DE4402366C2 - Zahnbürsten, deren Handgriffe und Stiele mit den borstentragenden Köpfen rundum abzufedern, die Borsten zum Vibrieren zu bringen und die Borsten an den Bürstköpfen zu befestigen sind - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Bürstenkörper oder Stiele für Zahnbürsten, die am vorderen Ende angebrachten Bürsten von Hand oder mit mechanischen Bewegungen in Aktion zu versetzen sind.

Alle Zahnbürsten vergangener Zeit haben einen Handgriff oder Stiel, die gewisse Designunterschiede aufweisen, jedoch in der Bemessung, besonders in der Länge bis zum borstentragenden Kopf, am vorderen Ende fast gleich lang sind. Kinderzahnbürsten sind bei der Betrachtung eher kürzer.

Diese Zahnbürsten haben alle den Nachteil, daß die Stiele in Fortsetzung vom Handgriff aus gesehen, starr und steif geformt sind und die daran angebrachten Bürstenköpfe einem entsprechend harten Anpreß- und Bürstdruck folgen, der sich aus der Hand geführt nachteilig auf die Zähne und das Zahnfleisch auswirkt.

Hierzu wird auf die Berichts- und Aufklärungsschriften der Zahnmedizin hingewiesen, im Erkennen folgender Schäden:
Zahnfleischverletzungen durch Stechen der Borsten, bis zum Abrieb von Zahnschmelz, mit einem Freilegen der Zahnhälse, indem das Zahnfleisch am Zahn durch Kraftaufbringung verschoben wird.

Verschiedene Patentschriften stellen sich diesem Problem für handbewegte Zahnbürsten, jedoch ergeben sich aus dieser Art Konstruktionen keine praktikablen Lösungsansätze, die auf mechanisch angetriebene Bürsten einfach anzuwenden wären. Die Gestaltung von Griffen, ähnlich Federelementen, in Form von Zickzackwindungen am Stiel im Bürstkopfbereich, oder das Abkoppeln des aus der Hand aufgebrachten Anpreßdrucks der Borsten an Zähnen, mit Systemen von einer Kraftarmüberwachung mittels eines Abkoppelns der Anpreßkraft, wenn diese den eingestellten Wert übersteigt. Beispielsweise das Knackfroschprinzip oder eine Lastsperre mit Klinke usw. sind aufwendig und nur mit mehreren Teilen konstruktiv zu lösen. Die Elektronik hierfür zu verwenden, ist sehr kostenintensiv und bereits bei geringer Verschmutzung funktionsunfähig.

Einfache Mittel ohne Mehraufwand zu einer Lösung insbesondere bei mechanisch bewegten Bürsten, welches auch auf handbetriebenen Bürsten ohne Mehraufwand umzusetzen ist, würde zu einer wesentlichen Verbesserung beider Versionen verhelfen. Es ist bis jetzt mit den bekannten Mitteln bei einem weniger starken Putzdruck, wie gefordert, mit 120 bis 150 Gramm und den Bewegungsarten durch Antrieb solcher Zahnbürsten wenig Abhilfe erfolgt. So ist medizinisch festgestellt worden, daß schnelle Bewegungsarten wie Winkelbewegungen oder ausholende Hubbewegungen durch Bürsten an Zähnen diese nicht korrekt erfassen, die Borsten abdriften und es zu Verletzungen und Schäden im Dentalbereich kommt.

Die Antriebsbewegungen erfolgen verschiedenartig über Kurven oder Kulissen mittels Vorsatzgetrieben durch einen angeschlossenen Motor, so daß von radialen Winkelbewegungen einer angekuppelten Bürste ausgegangen wird. Es gibt auch Oszillierbewegungen der Antriebsachsen, die mit einer oder zwei Motordrehzahlen, mehr oder weniger folgeschnell die Bürsten zum Putzen an den Zähnen bewegen.

Mit einem Rütteln mit mechanisch betriebenen Zahnbürsten, wie beispielsweise nach der US-Pat.-Schrift 1 992 770 bekannt ist, wird mittels einer Magnetspule ein Schaft oder Anker derart im Rhythmus der Frequenz hin und herbewegt, daß am vorderen Ende eine Bürste in Bewegung versetzt werden kann.

Weiter zeigt das DE-GM 88 14 073 eine Schwingbürste, wobei mittels Fliehkraft eines rotierenden Körpers der komplette Griffkörper mit der Bürste über eine Kupplung in Schwingung versetzt wird.

