WO1994012121A1 - Elektrische zahnbürste mit drehbarem borstenträger - Google Patents

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WO1994012121A1
WO1994012121A1 PCT/EP1993/003024 EP9303024W WO9412121A1 WO 1994012121 A1 WO1994012121 A1 WO 1994012121A1 EP 9303024 W EP9303024 W EP 9303024W WO 9412121 A1 WO9412121 A1 WO 9412121A1
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axis
electric toothbrush
rotation
bristle carrier
pin
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PCT/EP1993/003024
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Inventor
Michael DRÖSSLER
Original Assignee
Braun Aktiengesellschaft
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    • A61C17/16—Power-driven cleaning or polishing devices
    • A61C17/22—Power-driven cleaning or polishing devices with brushes, cushions, cups, or the like
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    • A61C17/349—Power-driven cleaning or polishing devices with brushes, cushions, cups, or the like reciprocating or oscillating driven by electric motor with multiple brush bodies
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    • A61C17/34—Power-driven cleaning or polishing devices with brushes, cushions, cups, or the like reciprocating or oscillating driven by electric motor
    • A61C17/3409—Power-driven cleaning or polishing devices with brushes, cushions, cups, or the like reciprocating or oscillating driven by electric motor characterized by the movement of the brush body
    • A61C17/3436—Rotation around the axis perpendicular to the plane defined by the bristle holder

Definitions

  • the invention relates to an electric toothbrush with a brush part in which a rotatably mounted shaft is accommodated and on which a rotatably mounted bristle holder is held, the axis of rotation of the bristle holder being arranged at an angle, in particular approximately at right angles to the axis of rotation of the shaft, and means being provided are for alternately driving the bristle carrier through the shaft.
  • a device for cleaning and polishing teeth in which a bolt projecting eccentrically from a shaft engages in an outer annular groove of a displaceable cylinder, which furthermore has a conical central bore into which a tool can be inserted to clean the teeth.
  • Rotation of the shaft causes the cylinder and thus also the cleaning tool to move up and down via the eccentric bolt.
  • the cleaning tool can be rotated about its longitudinal axis due to the outer ring groove, so that the tool adjusts itself with regard to its angular position, for example when it is inserted into a space between teeth.
  • the cleaning tool does not alternate about its longitudinal axis.
  • GB-PS 1208149 describes a cleaning device which has two concentric cleaning rings which are driven in opposite directions to one another by means of bevel gear drives.
  • the object of the invention is to provide an electric toothbrush which, with a simple construction, allows the bristle holder to be driven alternately by a large angle of rotation and whose shaft can also be driven in a rotating or alternating manner, if necessary.
  • This object is essentially achieved in that the shaft is provided with a driver arranged eccentrically to its axis of rotation and the bristle carrier is provided with a sensor arranged eccentrically to its axis of rotation and the driver is coupled to the sensor.
  • a rod is provided as a driver, which is received in a bore arranged approximately parallel to the axis of rotation of the shaft.
  • the driver thus consists of only one component, namely the rod arranged parallel to the axis of rotation, which is expediently made of metal.
  • a pin can be provided as the pickup, which is received in a bore arranged approximately parallel to the axis of rotation of the bristle carrier.
  • the receiver namely the pin arranged parallel to the axis of rotation of the bristle carrier.
  • This pin is also expediently made of metal. It is now possible that the rod and the pin are firmly connected to one another or are made in one piece. It is advantageous to design the receptacle for the rod and the pin such that the rod and the pin can rotate in the respective receptacles and can move in their axial directions.
  • the rod is provided at its free end with an eyelet which is penetrated by the pin.
  • the bore of the rod is advantageously designed such that the rod can rotate and move in the axial direction.
  • the eyelet is rotatable about the pin and movable in its axial direction.
  • the embodiment in which the rod is provided with the eyelet also offers the advantage of simple and quick assembly.
  • the use of the eccentrically arranged rod and the eccentrically arranged pin also has the advantage that the angular range of the alternating rotational movement of the bristle carrier can be adjusted in a simple manner by varying the degree of eccentricity of the rod or pin . It is therefore possible to enlarge or reduce the range of the angle of rotation of the alternating rotary movement of the bristle carrier by selecting the distance, for example, of the rod from the axis of rotation of the shaft.
  • the bristle carrier is pivotally mounted in the brush part.
  • the bristle carrier is provided with an axis which is received in a spherical bearing, for example by means of a bearing ball.
  • the bristle carrier can thus, on the one hand, be rotated about its own axis of rotation as before, but can also be pivoted about the spherical bearing.
  • the driver is designed as a rod and the sensor is designed as a pin
  • the bore of the rod is designed such that the rod can rotate but cannot move in its axial direction the result is that the bristle carrier is set in an alternating rotation and wobble movement.
  • the bristle carrier has an outer and an inner bristle ring, both of which are rotatably mounted about the axis of rotation of the bristle carrier.
  • a sensor is assigned to the outer and the inner bristle ring, each sensor being in turn coupled to a driver.
  • the carriers are expediently arranged eccentrically on opposite sides of the axis of rotation of the shaft. This has the consequence that the outer and the inner bristle ring alternate in opposite directions of rotation, whereby the cleaning effect of the toothbrush is improved.
  • the bristle carrier has an eccentric bore which opens at least to the underside of the bristle carrier, the receiver and driver being designed as a one-piece transmission element. This measure ensures extremely simple assembly of the transmission element in the toothbrush.
