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Gebiet der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
Zahnbürsten,
insbesondere Zahnbürsten,
die einen flexiblen Bürstenkopf
mit einer im Allgemeinen konkaven Borstenoberfläche (d. h., die durch die freien
Enden der Borsten definierte Oberfläche) umfassen, um die Zahnbürste an
die Krümmung
von menschlichen Zähnen
anzupassen.
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Hintergrund der Erfindung
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Die Konfiguration von menschlichen
Zähnen erfordert,
dass die ideale Borstenkontur für
Zahnbürsten
zum Putzen der bukkalen oder außenseitigen
Flächen
von Zähnen
konkav sein muss, und dass die ideale Borstenkontur zum Putzen der
lingualen oder innenseitigen Flächen
von Zähnen
konvex sein muss. Die meisten Bürsten
weisen einen einstückigen
Kopf auf, der von vergleichbarer Dicke wie der Griff ist, und der,
konsequenterweise, relativ steif und von einer festgelegten Krümmung oder
Konfiguration ist. Einige Bürsten
können
jedoch ein Mittel enthalten, das es dem Kopf erlaubt, sich relativ
zu dem Griff zu biegen, wie beispielsweise in EP-A-371, 293 beschrieben.
Trotzdem haben solche Bürsten
eine begrenzte Wirksamkeit. Es sind andere Bürsten bekannt, die in verschiedene
unterschiedliche, aber festgelegte Formen einstellbar sind. Einstellbare Zahnbürsten sind
oft schwierig zu handhaben und können
unzuverlässig
sein.
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Ein weiterer Nachteil von herkömmlichen Bürsten ist,
dass ein ausreichend hartes Anpressen der Bürste gegen die Zähne, um
eine gute Reinigung zu erreichen, die Gefahr der Schädigung des
oder der Verursachung von Beschwerden an dem weicheren benachbarten
Zahnfleisch birgt. Bis zu einem gewissen Maß kann dies durch Modifizierung
der Konfiguration der Bürste
oder durch Variation der Borstenhärte oder -länge gelöst werden, obwohl, wie bereits
gesagt, eine einzelne Konfiguration nicht das Optimum für alle Umstände bedeuten
kann.
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Die US-A-4,712,267 von Cheng offenbart eine
konvertierbare Zahnbürste,
die einen S-förmigen
länglichen
Griff aus einem formbeständigen
Material umfasst, der gekrümmte
Endabschnitte von entgegengesetzter Krümmung aufweist, einen flexiblen,
Borsten enthaltenden Bürstenblock,
und ein Mittel zum Anbringen des flexiblen Bürstenblocks auf dem Griff zur
Längsbewegung
entlang der Länge
des Griffes. Die gekrümmten
Abschnitte des Griffes biegen den flexiblen Block und die Borsten
in eine konkave oder konvexe Konfiguration, die der gekrümmten Konfiguration
des Griffes entspricht.
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EP-A-454,625 von Warner-Lambert Company
beschreibt eine Zahnbürste
mit einstellbarer Krümmung,
dessen Kopf die Form einer Schleife hat. Ein Nocken- oder Gleitmechanismus ändert die Krümmung des
Kopfes zwischen konkaven und konvexen Konfigurationen. In einer
alternativen Ausführungsform
bildet der Kopf einen integralen Teil des Griffes, der die Form
einer zusammendrückbaren
geschlossenen Schleife aufweist, wobei sich die Borstenoberfläche in einer
konkaven Konfiguration befindet, wenn der Griff sich in seinem nicht
zusammendrückbaren
Zustand befindet, und konvex wird, wenn der Griff zusammengedrückt wird.
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EP-A-577,656 von Ligner & Fischer GmbH offenbart
eine Zahnbürste,
die einen Griff und an einem Ende davon einen Borsten tragenden
Kopf aufweist, wobei der Kopf die Form von zwei oder mehr flexibel
und federnd miteinander und/oder mit dem Griff verbundenen Segmenten
hat, wobei eines oder mehrere der Segmente Borsten tragen. In einer
Ausführungsform
wird dies durch die Verwendung von transversalen und optional longitudinalen
Nuten auf der den Borsten gegenüberliegenden
Fläche
des Kopfes erreicht. Unter Anwendung von Druck während des Gebrauchs kann der
Bürstenkopf
eine konvexe Konfiguration annehmen. In einer anderen Ausführungsform
erstreckt sich der Griff in einen Rahmen, in dessen Inneres hinein
der Kopf federnd verbunden wird. Wenn Druck auf das Zentrum des
Bürstenkopfes
ausgeübt
wird, nimmt er eine konkave Form an.