In beiden Fällen sind die ankuppelbaren Bürsten verhältnismäßig kurz und besitzen deshalb ein starres Verhalten, außerdem vibrieren die Handgriffe bei Betrieb sehr stark in der Hand, welches gemäß DE-GM 88 14 073 besonders der Fall ist.

Es gibt auch nach DE-GM 90 06 097 eine rundlaufende Bürste, die an einem schlanken Hals angebracht ist, der sich an einem Antriebsteil, welches in der Hand zu halten ist, anschließt. Zum Rotieren dieser Bürste befinden sich im Inneren des Halses Achsen für die Lagerung und Achsen für den Rotationsantrieb, die mittels Winkelrädern an einer Kupplung von einem Motor zum Rotieren gebracht werden. Der Drehregler sorgt für einen mehr oder weniger schnellen Bürstenrundlauf, jedoch ist der Akku oder die Batterie bei langsamerem Lauf des Motors alsbald wieder aufzuladen. Der Regler setzt in diesem Regelbereich die Spannung der Energiezelle in Wärme um, so daß die Energie schnell aufgezehrt ist.

Die Stiele zum Ankuppeln mit dem angebrachten Bürstköpfen sind in der Länge eher zu kurz bemessen. Diese sind dadurch starr, haben keine elastische Wirkung zum Bürstkopf und sind aufgrund der kurzen Länge sehr nahe am geöffneten Mund mit dem Zahnbereich. Diese kurzen Bürsten sind eher unhygienisch und haben keinen elastischen Anpreßdruck an Zähnen, weil die Stiele der borstentragenden Bürstköpfe zu starr sind. Die Gerätekörper der bekannten Antriebe sind eher dickgriffig und länger, als eine Handlänge aufnehmen kann, und sind in unmittelbarer Nähe des Mundraumes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend genannten Nachteile an Zahnpflegegeräten, wie Stiele und Handgriffe des borstentragenden Kopfes, der eingangs genannten Art zu verbessern.

Erreicht wird dieses Ziel durch Formänderung der Stiele und der mit Energie angetriebenen Griffteile.

Die Erfindung schlägt vor, die Aktionsbewegungen der Geräte nicht über Wege einer wiederholbaren Kinematik einzuleiten, sondern mit Vibration die Bürsten am vorderen Stielende in Bewegung zu versetzen und die Stiele durch einfache Formgebung abzufedern.

Vibration deshalb, weil jegliche ausholende Bewegungsart eine Gegenaktion erst gar nicht aufkommen läßt, so daß ein Wirken ohne Schäden der Zähne und Zahnfleisch über die schwingenden Borsten zum Lösen von Plaque und Speiseresten erfolgt. Lediglich kleine lineare Hübe schieben den abgebürsteten Abrieb von den Zähnen zum nachträglichen Spülen zur Seite.

Es hat sich herausgestellt, daß mit einem Schwingen der Borsten mit gleichzeitigen linearen Rüttelbewegungen im Millimeterbereich, eine verletzungsfreie Dentalpflege zu betreiben ist, besonders bei sensiblem Zahnfleisch.

Damit jeder Anwender solcher Zahnpflegeräte selbst eine Einstellung der Schwingfrequenz vornehmen kann, ist die Vibration oder Schwingung zu dem Aktionsverhalten der Borsten regelbar. Es ist also die Rüttelfrequenz der Vibration stufenlos elektronisch regelbar. Die Aktion der Erregung wird in ihrer Energiezufuhr wahlweise bemessen oder stufenlos dosiert. Über Frequenzregelung, Potentiometer oder eine Dimmerschaltung ist dieses erreichbar mittels der Palette, die im Elektronikbereich angeboten wird. Das einfachste Mittel sind Potentiometer, einzeln oder hintereinandergeschaltet, mit zwei Einstellwinkeln an der Skala von 2×320 Grad. Diese Regelelemente können im Handgriff untergebracht sein, mit einem Stellknopf, aber auch separat in sogenannten Steckernetzgeräten als Kompletteinheit ab der Steckdose. Auch sind Sockelteile zum gezielten Ablegen der Geräte für Wand- und Standhalterung zum Aufnehmen der Regeleinheit geeignet.

Der einfache Triebsatz ist in einem solchen Handgriff 12, enthaltend eine weiche Dämmbuchse 20, integriert. Beispielsweise ein Motor, an dessen Antriebswelle sich eine Scheibe mit einem Kurbelstift befindet, der außer Mitte an der Planseite eine Kugel auf diesem Stift drehbar trägt. Eine Anschlußachse 7, die in einer Führung nach vorn zum Anschluß eines Bürstenstiels läuft, hat am hinteren Ende einen Bund mit einer schrägen Planfläche.