  • the bore advantageously has an opening to the side wall of the bristle carrier over a central section of the bristle carrier. The opening allows the rod of the transmission element to exit, which can then be easily inserted into the receptacle provided in the shaft.
  • the transmission element is advantageously T-shaped, the rod preferably having a smaller diameter than the pin. This gives the possibility of mounting the pin on both end sections in the bristle holder despite simple mounting of the transmission element on the bristle holder.
  • the transmission element can also be L-shaped or have other suitable shapes.
  • an especially long-slot-shaped opening which extends radially to the side wall and which preferably has a constriction formed by projections.
  • the narrowing of the elongated slot-shaped opening formed by the lugs serves to also support the section of the pin pointing towards the underside of the bristle holder on the bristle holder. Since the rod preferably has a smaller diameter than the pin, the rod can be passed through the constriction during assembly on the bristle carrier, while after the completion of the assembly process, the approaches form a kind of abutment for the pin. The other section of the pin is stored in the bore in the bristle holder.
  • an essentially sinew-like cut which is open on the underside and which extends away from the bore to a side wall section and is provided with a further incision provided in the side wall is connected.
  • the transmission element is also mounted in such a way that it is inserted into the bore from below with the pin, the transmission element being positioned so that the rod is received in the incision open to the underside.
  • the transmission element is displaced axially with respect to the bristle carrier to its upper side until the rod comes to rest in the incision provided in the side wall. Then the rod about the pin can be pivoted radially outward from this position into the final assembly position.
  • This further embodiment has the great advantage that the pin is fixed to the bristle carrier at both end sections and is also secured against slipping out of the bore.
  • This type of mounting of the transmission element on the bristle carrier is also extremely simple and can be done mechanically.
  • the axis of rotation of the bristle carrier is arranged approximately at right angles to the axis of rotation of the shaft and / or the sensor designed as a pin is arranged approximately parallel to the axis of rotation of the bristle carrier.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional illustration of a first exemplary embodiment of the brush part of an electric toothbrush according to the invention, with an alternately driven shaft,
  • FIG. 3 shows a schematic sectional illustration of a second exemplary embodiment of the brush part of an electric toothbrush according to the invention, with a rotationally driven shaft
  • FIG. 4 shows a schematic sectional illustration through the brush part of FIG. 3 along the plane IV-IV,
  • FIG. 5 shows a schematic perspective illustration of a third exemplary embodiment of the brush part of an electric toothbrush according to the invention
  • FIG. 6 shows a schematic sectional illustration of a fourth exemplary embodiment of the brush part of an electric toothbrush according to the invention.
  • FIG. 9 shows a schematic sectional illustration of a seventh exemplary embodiment of the brush part of an electric toothbrush according to the invention, the bristle carrier carrying out an additional stroke movement in the direction of the axis of rotation in addition to the oscillating movement about the axis of rotation.
  • FIG. 1 shows as a first embodiment a brush part 24 which can be connected in a manner not shown to a handle part of an electric toothbrush.
  • the brush part 24 consists of a hollow support tube 36 in which a shaft 34 with an attached shaft piece 75 is accommodated.
  • the shaft 34 is coupled in a manner not shown to an electric motor accommodated in the handle part of the toothbrush, which sets the shaft 34 in an alternating rotary movement. This is indicated in FIG. 1 by arrow 140.
  • the carrier tube 36 goes into an upwardly open, pot-shaped receptacle 50 about.
  • a bristle carrier 38 is accommodated in this receptacle 50, a carrier plate 44 with bristles 45 held therein covering the opening of the receptacle 50.
  • an elevation 63 is provided, into which a blind hole 57 is made. In the blind hole 57, an axis 56 is received, which is used for the rotatable mounting of the bristle carrier 38.
  • a pin 59 is plugged onto the axis 56 by means of a blind hole 55, which is expanded to form an annular shoulder 61 on its side facing the elevation 63.
  • a sleeve section 58 is positively plugged onto the pin 59, this sleeve section 58 being connected to the carrier plate 44.
  • the entire bristle carrier 38 ie the carrier plate 44 with the bristles 45 and the pin 59 with the annular shoulder 61 are rotatably mounted about the axis of rotation 54 formed by the axis 56.
  • the shaft 34 is rotatably mounted together with the shaft piece 75 about the axis of rotation 52 formed by the shaft 34, this axis of rotation simultaneously representing the longitudinal center axis of the support tube 36 and thus of the brush part 24.
  • the axis of rotation 54 of the bristle carrier 38 and the axis of rotation 52 of the shaft 34 are arranged at an angle to one another, the angle being approximately 90 °.
  • a bore 100 is made eccentrically in the shaft piece 75 on the side facing the receptacle 50.
  • a rod 102 is received in the bore 100 and has an eyelet 103 at its free end protruding from the shaft piece 75.
  • the diameter of the bore 100 is chosen to be slightly larger than the diameter of the rod 102. In this way it is achieved that the rod 102 can rotate about its own axis in the bore 100 and can move back and forth in the axial direction.
  • a bore 110 is made, which is arranged eccentrically parallel to the axis of rotation 54 of the bristle carrier 38, but at a distance from this axis of rotation 54.
  • a pin 112 is firmly inserted into the bore 110, the free end of which extends beyond the annular shoulder 61 and extends through the eyelet 103 of the rod 102.
  • the diameter of the eyelet 103 is slightly larger than the diameter of the pin 112, so that the eyelet 103 can rotate about the pin 112 and can move back and forth in the axial direction of the pin 112.