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US-A-2,438,268 beschreibt eine Zahnbürste, die
einen Kopf aufweist, der auf seiner Borstenoberfläche konkav
ist und durch Vorsehen von federnd verbundenen Segmenten flexibel
gemacht wird, so dass die Bürste
sich der Kontur der Zähne
anpassen kann. Die Abstände
zwischen den Segmenten sind nicht mit einem Elastomer gefüllt.
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DE-A-1,657,299 beschreibt ebenfalls
eine Zahnbürste
mit einem konkaven Kopf. Der in diesem Dokument beschriebene Bürstenkopf
weist transversal über
den Kopf verlaufende Nuten auf, die mit einem flexibleren Material überzogen
sein können.
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US-A-914,501 offenbart eine Zahnbürste mit einem
konkaven Borstenprofil und einer Aufnahme für eine flüssige Zahnpaste.
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US-A-3,188,672 offenbart eine flachbehandelte
Zahnbürste
mit transversalen Nuten in oberen und unteren Bürstenkopfseiten. Die Nuten
sind nicht gefüllt.
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Während
die obigen Zahnbürsten
Bürstenköpfe mit
einem gewissen Grad an Flexibilität zur Verfügung stellen, ist keine von
ihnen völlig
zufriedenstellend, insbesondere gelingt es ihnen entweder nicht,
sowohl konvexe als auch konkave Konfiguration innerhalb der einen
Ausführungsform
zur Verfügung
zu stellen, oder sie erfordern unangemessene Anwendung von Fertigkeiten
von seiten des Benutzers.
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Es ist daher ein Ziel dieser Erfindung,
eine Zahnbürste
mit einem Kopf bereit zu stellen, der sich flexibel entweder den
konvexen oder konkaven Flächen
der Zähne
anpasst, und der für
eine gute Reinigung sorgt und einfach herzustellen und zu benutzen ist.
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Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung,
eine Zahnbürste
zur Verfügung
zu stellen, die die Zähne mit
minimaler Schädigung
des benachbarten Zahnfleischgewebes effizient reinigen kann.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird eine Zahnbürste
nach dem Anspruch 1 zur Verfügung
gestellt.
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Der Zahnbürstenkopf dieser Erfindung,
der flexibel ist, kann sich bei der Tätigkeit des Zähneputzens
so biegen, dass er sich den sich unterscheidenden Profilen der Zähne individueller
Benutzer anpasst. Insbesondere weist der flexible Kopf der Zahnbürste der
vorliegenden Erfindung in seiner normalen, unbelasteten Konfiguration,
ein Borstenprofil auf, dass so angepasst ist, dass es für die bukkale
Fläche der
Zähne passt,
sich aber, zumindest in bevorzugten Ausführungsformen, kontinuierlich
durch eine flache Position zu einer konvexen Konfiguration biegen kann,
um sich der lingualen Fläche
der Zähne
im Allgemeinen besser anzupassen, als es bei einer herkömmlichen
Zahnbürste
mit starrem Kopf der Fall wäre.
Der Kopf kann so angepasst werden, dass die äußeren Borstenreihen sich von
der Mitte wegbiegen können,
um den auf das Zahnfleisch aufgebrachten Druck zu begrenzen, wenn
der Bürstenkopf
gegen die Zähne
gedrückt wird.
In allen Fällen
ist der Kopf elastisch, so dass, wenn eine aufgebrachte Kraft abgebaut
wird, der Bürstenkopf
in seine ursprüngliche Konfiguration
zurückkehrt.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Die Zahnbürsten der Erfindung nehmen
die Form eines länglichen
Griffs mit, als einer wesentlichen Komponente, einem elastisch flexiblen,
Borsten tragenden Kopf an. Zumindest ein erster Teil des Kopfes
ist als eine integrale Erweiterung zum Griff ausgebildet. Der Kopf
umfasst transversale Nuten, die mit einem elastomeren Material ausgefüllt sind, so
dass sich der Kopf unter normalen Putzdrucken biegen wird. Der gesamte
Kopf weist eine herkömmliche,
im Allgemeinen abgeflachte Form auf, bleibt aber im Vergleich zu
der einer herkömmlichen
Bürste flexibel.