An dieser Planfläche kommt die vorgenannte Kugel mittels einem Fededruck zur Anlage, so daß bei Drehung des Motors die Anschlußachse, welche verdrehgesichert ist, eine kleine Hubbewegung "3" ausübt. Bei Drehung des Motors entsteht weiterhin eine Unwucht, bedingt durch die Kugel am Kurbelstift und durch einen zusätzlichen Materialabbau der Scheibe an der der Kugel gegenüberliegenden Seite. Eine hohe Drehzahl des Motors ergibt über die beschriebene Mechanik eine Schwingung plus einem Hub, der durch Regeln der Schwingfrequenz der beschriebenen Energieregelung anpaßbar ist.

Der komplette Triebsatz kann in Form eines Einsatzes, der zugleich die weiche Dämmbuchse 20 ist, in alle Designs von Griffarten und Größen eingebaut werden. Dünngriffiger leichter Gerätekörper, längere Stiele an den Aufsteckbürsten und eine regelbare Vibrationsbewegung mit einem kurzen Linearhub machen das Bürsten angenehm. Wie angeführt, kann der Gerätekörper so dünn gestaltet werden, wie ein E-Motor kleinster Bauart und Leistung darin Platz findet.

Am Aufsteckende der Anschlußachse 7 befindet sich eine Passung 8, auf die sich die Stiele der Bürsten mittels Haftsitz (Welle in Bohrung) zum Übertragen der Schwingung in die Bürstenköpfe an den vorderen Stielenden festsetzen lassen.

Die Stiele sind durch eine einfache Formgebung und Materialbeschaffenheit weich und biegsam abgefedert, indem auf der Stiellänge runde abgerundete Kerben 9 angebracht sind, die in ihrer Tiefe vorzugsweise bis auf die Mitte 4 eines Stieles reichen.

Zusätzlich ist die Stiellänge des Bürstenkörpers ab dem aufgesteckten Ende an der Anschlußachse wesentlich länger auskragend, als dieses bei bekannten Zahnbürsten der Fall ist. Die Gesamtlänge eine Stieles bis zum borstentragenden Kopf vollzieht dadurch eine elastische Krümmung im Sinne eines verletzungsfreien Abfederns, wenn ein vertikales und horizontales Andrücken gegen die Zähne vollzogen wird.

Im erfindungswesentlichen Sinne geht es darum, die Zahnfleischmassagebürste nach der DE 41 15 943 A1 zu doppelseitigen Massage der Zahn- und Kieferpartie durch zwei Putzköpfe mit einem Schwingkörper, wie bereits beschrieben, betreiben zu können sowie eine zweite Abfederung an der horizontalen Querfederung, eine gleichzeitige vertikale Federung mit einzubeziehen, welches durch nachfolgende Details erreicht wird.

Für eine besonders wirksame Zahnzwischenraumreinigung mit den Mitteln des elektromechanischen Schwingers ist vorzugsweise auf der Mitte des borstentragenden Kopfes ein auswechselbares Borstenbündel angebracht, welches kegelförmig eingebrachte Borstenlängen mit Abrundungen an den einzelnen Borstenenden besitzt. Ein solches auswechselbares Borstenbündel ist bekannt aus Interdentalbürstgeräten, die ein solches Bündel in Form eines einzelnen Einsatzes in einem speziellen Handgriff besitzen. Ein solches Bündel mit kegelförmiger Gestaltung ist innerhalb eines üblichen bekannten Borstenfeldes mittig angebracht und ragt mit einem Vorsprung am Kegelende etwas länger über das übliche Borstenfeld heraus, damit vor dem Kontakt an den Zähnen durch das Borstenfeld dieses Einzelbündel in Kegelform durch Voreilung an den Zahnzwischenraum gelangt.

Das Zahnpflegegerät, das an keine ausholenden Bewegungen vollzieht, wie beispielsweise der Schwinger, ist damit in der Lage, die Zahnzwischenräume so gut zu erreichen, daß mittels Stützen durch die benachbarten rundum angebrachten Normalborsten, gezielt zwischen den Zähnen, den s. g. Zahnzwischenräumen und Zahnsäumen gebürstet werden kann, und zwar bei Doppelkopfzahnbürsten doppelseitig von innen und außen, bei Normalzahnbürsten nur von einer Seite.

