteht aus einem Trä­ ger mit Borsten und weist im rückwärtigen Bereich ein Befestigungsorgan mit einer den Antriebszapfen aufnehmen­ den Aussparung und zwei mit Rasten ausgestattete Spalten auf, in welche der Stift beidseitig einrastet. Auch diese Ausgestaltung ist zur Übertragung hoher Drehmomente nicht sonderlich geeignet, da die elastischen Wandbereiche der Schlitze hohen Beanspruchungen ausgesetzt werden. Ein dauerhaft fester Sitz der Bürste auf dem Antriebszapfen ist somit nicht gewährleistet.

Aus der FR-PS 1175530 ist eine Zahnbürste mit einer Wech­ selbürste bekannt, die mit zwei diametral angeordneten, rückwärtigen Rasthaken in entsprechenden Öffnungen einer Antriebsscheibe festlegbar ist. Ein fester und dauerhaf­ ter Sitz bei der Übertragung hoher Drehmomente kann durch diese Maßnahmen nicht sichergestellt werden.

Die WO 91/07116 zeigt eine elektrische Zahnbürste mit einem Borstenträger, dessen Unterseite einen Hülsenab­ schnitt aufweist, der über eine Kerbverzahnung mit einem Antriebszapfen verbunden ist. Die Kerbverzahnung ist als exzentrischer Schwalbenschwanz ausgebildet und wird von dem entsprechend geformten Hülsenabschnitt übergriffen. Hülsenabschnitt und Zapfen sind mittels Hinterspritzen, Kleben oder Ultraschallschweißen unlösbar miteinander verbunden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wechselbürste zu schaffen, die hinsichtlich der Verbindungsmittel zwischen einer Antriebswelle der Zahnbürste und der Wechselbürste eine hohe Standzeit aufweist, so daß ein dauerhafter, fe­ ster Sitz der Wechselbürste auf einer Antriebswelle der Zahnbürste und eine einfache Befestigung gewährleistet ist. Diese Aufgabe wird im wesentlichen durch eine Wech­ selbürste mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch diese Maßnahmen wird in vorteilhafter Weise die Möglich­ keit geschaffen, von dem Antriebszapfen der elektrischen Zahnbürste hohe Drehmomente auf die Wechselbürste zu übertragen. Durch die exzentrische Anordnung der Ausneh­ mung der Nabe sowie eine entsprechende Anordnung des An­ triebszapfens wird vorteilhaft der wirksame Hebelarm, über den die Kräfte übertragen werden, vergrößert. Außer­ dem wird eine einfache Festlegung der Wechselbürste an dem Antriebszapfen gewährleistet.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Ausnehmung von zwei im wesentlichen parallel angeordneten Seitenwänden gebildet, an die beidseitig bogenförmige Seitenwandabschnitte anschließen. Diese Ausgestaltung ist besonders günstig für oszillierend angetriebene Wechselbürsten, da, unabhängig von der je­ weiligen, wechselnden Drehrichtung immer eine der beiden parallel angeordneten Seitenwände als großflächiges Wi­ derlager zur Kraftübertragung von dem Antriebszapfen auf die Wechselbürste zur Verfügung steht.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung fällt die Drehachse mit dem Mittelpunkt einer der bogenförmigen Seitenwandabschnitte zusammen. Symmetrieachse und Dreh­ achse der Wechselbürste sind parallel und fallen eben­ falls zusammen.

Von Vorteil weisen die Seitenwand bzw. die Seitenwandab­ schnitte wenigstens eine parallel zur Drehachse verlau­ fende Nut und/oder Feder auf. Durch diese Maßnahme bleibt die erforderliche Flächenpressung zwischen dem Antriebs­ zapfen und der Ausnehmung der Nabe der Wechselbürste auch dann erhalten, wenn aufgrund von Toleranzen eine völlig exakte Anpassung der Abmessungen des Antriebszapfens und der Ausnehmung nicht gewährleistet sind. Derartige Tole­ ranzen sind insbesondere bei einer Großserienfertigung dieser Teile nicht auszuschließen, bei der beispielsweise die Wechselbürste in einer Mehrfach-Kunststoffspritzguß­ form hergestellt wird. Weitere Ursachen für derartige Toleranzen bestehen beispielsweise darin, daß der An­ triebszapfen und die Wechselbürste aus unterschiedlichen Materialien, beispielsweise Sintermetall und Kunststoff bestehen und/oder durch unterschiedliche Herstellungsver­ fahren gefertigt werden. Dadurch, daß die Seitenwand bzw. der Seitenwandabschnitt eine Nut und/oder Feder sowie der Antriebszapfen entsprechend eine Feder und/oder eine Nut aufweist, wird der Nachteil eines großen Toleranzfeldes ausgeglichen sowie gewährleistet, daß die erforderliche Flächenpressung über die gesamte Benutzungsdauer erhalten bleibt.