Mit flexibel ist hierin gemeint, dass, wenn eine normale Putzkraft
(2–4 Newton)
auf ein Ende des Kopfes aufgegeben wird, wobei das andere Ende starr
gehalten wird, das Ende, auf das die Kraft angewandt wird, wird
sich unter einem Winkel von mindestens 1 Grad (dem Biegewinkel)
biegt. In bevorzugten Ausführungsformen
beträgt
der Biegewinkel mindestens 5 Grad, mehr vorzugsweise mindestens
10 Grad und kann 45 Grad oder mehr betragen. Der Biegewinkel ist
derart, dass der Kopf in der Lage ist, sich in eine konvexe Konfiguration
durchzubiegen. Auf mindestens einer Fläche des Kopfes sind Borsten
angebracht.
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Der Griff der erfindungsgemäßen Zahnbürste und
der Teil des Kopfes, der eine Erweiterung des Griffes darstellt,
können
aus Materialien hergestellt sein, die bei der Herstellung von Zahnbürsten bekannt
sind, insbesondere Kunststoffmaterialien. Geeignete Kunststoffmaterialien
umfassen beispielsweise Polyamide und Polypropylene. Ein Beispiel
eines geeigneten Polypropylens ist das Material "Polypropylen PM 1600" (vertrieben von Shell), das ein Elastizitätsmodul
(ISO 178) von 1500 MPa und eine Härte (ISO 868) von 75 Shore
A aufweist. Der Griff selbst ist im Allgemeinen starr und kann eine
Form besitzen, die bei der Herstellung von Zahnbürsten bekannt ist. Optional
kann der Griff, wie im Stand der Technik bekannt, einen Halsabschnitt
umfassen, der flexibler ist als der Rest des Griffes, vorausgesetzt, dass
er ausreichend starr ist um während
des Gebrauchs, wenn Druck auf den Kopf ausgeübt wird, insbesondere beim
Zähneputzen,
sich der Kopf immer noch in der Weise und in dem Maße wie oben beschrieben,
biegen kann.
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Der Kopf weist eine Borsten tragende
Fläche auf,
die vorzugsweise eine im Allgemeinen konkave Konfiguration bildet,
wenn der Kopf sich in seinem normalen, unbelasteten Zustand befindet.
Die Oberfläche
des Kopfes kann entweder entlang der Quer- oder entlang der Längsachse
des Kopfes oder entlang beider konkav sein. Wenn die Fläche entlang der
Längsachse
konkav ist, kann der Krümmungsradius
entlang der Länge
des Kopfes variieren. Der Krümmungsradius
liegt vorzugsweise zwischen 10 bis 500 mm, mehr bevorzugt zwischen
15 und 250, insbesondere zwischen 25 und 150 mm.
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Der Kopf weist ein Paar von gegenüberliegenden
Flächen
mit Borsten auf, die auf einer der Flächen des Paares angebracht
sind, wobei die gleiche und die gegenüberliegende Fläche eine
oder mehrere lineare oder nichtlineare transversale Nuten darin
aufweisen. Die Nuten bilden dünne
Bänder oder
Gelenke, die den Kopf flexibel gestalten, wobei die Abschnitte des
Kopfes zwischen den Nuten bevorzugt von vergleichbarer Dicke wie
bei einem herkömmlichen,
nicht flexiblen Kopf sind.
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Die Nuten können im Allgemeinen gekrümmten oder
zickzackförmigen
Wegen folgen. Zusätzlich können die
Nuten auch in Längsrichtung
entlang des Kopfes verlaufen, um den äußeren longitudinalen Borstenreihen
zu gestatten, sich von den inneren wegzubiegen.