  • the rod 102 and thus the shaft 34 of the brush part 24 are thus coupled via the eyelet 103 to the pin 112 and thus to the bristle carrier 38.
  • FIGS. 2a to 2b The mode of operation of the coupling in the switched-on operating state of the electric toothbrush is explained below with reference to FIGS. 2a to 2b.
  • Figure 2a shows the middle position of this coupling, while Figures 2b and 2c show the two extreme positions.
  • the range of rotation angles swept by the bristle carrier 38 can be adjusted by the choice of the distance of the bore 100 from the axis of rotation 52 of the shaft 34 and by the choice of the distance of the bore 110 from the axis of rotation 52 of the bristle carrier 38.
  • the preferred rotation angle range of the bristle carrier 38 can be in a value range of approximately +/- 35 °.
  • the second exemplary embodiment of a brush part 24 shown in FIG. 3 largely corresponds to the first exemplary embodiment described with reference to FIG. Therefore, only those features which differ are essentially dealt with in more detail below.
  • the shaft 34 is driven in rotation. This is indicated in FIG. 3 by arrow 145.
  • a pin 114 is provided on the brush part 24 of FIG. 3, which is firmly inserted in the bore 110 of the annular shoulder 61. Like the pin 112 in FIG. 1, the pin 114 is arranged approximately parallel to the axis of rotation 54 of the bristle carrier 38, but at a distance from this axis of rotation 54. In contrast to the pin 112 in FIG. 1, the pin 114 in FIG. 3 is longer.
  • the rod 102 moves back and forth in the bore 100 in the axial direction. Furthermore, the eyelet 103 rotates back and forth around the pin 114 and moves up and down in the axial direction of the pin 114. Overall, the rotating rotary movement of the shaft 34 is transmitted via the rod 102, the eyelet 103 and the pin 114 into an alternating rotary movement of the bristle carrier 38.
  • the selection of the distances of the rod 102 or of the pin 114 from the axes of rotation 52 and 54 of the shaft 34 and of the bristle carrier 38 can be used to set the swept angle range of the bristle carrier 38.
  • an angle of rotation range with a value of approximately +/- 35 ⁇ is preferred.
  • the third exemplary embodiment of a brush part 24 shown in FIG. 5 partially corresponds to the first or second exemplary embodiment of FIGS. 1 to 4. Therefore, only the different features are discussed in more detail below.
  • the shaft 34 and the shaft piece 75 of the brush part 24 shown in FIG. 5 can be driven alternately as well as rotating. This is expressed in FIG. 5 by the arrows 150 and 155. With an alternating drive, the shorter pin 112 is provided, whereas with a rotating drive, the longer pin 114 is provided.
  • the essential difference of the brush part 24 according to FIG. 5 is that the axis 56 is not received in the blind hole 57 as in the exemplary embodiments of FIGS. 1 to 4, but that in the third exemplary embodiment of FIG. 5 the axis 56 has a Bearing ball 122 is provided, which is mounted in a spherical bearing 120.
  • the spherical bearing 120 is housed in the elevation 63 of the brush part 24, so that the axis 56 is pivotally mounted about a point 124.
  • rod 102 is half of the bore 100 is fixed in its axial direction. This means that the rod 102 can rotate about its own axis in the bore 100, but is immovable in its axial direction.
  • FIG. 6 shows a fourth embodiment, a brush part 24, which has an outer and an inner bristle ring.
  • these two bristle rings are shown in FIG. 6 as the outer ring shoulder 61a and the inner ring shoulder 61b, which are arranged concentrically to the axis of rotation 54.
  • the outer ring shoulder 61a carries the bristles 45a
  • the inner ring shoulder 61b carries the bristles 45b.
  • the bristles 45a and 45b can also be held in carrier plates or carrier rings, these carrier plates or carrier rings then being able to be connected in a manner to the ring shoulders 61a and 61b, as is the case with the exemplary embodiments in FIGS. 1 to 5.
  • the shaft piece 75 is provided with two bores 100a and 100b, each parallel, but at a distance and thus eccentric to Axis of rotation 52 are arranged and in each of which a rod 102a and 102b is received.
  • the rods 102a and 102b are rotatable in the bores 100a and 100b and are movable in their axial direction.
  • An eyelet 103a and 103b is attached to the free ends of the rods 102a and 102b.
  • a bore 110a is made in the outer annular shoulder 61a, into which a pin 112a is firmly inserted.
  • the pin 112a is arranged parallel and eccentrically to the axis of rotation 54 of the axis 56 of the bristle carrier 38. Furthermore, the pin 112a passes through the eyelet 103a, the eyelet 103a rotating around the pin and being able to move back and forth in its axial direction.
  • a bore 110b is made in the annular shoulder 61b, into which a pin 112b is inserted, which further penetrates the eyelet 103b.
  • the bores 100a and 100b are arranged eccentrically with respect to the axis of rotation 52 of the shaft 34 on opposite sides.
  • the rods 102a and 102b via the eyelets 103a and 103b with the pins 112a and 112b, it is achieved that the outer ring shoulder 61a and the inner ring shoulder 61b execute rotational movements which alternate in opposite directions.
  • an alternating rotational movement of the shaft 34 leads to an alternating and opposite rotational movement of both bristle rings.
  • FIG. 7 shows a fifth exemplary embodiment of a fixing of the transmission element 214 consisting of the rod 102 and the pin 112.