Dadurch, daß an jeder Seitenwand bzw. in einem Randbe­ reich jeder Seitenwand jeweils eine Nut und eine Feder vorgesehen ist, ergibt sich eine sichere 4-Punkt-Abstüt­ zung auch dann, wenn aufgrund des Toleranzfeldes ein vollflächiges Anliegen der Flanken des Antriebszapfens an den Seitenwänden der Ausnehmung der Nabe nicht gewährlei­ stet ist. Schaukelbewegungen der Wechselbürste infolge eines Passungsspiels werden somit vollständig vermieden. Auch ein Eindringen von abrasiven Stoffen aus Zahnputz­ mitteln in die Nut oder Feder ist praktisch ausgeschlos­ sen. Insgesamt wird durch diese Maßnahme ein sicherer Formschluß zwischen dem Antriebszapfen und der hülsenar­ tigen Ausnehmung sichergestellt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind die Nut und Feder jeder Seitenwand einander gegenüberliegend angeord­ net.

Von Vorteil weist die Nabe an der Antriebsseite einen Schnapphaken auf. Obwohl unter normalen Umständen die Wechselbürste über die Verbindung zwischen Antriebszapfen und Ausnehmung der Nabe bereits sicher an dem Antriebs­ zapfen festgelegt ist, kann ein Schnapphaken an der Nabe, der eine Nase des Antriebszapfens hintergreift, als Zu­ satzsicherung für die Wechselbürste von Nutzen sein.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfin­ dung ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreibungen eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung näher dargestellt ist.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer elektrischen Zahnbürste mit einer alternierend drehbaren Wech­ selbürste,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Antriebs­ zapfens,

Fig. 3 eine Wechselbürste im Längsschnitt und

Fig. 4 eine Schnittdarstellung der Nabe und des An­ triebszapfens im zusammengefügten Zustand.

Eine elektrisch betriebene Zahnbürste 20 besteht aus einem Griffteil 22 und einem auf das Griffteil 22 auf­ steckbaren Bürstenteil 24. Das Griffteil 22 nimmt einen Akkumulator 26 oder auch eine Batterie, einen Elektromo­ tor 28 und eine Umsteuerungseinrichtung 30 auf, die die kontinuierliche Rotationsbewegung der Antriebswelle des Elektromotors 28 in eine alternierende Drehbewegung der Wechselbürste 31 umsetzt. Am Griffteil 22 außen ist ein Schalter 32 zur Aktivierung der Zahnbürste 20 angeordnet. Das Bürstenteil 24 besteht aus einem hohlen Trägerrohr 36, welches eine Welle 34 aufnimmt. Das Trägerrohr 36 und die Welle 34 sind über nicht näher dargestellte Kupp­ lungsmittel 40 mit dem Griffteil 22 verbindbar. An dem, dem Griffteil 22 abgewandten Ende des Bürstenteils 24 ist eine Wechselbürste 31 angeordnet, die einen scheibenför­ migen Borstenträger 38 zur Aufnahme von Borsten 45 bzw. Borstenbüscheln aufweist. Der Borstenträger 38 ist an der Antriebsseite 56 mit einer Nabe 52 versehen, die auf einen Antriebszapfen 50 eines Kegelradsegmentes 46 auf­ steckbar ist. Das Kegelradsegment 46 kämmt mit einem am Kopfende der Welle 34 angeordneten weiteren Kegelradseg­ ment 48. Die Drehachse bzw. Symmetrieachse 62 des Bor­ stenträgers 38 schließt mit der Drehachse der Welle 34 einen Winkel von ca. 90° ein. Über das aus den Kegelrad­ segmenten 46 und 48 bestehende Kegelradgetriebe 42 wird das Drehmoment der alternierend angetriebenen Welle 34 auf den Borstenträger 38 bzw. die Wechselbürste 31 über­ tragen. Der von der Wechselbürste 31 überstrichene Dreh­ winkelbereich kann Werte zwischen +/-20° und +/-100° annehmen, liegt jedoch bevorzugt bei einem Wert von +/-35°.