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Die Nuten können von variabler Weite und Tiefe
sein, und die Abstände
zwischen Nuten können ebenfalls
variiert werden. Auf diese Weise kann die Flexibilität des Kopfes
entlang der Länge
und/oder über
die Breite des Kopfes modifiziert werden. Vorzugsweise werden lediglich
die transversalen Nuten auf diese Weise variiert.
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Die Nuten sind vollständig mit
einem elastomeren Material gefüllt.
Auch auf diese Weise kann die Flexibilität und/oder Elastizität des Kopfes
variiert werden, und eine Kontamination der Nuten, zum Beispiel
durch Zahnpastarückstände, kann
verringert oder vollständig
vermieden werden. Die Farbe des elastomeren Materials kann die gleiche
sein wie die des Materials des Kopfes, oder sie kann sich davon unterscheiden,
wodurch ein unverwechselbares gestreiftes oder anders gemustertes
Aussehen erzielt wird.
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Die Nuten können im Allgemeinen gerade ausgebildet
sein, oder sie können
gekrümmten
oder zickzackförmigen
Wegen folgen. Nichtlineare Nuten helfen dabei, Stauchspannung in
dem elastomeren Material auszugleichen, das die Nuten ausfüllt, wenn sich
der Kopf biegt.
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Geeignete elastomere Materialien
hierin sind thermoplastische Elastomere mit einer Shore-Härte von
30–80,
wie beispielsweise Santopren und Thermoflex. Ein besonders geeignetes
Elastomer ist "PTS
Thermoflex 75" (vertrieben
von Plastic Technologie Service, Deutschland), das ein Elastizitätsmodul
(ISO 178) von 100 MPa und eine Härte
(ISO 868) von 80 Shore A aufweist. Die Elastomere können optional
mit einem geeigneten Weichmacher oder einem Schaumbildner vermischt
werden, um sie komprimierbarer zu machen.
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Die Borsten können aus jedem der im Stand der
Technik wohlbekannten Materialien hergestellt sein. Geeignete Borstenmaterialien
hierin sind Polyester und Nylon, wie beispielsweise Dupont Nylon 612.
Die Borsten weisen vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf, können aber
auch andere Querschnitte aufweisen, die rechteckige, hexagonale und
trilobale umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind. Des weiteren können der
Durchmesser und die Länge
der Borsten innerhalb der üblichen,
einem Fachmann bekannten Dimensionen variieren, vorausgesetzt, dass,
wenn sich die Bürste
im unbelasteten Zustand befindet, das Gesamtziel, eine im Allgemeinen
konkave Borstenoberfläche
zu haben, noch immer erreicht wird. Die Borsten sind im Allgemeinen in
herkömmlicher
Weise in Büscheln
gruppiert und können
durch eine Vielzahl von Verfahren am Kopf befestigt werden. Bevorzugte
Verfahren hierin sind Heften und Verschmelzen. Die Borsten können entweder
in die Griffverlängerung
oder das elastomere Material, oder in beide eingesetzt werden. Schneiden und
Abrunden der Enden der Borsten kann unter Verwendung irgendeines
der im Stand der Technik bekannten Verfahren durchgeführt werden.
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Bei Gebrauch kann die Zahnbürste dieser Erfindung
dazu verwendet werden, die Zähne
durch einen vollkommen üblichen
Zahnputz-Handprozess zu reinigen, bevorzugt in einer Art, die von
Zahngesundheitsbehörden
empfohlen wird. Die Zahnbürste der
Erfindung kann auch in elektrisch betriebenen Zahnbürsten oder
in Kinderzahnbürsten
verwendet werden.
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Die Erfindung wird nun nur als Beispiel
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine
Teilseitenansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist,
die einen Zahnbürstenkopf
mit transversalen Nuten zeigt. Obwohl der Kopf in seinem unbelasteten
Zustand flach ist, werden die Borsten auf unterschiedliche Länge geschnitten,
so dass die Borstenfläche
entlang der Längsrichtung
konkav ist. Die Nuten sind ohne das Elastomer gezeigt, das sie ausfüllt.
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2 eine ähnliche
Ansicht ist, die einen Zahnbürstenkopf
zeigt, bei dem der erste Teil durch eine einzelne Verlängerung
integral mit dem Griff gebildet, und weiterhin von Elastomer umgeben
ist. Der Kopf ist vorgeformt, so dass er in seinem unbelasteten
Zustand natürlich
konkav ist. Dieser Bürstenkopf ist
kein Teil der vorliegenden Erfindung.