  • a bore 200 is arranged eccentrically in the bristle carrier 38, which opens towards the underside 202 of the bristle carrier 38 and for receiving the pin 112 serves the is integrally connected to the rod 102.
  • the transmission element 214 is T-shaped, the transverse bar being formed by the pin 112 and the longitudinal bar being formed by the rod 102.
  • the rod 102 has a smaller diameter than the pin 112.
  • the bore 200 has an opening 206 over a central partial section of the bristle carrier 38 to the side wall 204 of the bristle carrier, in which the rod 102 is mounted after the transmission element 214 has been mounted on the bristle carrier 38 is axially displaceable and laterally pivotable.
  • an elongated slot-shaped opening 208 which extends radially to the side wall 204, is provided in a lower section of the bore 200 of the bristle carrier 38 and preferably has a narrowing 210 formed by projections 212.
  • the transmission element 214 is inserted into the bore 200 with the pin 112 and pushed axially upward for assembly on the bristle carrier 38, the rod 102 being received by the elongated slot-shaped opening 208 during assembly.
  • the constriction 210 is designed such that the rod 102 with its smaller diameter can easily pass through it, but the lower section of the pin 112 is fixed in the bore 200 by the projections 212.
  • incision 216 which is arranged essentially in a chord-like manner and which is open to the underside 202 and which is connected to a further incision 218 provided in the side wall 204.
  • the transmission element with the pin 112 is again inserted into the bore 200, the rod being pivoted away from the recess 206 obliquely to the rear so that it can be received by the incision 216.
  • the transmission element 214 is displaced axially upwards in the direction of the axis of the bore 200 until the rod 102 enters the incision 218.
  • the transmission element 214 can now be pivoted radially outward around the pin 112 are so that the rod 102 is received by the opening 206. Both one-sided sections of the pin 112 are fixed in the bore 200, the transmission element 214 being additionally secured against slipping out of the bore 200.
  • FIG. 9 shows a further exemplary embodiment of the invention, the same components having the same reference numbers being used in the preceding exemplary embodiments is drawn. In the following, only the differences in the construction and their function are described.
  • the driver and sensor are formed in one piece and have the shape of a T-piece 314.
  • the rod 102 is received in a receptacle, in particular a bore 100, which is arranged essentially parallel to the axis of rotation 52 of the shaft 34.
  • the driver is axially displaceable with respect to the axis of rotation 52 of the shaft 34.
  • the shaft 34 has a bore 302 which is arranged centrally to the axis of rotation 52 and which receives a pin 306 at one end.
  • the pin 306 engages with the other end in a bore 304 in the side wall of the pot-shaped receptacle 50. This measure ensures safe and play-free mounting of the shaft 34 in the carrier tube 36.
  • a further bore 308 In the side wall of the pot-shaped receptacle 50 there is a further bore 308 in which a pin 310 is arranged.
  • the pin 310 protrudes into the interior of the pot-shaped receptacle 50 and engages in a recess 312 of the pin 318 of the bristle carrier 38.
  • the bristle carrier 38 is against axial displacement on the axis 56 or against unintentional slipping off the latter Axis 56 secured.
  • the pickup which is designed in particular as a pin 112 in the receptacle, in particular in the form of a bore 110, is firmly coupled to the bristle carrier 38 with respect to an axial displacement in the direction of the axis of rotation 54.
  • a limiting element 316 or the like locking element is limited or completely avoided.
  • the bristle carrier 38 is not only set into an alternating, oscillating rotary movement about the axis of rotation 54, but also executes a reciprocating stroke movement in the direction of the axis of rotation 54. Due to this fixation of the transducer to the bristle carrier 38 in the axial direction (with respect to the axis of rotation 54), the bristle carrier 38 is raised in the direction of the axis of rotation 54 from the position shown in FIG. 9 by a certain value when the shaft 34 is from the ⁇ middle position is rotated to one of the two extreme positions to the left or right, based on the axis of rotation 52.
  • the stroke of the bristle carrier 38 is thus dependent on the eccentricity of the rod 102 or the height of the circular arc which the rod 102 traverses during a reciprocating movement of the shaft 34.
  • the bristle ends also perform a pushing movement on the teeth to be cleaned in addition to a wiping movement, as a result of which the effectiveness of tooth cleaning, not only in the Interdental spaces.

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Abstract

Es wird ein Bürstenteil (24) für eine elektrische Zahnbürste beschrieben, in dem eine drehbar gelagerte Welle (34) untergebracht ist, die alternierend oder rotierend angetrieben werden kann. An dem Bürstenteil (24) ist ein drehbar gelagerter Borstenträger (38) gehalten, dessen Drehachse (54) etwa rechtwinklig zur Drehachse (52) der Welle (34) angeordnet ist. In der Welle (34) ist eine etwa parallel und exzentrisch angeordnete Stange (102) beweglich aufgenommen. In einer Ringschulter (61) des Borstenträgers (38) ist ein etwa parallel und exzentrisch zur Drehachse (54) angeordneter Stift (112) gehalten. Der Stift (112) durchsetzt eine am freien Ende der Stange (102) angebrachte Öse (103) und ist in dieser beweglich. Wird die Welle (34) in eine Drehbewegung oder eine alternierende Bewegung versetzt, so wird diese Bewegung über die Stange (102), die Öse (103) und den Stift (112) auf den Borstenträger (38) übertragen. Unabhängig davon, ob die Welle (34) alternierend oder rotierend angetrieben wird, ergibt sich für den Borstenträger (38) immer eine alternierende Drehbewegung.