Diese Lösung ist jedoch nicht vergleichbar mit der gemäß der DE 37 44 630 A1, einer Handzahnbürste, wobei der Bürstkopf eine vorstehende kegelig ausgebildete oder konkav gekrümmte Spitze aufweist, die von Borsten gebildet wird und in einem Borstenfeld stehend rausragt. Diese Spitze ist anatomisch einem Gebiß entsprechend gestaltet und ist auf unterschiedliche Zahnzwischenraumtiefen ein- und nachstellbar, welches bei der Doppelkopfanordnung nicht der Fall ist. Eine doppelseitige Aktion wird jedoch an Zahnzwischenräumen vollzogen.

Die Borstenbündel sind zu diesem Zweck von der Innenseite in die beiden borstentragenden Schenkel eines kompletten Bürstenkörpers 32 einstanzbar oder einsetzbar. Die elastischen Stege 35 des Bürstenkörpers 1 lassen sich einzeln in die biegsame Krümmung 18 versetzen, damit Bohr- und Stopfwerkzeuge an bekannten Herstellmaschinentechniken die nötige Arbeitsfreiheit und Zugängigkeit zum Einstanzen und Einsetzen der Borstenbündel 22 und 24 in zu bohrende oder gebohrte Löcher 36 der Schenkel an Stielen 1 erhalten.

Wie vorstellbar ist, kann mit einfachen mechanischen Teilen und bekannten Elementen ein völlig neues Produkt, der stufenlos regelbare Kraftschwinger, hergestellt werden, wenn ebenfalls mit einfachen Mitteln der Gestaltung die Stiele für Zahnbürstenköpfe eine ideale Abfederung in vertikaler und horizontaler Richtung zum Anpressen und Wirken der Borsten an den Zähnen erhalten.

Besonders die Zahnzwischenräume können mit den Borstenbündeln in Kegelform erreicht und gezielt ausgebürstet werden.

Die Aktionsbewegung des Bürstens mit einem einstellbaren Schwinger, der die Borsten mit regelbarer Energiezufuhr im Niedervoltbereich schwingen läßt, ist ohne ausholende Bewegungen der elastischen Bürstenstiele und Bürstenköpfe verletzungsfrei und angenehm.

Die Neuerung: Handgriffe für Zahnbürsten mit regelbarer Schwingung von Bürstköpfen an Zahnbürstenstielen mit deren Details an den Bürstköpfen, wie beschrieben, ist eine zusammengehörende Zahn- und Zahnfleischpflegeeinheit.

Auch können herkömmliche Handzahnbürsten, die nur einen Bürstkopf besitzen, ohne den Schwingkörper oder Kraftschwinger, den prinzipiellen Vorteil des Stieles mittels Kerben 9 und der Zusatzbeborstung 22 mit dem Vorsprung 23 beanspruchen und damit vorteilhafter ausgeführt werden.

Es zeigt die Zeichnung:

Fig. 1 den Kraftschwinger im Schnitt: Geschnitten längs der Mittelachse mit einer aufgesteckten Doppelkopfbürste mit den Bürstköpfen 32. Die Länge "L" steht für die Länge von bekannten Zahnbürstenkörpern, mit dem Zuschlag "+" für die neu vorgeschlagene Gesamtlänge,

Fig. 2 den Kraftschwinger im Schnitt: Geschnitten längs der Mittelachse mit einer aufgesteckten Einfach-Normalzahnbürste 30. Die Länge "L" und der Zuschlag "+" sind identisch, wie die Fig. 1 zeigt,

Fig. 3 den Kraftschwinger als Teilstück, geschnitten, zum Erkennen der Funktion, daß nach einer halben Umdrehung mit dem Hub 3 die Anschlußachse 7 eine Schwingung 2 vollzieht, mit der Draufsicht einer Doppelkopfzahnbürste 32 in verkürzter Darstellung,

Fig. 4 den Kraftschwinger in Teilansicht, mit einer aufgesteckten Einfach-Normalzahnbürste mit der Länge "L" für bekannte Zahnbürstenlängen,

Fig. 5 Schnitt A-A durch den Doppelbürstkopf, zum Erkennen der beschriebenen Borstenbündeleinsätze in Kegelform 22 und mit Normalbeborstung 24,

Fig. 6 Schnitt B-B durch den Einfach-Normalbürstkopf, zum Erkennen des beschriebenen Borstenbündeleinsatzes in Kegelform 22 mit der Normalbeborstung 24,

Fig. 7 abermals Schnitt B-B, jedoch vergrößert zum Erkennen der Beschaffenheit und Anbringung eines kegelförmigen Borstenbündels 22 in einer Fassung, wie diese an beiden Bürstenarten angebracht sein kann.