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3 eine
Teilseitenansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist,
die einen mit Nuten versehenen Zahnbürstenkopf zeigt, dessen Fläche in seiner
unbelasteten Konfiguration konkav ist, und die zeigt, wie der Zahnbürstenkopf
sich aus einer konkaven Konfiguration in eine konvexe biegen kann,
um sich sowohl bukkalen als auch lingualen Flächen der Zähne (auf gleicher Ebene gezeigt)
anzupassen.
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4 eine
Draufsicht eines Zahnbürstenkopfes
ist, der drei dünne
longitudinale Verlängerungen
umfasst, die von Elastomer umgeben werden. Der Kopf ist in der Lage,
sich sowohl um die Längs- als
auch um die Querachse zu biegen. Dieser Bürstenkopf ist kein Teil der
vorliegenden Erfindung.
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5 ein
Querschnitt durch den Kopf von 4 entlang
der Linie AA' ist.
Die Borsten sind so geschnitten, dass die Borstenoberfläche entlang
der Querachse natürlich
konkav ist.
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6 eine
Draufsicht einer fünften
Ausführungsform
ist, worin der Kopf sowohl transversale als auch longitudinale Nuten
aufweist. Die Nuten sind mit Elastomer gefüllt.
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7 ein
Querschnitt durch einen Zahnbürstenkopf
mit zwei longitudinalen Nuten auf jeder Fläche ist. Der Kopf ist vorgeformt,
so dass seine Fläche entlang
der Querachse natürlich
konkav ist. Die Nuten sind mit Elastomer gefüllt. Dieser Bürstenkopf
ist kein Teil der vorliegenden Erfindung.
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8 zeigt,
wie die longitudinalen äußeren Reihen
des Bürstenkopfes
der 7 sich vom Zahnfleisch
wegbiegen können,
wenn während
des Putzens Kraft aufgebracht wird.
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9 und 10 Draufsichten von Köpfen sind, die
weitere Ausführungsformen
der Erfindung mit sparrenähnlichen
und transversal gewellten, elastomergefüllten Nuten darstellen.
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11 eine
teilweise Draufsicht noch einer weiteren Ausführungsform ist, deren Kopf
transversale Nuten aufweist, in denen, entlang der Mittellinie des
Kopfes, die Nuten die volle Tiefe des Kopfes ausfüllen, so
dass zwei Reihen von ungefähr
parallelen Bändern
gebildet werden.
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12 eine
Teilseitenansicht noch einer anderen Ausführungsform ist, die eine Seitenansicht
eines Kopfes mit Nuten variabler Tiefe zeigt, die näher zum
Hals der Bürste
eine größere Flexibilität verleihen.
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Bezugnehmend auf 1 ist ein Zahnbürstenkopf (1) integral
an einem Ende eines Griffes (2) ausgebildet. Der Kopf (1)
besitzt zwei im Wesentlichen parallele Flächen, und in einer Oberfläche sind Borsten,
verteilt in einer Mehrzahl von Büscheln
(3) angebracht. Die oberen und unteren Flächen tragen eine
Anzahl von im Allgemeinen parallelen transversalen Nuten (4),
die ein dünnes,
flexibles Gelenk aus Kopfmaterial (5) zurücklassen.
Die Borsten sind so geschnitten, dass die Borstenoberfläche (6)
konkav ist, wenn sich die Bürste
in ihrem natürlichen,
unbelasteten Zustand befindet. Die Nuten sind mit einem (nicht gezeigten)
elastomeren Material gefüllt.
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In 2 ist
ein erster Teil des Bürstenkopfes durch
eine einstückige
verdünnte
Verlängerung
(7) des Griffes (2) gebildet. Die Verlängerung
ist von einem Elastomer (8) umgeben, so dass der gesamte Kopf
von vergleichbarer Dicke wie eine herkömmliche Bürste ist. Der Kopf ist in einer
natürlich
konkaven Konfiguration vorgeformt, ist aber ausreichend flexibel,
so dass der Kopf unter normalen Putzkräften dazu veranlasst werden
kann, sich zurück
in eine konvexe Konfiguration zu biegen. Die Borstenbüschel (3)
in diesem Beispiel sind von ungefähr gleicher Länge und
sind in das elastomere Material eingeschmolzen.