Description

Elektrische Zahnbürste mit drehbarem Borstenträger
Die Erfindung betrifft eine elektrische Zahnbürste mit einem Bür¬ stenteil, in dem eine drehbar gelagerte Welle untergebracht und an dem ein drehbar gelagerter Borstenträger gehalten ist, wobei die Drehachse des Borstenträgers winklig, insbesondere etwa rechtwinklig zur Drehachse der Welle angeordnet ist, und wobei Mittel vorgesehen sind zum alternierenden Antrieb des Borstenträ¬ gers durch die Welle.
Eine derartige elektrische Zahnbürste ist aus der Offenlegungs¬ schnft DE 39 37 850 AI bekannt. Dort erfolgt der Antrieb des Borstenträgers mit Hilfe eines Kegelradgetriebes. Diese Ausfüh¬ rung hat sich in der Praxis vielfach bewährt, erfordert jedoch einen alternierenden Antrieb der Welle der elektrischen Zahn¬ bürste.
Aus der Offenlegungsschrift DE 17 66 651 AI ist eine Vorrichtung zum Reinigen und Polieren von Zähnen bekannt, bei der ein ex¬ zentrisch von einer Welle abstehender Bolzen in eine Außenringnut eines verschiebbaren Zylinders eingreift, der des weiteren eine konische Mittelbohrung aufweist, in die ein Werkzeug zum Reinigen der Zähne eingesteckt werden kann. Durch eine Rotation der Welle wird über den exzentrischen Bolzen der Zylinder und damit auch das Reinigungswerkzeug in eine Auf- und Abbewegung versetzt. Das Reinigungswerkzeug ist gleichzeitig aufgrund der Außenringnut um seine Längsachse drehbar, so daß sich das Werkzeug beispielsweise beim Einführen in einen Zahnzwischenraum hinsichtlich seiner Win¬ kelstellung selbst justiert. Ein alternierender Antrieb des Rei¬ nigungswerkzeugs um seine Längsachse erfolgt jedoch nicht.
Aus der Offenlegungsschrift DE 32 33 266 AI ist eine Vorrichtung zur prophylaktischen Behandlung von Zahnkaries durch mechanische Massagebehandlung des Zahnschmelzes bekannt, bei der von einer aneiner Welle befestigten Scheibe ein exzentrisch angeordneter Zapfen absteht. Das Schaftende eines Massagenapfes ist in eine Hülse eingesteckt, die mit einer Längsnut versehen ist. Diese Längsnut ist dem exzentrischen Zapfen in der Weise zugeordnet, daß, sofern der Zapfen in die Längsnut eintaucht, bei einer Dreh¬ bewegung der Welle der Zapfen die Längsnut mitnimmt und damit auch die Hülse in eine Drehbewegung versetzt wird. Taucht jedoch der Zapfen nicht in die Längsnut ein, wie es beispielsweise in der Figur 2a der Offenlegungsschrift dargestellt ist, so hat dies zur Folge, daß die Welle nicht mit der Hülse gekoppelt ist. Wird in diesem Fall die Welle in eine Drehbewegung versetzt, so kann dies zur Folge haben, daß der Zapfen aufgrund der fehlenden Kopp¬ lung die Hülse nicht mitnimmt. Diese Gefahr besteht insbesondere dann, wenn die Welle alternierend angetrieben wird, da die Längs¬ nut der Hülse in diesem Fall genau im Umkehrpunkt der alternie¬ renden Drehbewegung nicht mit dem Zapfen gekoppelt ist. Auf jeden Fall ist mit dieser Vorrichtung nur eine solche alternierende Be¬ wegung des Massagekopfes mit einem stark begrenzten Drehwinkel realisierbar. Auch kann die Welle nicht rotierend angetrieben werden, da dann die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung nicht ge¬ geben ist. Somit ist die bekannte Vorrichtung in der Wirkung be¬ grenzt und im Aufbau kompliziert.
In der GB-PS 1208149 ist ein Reinigungsgerät beschrieben, das zwei konzentrische Reinigungsringe aufweist, die mit Hilfe von Kegelradgetrieben zueinander gegensinnig angetrieben sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrische Zahnbürste zu schaffen, die bei einfachem konstruktiven Aufbau einen alternie¬ renden Antrieb des Borstenträgers um einen großen Drehwinkel zu¬ läßt und deren Welle gegebenenfalls auch rotierend oder alter¬ nierend angetrieben werden kann. Diese Aufgabe wird im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Welle mit einem exzentrisch zu ihrer Drehachse angeordneten Mitnehmer und der Borstenträger mit einem exzentrisch zu seiner Drehachse angeordneten Aufnehmer versehen ist und der Mitnehmer mit dem Aufnehmer gekoppelt ist.