Claims (9)

1. Elektromechanisch antreibbare Zahnbürste mit auswechselbarem Borstenteil mit an einem Stiel ausgebildeten Bürstenkopf mit mehreren Borstenbündeln (22, 24) mit folgenden Merkmalen:
Der Stiel (1) ist über eine Unwucht (einen Schwingkörper 17) mit einer stufenlos regelbaren Frequenz (2) in eine Schwingung (5, 3) versetzbar, derart, daß er dabei gleichzeitig einen kürzeren linearen Hub (3) auf seiner Längsachse (4) vollzieht, wobei die dazugehörigen elektromechanischen Antriebsmittel (10, 11, 13 . . . 17) sich im Handgriff (12) befinden, welche Mittel zum Erzeugen der Schwingung vorzugsweise aus einem Motor (10) einer Unwuchtscheibe (11) mit der Unwucht (17), einer drehbaren Kugel (13), die sich auf der umlaufenden Scheibe (11) befindet, bestehen, wobei eine Anschlußachse (7) zum Aufstecken des Bürstenstiels (1) am borstenfernen Ende einen Bund (14) mit einer schrägen Planfläche besitzt, die an der Kreislinienbahn der umlaufenden Kugel (13) mittels einer Druckfeder (16) zum Anliegen kommt, wobei bei Drehung des Motors (10) die Hubbewegung (3) mittels einer verdrehgesicherten Führung (15) für die Anschlußachse (7) in dem Handgriff (12) erzielbar ist, derart, daß bei hoher Drehzahl des Motors (10) ein Längsvibrieren der Anschlußachse (7) eintritt;
der Stiel (1) ist mittels abgerundeter querverlaufender Einkerbungen (9) auf seiner Längsachse (4) derart geformt, daß eine elastische bogenartige Krümmung (18) mit einem Abfedern des borstentragenden Bürstenkopfes in der Vertikal- und Horizontalachse erreichbar ist, damit über die Borsten (24, 22) ein verletzungsfreier Anpreßdruck an Zähnen und Zahnsäumen zu erzielen ist;
vorzugsweise auf der Mitte eines Schenkels (30, 32) des Bürstenkopfes ist ein oder sind mehrere in einer Fassung befindliche auswechselbare Borstenbündel (22) anbringbar, welche kegelförmig mit den einzelnen Borsten derart gestaltet sind, daß gezielt die Zahnzwischenräume zu reinigen sind.

2. Zahnbürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel der Mechanik in einer weichen Dämmbuchse (20) im Handgriff (12) derart eingebaut sind, daß sie vibrationsfrei gelagert sind.

3. Zahnbürste nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (20) vorzugsweise aus einem weichen Kunststoff hergestellt ist, welcher z. B. in einem Spritz- oder Schäumverfahren verarbeitet wird.

4. Zahnbürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stiel (1) an der Anschlußachse (7) mit einer Haftanpassung (8) aufsteckbar ist.

5. Zahnbürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bürstenkörper (32) zwei Schenkel (35) aufweist und daß die Borstenbündel (22, 24) gegenüberliegend innenseitig in die beiden Schenkel einstanzbar oder einsetzbar sind, indem die ebenfalls elastisch ausgebildeten Stege (Schenkel 35) des Stieles (1) einzeln ab der Krümmung (18) angebogen und gespannt sind.

6. Zahnbürste nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenbündel (22, 24) in vorgeformte oder in gebohrte Löcher (36) festzusetzen sind.

7. Zahnbürste nach einem der Ansprüche 1, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise auf der Mitte des Bürstenkopfes das Borstenbündel (22) in Kegelform angebracht ist.

8. Zahnbürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Unterbringung der Mittel (50) zur Energieregelung im Handgriff (12) sich auf dessen Mittelachse eine Durchführung (31) für das stromführende Kabel befindet.

9. Zahnbürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (50) zum Regeln der Schwingungsfrequenz (2) sich nicht im Handgriff (12) befinden, sondern in separaten Einheiten wie Steckernetzgeräten oder bekannten Ablagesockeln für die Zahnbürsten eingebaut sind, die durch Anschlußkabel miteinander verbunden sind.