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In 3 ist
der Kopf in einer natürlichen
konkaven Konfiguration (9), ideal geeignet, um die bukkalen
Flächen
(10) von Zähnen
zu reinigen, vorgeformt. Trans versale Nuten (4) verleihen
dem Bürstenkopf
Flexibilität,
so dass unter normalen Putzkräften der
Kopf dazu veranlasst werden kann, sich in eine konvexe Konfiguration
(11) zurück
zu biegen, die mehr der lingualen Oberfläche (12) der Zähne angepasst
ist. Die Nuten sind mit einem elastomeren Material (nicht gezeigt)
gefüllt,
optional aus einer anderen Farbe als das Kopfmaterial bestehend,
um ihnen ein unterschiedliches Aussehen zu verleihen.
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In den 4 und 5 umfasst der Kopf (1) Mehrfachverlängerungen
(13) des Griffes, die von Elastomer (8) umgeben
sind, so dass die Gesamtform des Kopfes herkömmlich ist, während er
sowohl in longitudinaler als auch transversaler Richtung flexibel
ist. Die Borstenbüschel
(3) sind als in das Elastomer eingeschmolzen gezeigt und
sind so geschnitten, dass die Borstenoberfläche (6) im Allgemeinen konkav
ist.
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In 6 trägt der Kopf
(1) sowohl transversale (4) als auch longitudinale
(14) Nuten. Die Nuten sind mit Elastomer gefüllt. Löcher (15)
sind in Gebieten normaler Dicke zwischen den Nuten (16)
in eine Fläche
des Kopfes gebohrt, um Borstenbüschel durch
einen herkömmlichen
Heftprozess anzuordnen.
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In den 7 und 8 ist der Kopf (1)
vorgeformt, so dass er entlang der transversalen Achse natürlich konkav
ist. Longitudinale Nuten (14) sowohl auf den oberen als
auch den unteren Flächen
des Kopfes verleihen Flexibilität.
Auf diese Weise können sich
die äußeren Reihen
von Borsten (17) vom Zahnfleisch (18) wegbiegen,
wenn die Zähne
(19) geputzt werden, wodurch eine Beschädigung des Zahnfleischs vermieden
wird.
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Die 9 und 10 zeigen Köpfe mit
nicht-linearen, transversalen, elastomer-gefüllten Nuten Die Nuten besitzen
die Form von Sparren (20) oder Wellen (21). In
beiden Fällen
verleihen die Nuten der Bürste
ein unverkennbares Aussehen und helfen des weiteren Stauchspannung
in dem sich innerhalb der Nuten befindenden elastomeren Material
auszugleichen, wenn sich die Bürste
biegt. Die Zeichnungen zeigen die Rückseite des Kopfes, die zusammengedrückt wird,
wenn der Bürstenkopf
sich in Richtung auf eine konvexe Konfiguration biegt.
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In 11 weist
der Kopf transversale elastomer-gefüllte Nuten (4) auf.
Zur Klarheit ist das Elastomer nicht gezeigt. Um die Mittellinie
BB' der Bürste herum
erstrecken sich die Nuten geradewegs durch den Bürstenkopf (22), wobei
sie eine Reihe von Bändern
oder Gelenken (5) auf jeder Seite des Kopfes zurücklassen.
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Die Borstenbüschel (3) sind in
herkömmlicher
Weise in die dickeren Abschnitte des Kopfes geheftet.
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In 12 ist
die Tiefe der Nuten (4) so gezeigt, dass sie in Richtung
des Griffes (2) zunimmt, wobei die tiefsten Nuten dem Ende
des Kopfes am nächsten
sind, das dem Griff am nächsten
liegt. Das resultiert darin, dass der dem Griff (2) am
nächsten liegende
Teil des Kopfes aufgrund der Tatsache, dass er dünnere Bänder oder Gelenke als der Teil
des Kopfes aufweist, der am weitesten vom Griff weg liegt, flexibler
ist. Die Nuten sind mit Elastomer gefüllt.