Die Darstellungen der Fig. 2, 3 und 4 zeigen den An­ triebszapfen 50 sowie die Nabe 52 bzw. deren Anpassung aneinander im einzelnen. Die Nabe 52 ist an der Antriebs­ seite 56 des Borstenträgers 38 einstückig angeformt, wobei dessen Bürstenseite 54 mit Borsten bzw. Borsten­ büscheln 45 bestückt ist. Die Nabe 52 ist mit einer hül­ senförmigen Ausnehmung 60 ausgestattet, die exzentrisch zu der Drehachse bzw. Symmetrieachse 62 des Borstenträ­ gers 38 angeordnet ist. Die Ausnehmung 60 wird von zwei parallel angeordneten Seitenwänden 64, an die sich bogen­ artige Seitenwandabschnitte 66, 68 anschließen, gebildet. Ein Boden 63 begrenzt die Ausnehmung 60 in Richtung der Bürstenseite 54 des Borstenträgers 38. Dabei fällt der Mittelpunkt 70 des Seitenwandabschnittes 68 mit der Symmetrieachse 62 des Borstenträgers 38 zusammen. Die Seitenwände weisen jeweils eine parallel zu der Symme­ trieachse 62 verlaufende Nut 58 sowie eine benachbart angeordnete Feder 72 auf. Die Feder 72 bzw. Nut 58 einer jeden Seitenwand 64 sind einander gegenüberliegend an­ geordnet.

Der Antriebszapfen 50 ist entsprechend dem Negativbild der Nabe 52 ausgebildet und besitzt parallel verlaufende Seitenwände 65, an die sich bogenartige Seitenwandab­ schnitte 67, 69 anschließen. Die Seitenwände 65 weisen entsprechende, parallel zur Symmetrieachse 62 verlaufende Federn 59 und Nuten 73 auf. Dabei können die Nuten 58, 73 bzw. die Federn 59, 72 der Ausnehmung 60 bzw. des An­ triebszapfens 50 auch in einem Randbereich 74, in dem die Seitenwand 64 bzw. 65 in die bogenförmigen bzw. zylinder­ artigen Seitenwandabschnitte 66, 68 bzw. 67, 69 übergeht, angeordnet sein.

Die Nabe 52 weist an der Antriebsseite 56 einen Schnapp­ haken 76 auf, der in eine an dem Antriebszapfen 50 ange­ formte Nase 77 übergreift.

Claims (7)

1. Wechselbürste (31) zur lösbaren Verbindung mit einem Antriebszapfen (50) einer elektrisch betrie­ benen Zahnbürste (20) mit einem scheibenförmigen Borstenträger (38), der auf einer Bürstenseite (54) eine Mehrzahl von Borsten bzw. Borstenbüscheln (45) und auf der Antriebsseite (56) eine Nabe (52) mit einer hülsenartigen Ausnehmung (60) zur Aufnahme des in eine Drehbewegung um eine Drehachse versetz­ baren Antriebszapfens (50) mit zugehörigem Mitneh­ merteil (51) der Zahnbürste (20) aufweist, wobei die Drehachse die Nabe (52) durchsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß Mitnehmerteil (51) und An­ triebszapfen (50) einstückig ausgebildet sind und der Mitnehmerteil (51) exzentrisch am Antriebszap­ fen (50) angeordnet und von zwei im wesentlichen parallelen Seitenwänden (65) begrenzt ist, wobei die Nabe (52) den Antriebszapfen (50) und den Mitneh­ merteil (51) umfaßt.

2. Wechselbürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ausnehmung (60) von zwei im wesentli­ chen parallel angeordneten Seitenwänden (64) gebil­ det wird, an die beidseitig bogenförmige Seiten­ wandabschnitte (66, 68) anschließen.

3. Wechselbürste nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Drehachse mit dem Mittelpunkt (70) einer der bogenförmigen Seitenwandabschnitte (66, 68) zusammenfällt.

4. Wechselbürste nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Seitenwand (64) bzw. der Seitenwandabschnitt (66, 68) wenigsten eine parallel zu der Drehachse verlaufende Nut (58) und/oder Feder (72) aufweist.

5. Wechselbürste nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß in jeder Seitenwand (64) bzw. in einem Randbereich (74) jeder Seitenwand (64) jeweils eine Nut (58) und eine Feder (72) vorgesehen ist.

6. Wechselbürste nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Nut (58) und/oder die Feder (72) jeder Seitenwand (64) einander gegenüberlie­ gend angeordnet sind.

7. Wechselbürste nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Nabe (52) an der Antriebsseite (56) einen Schnapphaken (76) auf­ weist.