Durch diese Maßnahme wird dafür Sorge getragen, daß der Borsten¬ träger in eine alternierende Drehbewegung versetzt wird, unabhän¬ gig davon, ob die Welle eine rotierende oder eine alternierende Drehbewegung ausführt. In beiden Fällen gewährleisten der exzen¬ trisch angeordnete Mitnehmer und der exzentrisch angeordnete Auf¬ nehmer eine sichere Übertragung der Drehbewegungen auch über große Drehwinkel. Durch die Kopplung des Mitnehmers und des Auf¬ nehmers wird erreicht, daß die Wirkverbindung zwischen den beiden Bauteilen in jedem Fall erhalten bleibt. Für den alternierenden Antrieb des Borstenträgers sind somit nur der exzentrisch ange¬ ordnete Mitnehmer sowie der exzentrisch angeordnete Aufnehmer er¬ forderlich. Weitere Bauteile, insbesondere Getriebebauteile kön¬ nen entfallen. Der Aufbau der elektrischen Zahnbürste wird da¬ durch insgesamt vereinfacht.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist als Mitnehmer eine Stange vorgesehen, die in einer etwa parallel zur Drehachse der Welle angeordneten Bohrung aufgenommen ist. Der Mitnehmer besteht somit nur aus einem einzigem Bauteil, nämlich der parallel zur Drehachse angeordnete Stange, die zweckmäßigerweise aus Metall hergestellt ist.
Des weiteren kann als Aufnehmer ein Stift vorgesehen sein, der in einer etwa parallel zur Drehachse des Borstenträgers angeordneten Bohrung aufgenommen ist. Auch in diesem Fall ist für den Aufneh¬ mer nur ein einziges Bauteil erforderlich, nämlich der parallel zur Drehachse des Borstenträgers angeordnete Stift. Zweckmäßiger¬ weise ist dieser Stift ebenfalls aus Metall hergestellt. Es ist nun möglich, daß die Stange und der Stift fest miteinander verbunden oder auch einstückig ausgeführt sind. Es ist vorteil¬ haft, die Aufnahme für die Stange und den Stift so auszuführen, daß sich die Stange wie auch der Stift in den jeweiligen Aufnah¬ men drehen und in ihren axialen Richtungen bewegen können.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist die Stange an ihrem freien Ende mit einer Öse versehen, die von dem Stift durchsetzt ist. Bei dieser Ausführungsform ist die Bohrung der Stange vorteilhaft derart auszuführen, daß sich die Stange drehen und in axiale Richtung bewegen kann. Des weiteren ist die Öse um den Stift drehbar und in dessen axialer Richtung bewegbar.
Bei beiden Ausführungsformen der Kopplung der Stange und des Stifts ist eine sichere Verbindung zwischen diesen Bauteilen ge¬ währleistet. Die Kopplung zwischen der Stange und dem Stift kann im normalen Betrieb nicht getrennt werden.
Insbesondere die Ausführungsform, bei der die Stange mit der Öse versehen ist, bietet darüber hinaus den Vorteil einer einfachen und schnellen Montage.
Die Verwendung der exzentrisch angeordneten Stange sowie des ex¬ zentrisch angeordneten Stiftes hat darüber hinaus noch den Vor¬ teil, daß über eine Variation des Grades der Exzentrizität von Stange bzw. Stift der Winkelbereich der alternierenden Drehbewe¬ gung des Borstenträgers auf einfache Weise eingestellt werden kann. Es ist also möglich, durch die Wahl des Abstands beispiels¬ weise der Stange von der Drehachse der Welle den Drehwinkelbe- reich der alternierenden Drehbewegung des Borstenträgers zu ver¬ größern oder zu verkleinern.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Borsten¬ träger schwenkbar im Bürstenteil gelagert. Zu diesem Zweck ist der Borstenträger mit einer Achse versehen, die beispielsweise mittels einer Lagerkugel in einem Kalottenlager aufgenommen ist. Der Borstenträger ist somit einerseits wie bisher um seine eigene Drehachse drehbar, darüber hinaus jedoch auch noch um das Kalot¬ tenlager schwenkbar.
Ist in diesem Fall der Mitnehmer als Stange und der Aufnehmer als Stift ausgeführt, und wird in Abwandlung der bisherigen Ausfüh¬ rungsformen die Bohrung der Stange derart ausgeführt, daß sich die Stange zwar drehen, jedoch nicht in ihrer axialen Richtung bewegen kann, so hat dies zur Folge, daß der Borstenträger in eine alternierende Dreh- und Taumelbewegung versetzt wird. Diese vorteilhafte Ausgestaltung bewirkt eine erhöhte Reinigungswirkung der elektrischen Zahnbürste.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform weist der Bor¬ stenträger einen äußeren und einen inneren Borstenring auf, die beide um die Drehachse des Borstenträgers drehbar gelagert sind. Dem äußeren und dem inneren Borstenring ist jeweils ein Aufnehmer zugeordnet, wobei jeder Aufnehmer wiederum mit einem Mitnehmer gekoppelt ist. Zweckmäßigerweise sind die Mitnehmer auf einander gegenüberliegenden Seiten der Drehachse der Welle exzentrisch an¬ geordnet. Dies hat zur Folge, daß sich der äußere und der innere Borstenring in entgegengesetzten Drehrichtungen alternierend be¬ wegen, wodurch die Reinigungswirkung der Zahnbürste verbessert wird.
In einer besonderen Ausgestaltung weist der Borstenträger eine exzentrische Bohrung auf, die sich wenigstens zur Unterseite des Borstenträgers öffnet, wobei der Aufnehmer und Mitnehmer als ein¬ stückiges Übertragungselement ausgebildet sind. Durch diese Ma߬ nahme wird eine äußerst einfache Montage des Übertragungselemen¬ tes in der Zahnbürste gewährleistet. Von Vorteil weist die Bohrung über einen mittleren Teilabschnitt des Borstenträgers eine Durchbrechung zur Seitenwand des Bor¬ stenträgers auf. Die Durchbrechung erlaubt einen Austritt der Stange des Übertragungselementes, die dann ohne weiteres in die in der Welle vorgesehene Aufnahme eingeführt werden kann.
Von Vorteil ist das Übertragungselement T-förmig ausgebildet, wo¬ bei die Stange bevorzugt einen geringeren Durchmesser aufweist als der Stift. Hierdurch wird die Möglichkeit gegeben, den Stift an beiden Endabschnitten im Borstenträger trotz einfacher Montage des Ubertragungselementes am Borstenträger zu lagern. Natürlich kann das Übertragungselement auch L-förmig ausgebildet sein oder andere zweckmäßige Formgestaltungen aufweisen.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist in einem unteren Teilabschnitt der Bohrung des Borstenträgers eine insbe¬ sondere langschlitzförmige, sich radial zur Seitenwand er¬ streckende Öffnung vorgesehen, die bevorzugt eine durch Ansätze gebildete Verengung aufweist. Diese Ausführungsform weist den Vorteil einer äußerst einfachen Montage auf, da das insbesondere T-förmig ausgebildete Übertragungselement mit seinem Stift ein¬ fach von der Unterseite des Borstenträgers in die Bohrung einge¬ schoben wird, wobei die Stange des Übertragungselementes während des Montagevorganges von der langschlitzförmigen Öffnung aufge¬ nommen wird. Nach Beendigung der Montage des Ubertragungselemen¬ tes erstreckt sich dessen Stange durch die in dem mittleren Teil¬ abschnitt des Borstenträgers vorgesehene Durchbrechung hin zur Welle des Bürstenteils. Die von den Ansätzen gebildete Verengung der langschlitzförmigen Öffnung, dient dazu, auch den zur Unter¬ seite des Borstenträgers weisenden Abschnitt des Stiftes am Bor¬ stenträger zu lagern. Da die Stange vorzugsweise einen geringeren Durchmesser als der Stift aufweist, läßt sich die Stange während der Montage am Borstenträger durch die Verengung hindurchführen, während nach Beendigung des Montagevorganges die Ansätze einer Art Widerlager für den Stift bilden. Der andere Abschnitt des Stiftes wird in der Bohrung im Borstenträger gelagert. Nach einer weiteren, äußerst vorteilhaften Ausgestaltung der Er¬ findung ist in einem unteren Teilabschnitt der Bohrung des Bor¬ stenträgers ein im wesentlichen sehnenartig angeordneter, zu Un¬ terseite offener Einschnitt vorgesehen, der sich von der Bohrung weg zu einem Seitenwandabschnitt erstreckt, und der mit einem weiteren, in der Seitenwand vorgesehenen, Einschnitt in Verbin¬ dung steht. Hier erfolgt die Montage des Übertragungselementes ebenfalls in der Weise, daß dieses mit dem Stift von unten in die Bohrung eingeführt wird, wobei das Übertragungselement so zu po¬ sitionieren ist, daß die Stange in dem zur Unterseite offenen Einschnitt Aufnahme findet. Das Übertragungselement wird axial bezüglich des Borstenträgers zu dessen Oberseite verschoben, bis die Stange in dem in der Seitenwand vorgesehenen Einschnitt zum Liegen kommt. Dann kann die Stange um den Stift aus dieser Posi¬ tion radial nach außen in die endgültige Montagestellung ge¬ schwenkt werden. Diese weitere Ausgestaltung hat den großen Vor¬ teil, daß der Stift an beiden Endabschnitten am Borstenträger festgelegt und darüber hinaus gegen ein Herausrutschen aus der Bohrung gesichert ist. Auch diese Art der Montage des Übertra¬ gungselementes an dem Borstenträger ist äußerst einfach und kann maschinell erfolgen.
Insbesondere ist es für alle Ausführungsformen nicht zwingend er¬ forderlich, daß die Drehachse des Borstenträgers in etwa recht¬ winklig zur Drehachse der Welle und/oder der als Stift ausgebil¬ dete Aufnehmer in etwa parallel zur Drehachse des Borstenträgers angeordnet sind. Durch abweichende winklige Anordnungen dieser Komponenten ist der alternierende Antrieb des Borstenträgers hin¬ sichtlich Rotationswinkel, Kreisbeschleunigung und weiteren Para¬ metern positiv beeinflußbar.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfin¬ dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausfüh¬ rungsbeispiele, die in der Zeichnung näher dargestellt sind. Da¬ bei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den An¬ sprüchen und deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Aus¬ führungsbeispiels des Bürstenteils einer elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung, mit alternierend ange¬ triebener Welle,
Fig. 2a bis 2c schematische Schnittdarstellungen durch den Bürstenteil der Fig. 1 entlang der Ebene II - II,
Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Aus¬ führungsbeispiels des Bürstenteils einer elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung, mit rotierend angetriebe¬ ner Welle,
Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung durch das Bürsten¬ teil der Fig. 3 entlang der Ebene IV - IV,
Fig. 5 eine schematische Perspektivdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des Bürstenteils einer elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung,
Fig. 6 eine schematische Schnittdarstellung eines vierten Aus¬ führungsbeispiels des Bürstenteils einer elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung.
Fig. 7a bis 7e eine schematische Darstellung in Seitenansicht und meh¬ reren Schnitten eines fünften Ausführungsbeispiels der Festlegung des Ubertragungselementes an dem Borsten¬ träger, Fi g. 8a bis 8e eine schematische Darstellung in Seitenansicht und meh¬ reren Schnitten eines sechsten Ausführungsbeispiels der Festlegung des Übertragungselementes an dem Borsten¬ träger und
Fig. 9 eine schematische Schnittdarstellung eines siebten Aus¬ führungsbeispiels des Bürstenteils einer elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung, wobei der Borstenträger neben der oszillierenden Bewegung um die Drehachse eine zusätzliche Hubbewegung in Richtung der Drehachse aus¬ führt.
Die nachfolgende Beschreibung basiert auf der eingangs bereits genannten Offenlegungsschrift DE 39 37 850 AI der Anmelderin, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch ausdrücklichen Bezug in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird. Insbesondere wird auf die allgemeine Beschreibung der elektrischen Zahnbürste an¬ hand der Figur 1 der Offenlegungsschrift DE 39 37 850 AI verwie¬ sen.
Die Figur 1 zeigt als erstes Ausführungsbeispiel ein Bürstenteil 24, das in nicht näher dargestellter Weise mit einem Griffteil einer elektrischen Zahnbürste verbunden werden kann. Das Bürsten¬ teil 24 besteht aus einem hohlen Trägerrohr 36, in dem eine Welle 34 mit einem aufgesteckten Wellenstück 75 untergebracht ist. Die Welle 34 ist in nicht näher dargestellter Weise mit einem in dem Griffteil der Zahnbürste untergebrachten Elektro¬ motor gekoppelt, der die Welle 34 in eine alternierende Drehbewe¬ gung versetzt. Dies ist in der Figur 1 durch den Pfeil 140 kennt¬ lich gemacht.
An seinem dem Griffteil der Zahnbürste abgewandten Ende geht das Trägerrohr 36 in eine nach oben offene, topfförmige Aufnahme 50 über. In dieser Aufnahme 50 ist ein Borstenträger 38 unterge¬ bracht, wobei eine Trägerplatte 44 mit darin gehaltenen Borsten 45 die Öffnung der Aufnahme 50 abdeckt. Auf der der Trägerplat-te 44 gegenüberliegenden Seite der Aufnahme 50 ist eine Erhebung 63 vorgesehen, in die eine Sacklochbohrung 57 eingebracht ist. In der Sacklochbohrung 57 ist eine Achse 56 aufgenommen, die der drehbaren Lagerung des Borstenträgers 38 dient.
Auf die Achse 56 ist mittels einer Sacklochbohrung 55 ein Zapfen 59 aufgesteckt, der auf seiner der Erhebung 63 zugewandten Seite zu einer Ringschulter 61 erweitert ist. Auf den Zapfen 59 ist ein Hülsenabschnitt 58 for schlüssig aufgesteckt, wobei dieser Hül¬ senabschnitt 58 mit der Trägerplatte 44 verbunden ist.
Der gesamte Borstenträger 38, also die Trägerplatte 44 mit den Borsten 45 sowie der Zapfen 59 mit der Ringschulter 61 sind um die von der Achse 56 gebildete Drehachse 54 drehbar gelagert. Ebenso ist die Welle 34 zusammen mit dem Wellenstück 75 um die von der Welle 34 gebildete Drehachse 52 drehbar gelagert, wobei diese Drehachse gleichzeitig die Längsmittelachse des Trägerrohrs 36 und damit des Bürstenteils 24 darstellt. Die Drehachse 54 des Borstenträgers 38 und die Drehachse 52 der Welle 34 sind winklig zueinander angeordnet, wobei der Winkel etwa 90° aufweist.
Etwa paralell zur Drehachse 52 der Welle 34, jedoch mit Abstand zu dieser Drehachse 52 ist in dem Wellenstück 75 auf der der Auf¬ nahme 50 zugewandten Seite eine Bohrung 100 exzentrisch einge¬ bracht. In der Bohrung 100 ist eine Stange 102 aufgenommen, die an ihrem aus dem Wellenstück 75 herausragenden freien Ende eine Öse 103 aufweist. Der Durchmesser der Bohrung 100 ist geringfügig größer gewählt als der Durchmesser der Stange 102. Auf diese Weise wird erreicht, daß sich die Stange 102 in der Bohrung 100 um ihre eigene Achse drehen und in axialer Richtung hin- und her¬ bewegen kann. In dem dem Wellenstück 75 zugewandten Bereich der Ringschulter 61 ist eine Bohrung 110 eingebracht, die paralell zur Drehachse 54 des Borstenträgers 38, jedoch mit Abstand zu dieser Drehachse 54 exzentrisch angeordnet ist. In der Bohrung 110 ist ein Stift 112 fest eingesteckt, dessen über die Ringschulter 61 herausragendes freies Ende sich durch die Öse 103 der Stange 102 erstreckt. Der Durchmesser der Öse 103 ist geringfügig größer als der Durchmes¬ ser des Stifts 112, so daß sich die Öse 103 um den Stift 112 dre¬ hen sowie in axialer Richtung des Stifts 112 hin- und herbewegen kann.
Die Stange 102 und damit die Welle 34 des Bürstenteils 24 sind somit über die Öse 103 mit dem Stift 112 und damit mit dem Bor¬ stenträger 38 gekoppelt.
Anhand der Figuren 2a bis 2b wird nachfolgend die Wirkungsweise der Kopplung im eingeschalteten Betriebszustand der elektrischen Zahnbürste erläutert. Figur 2a zeigt dabei die Mittelstellung dieser Kopplung, während die Figuren 2b und 2c die beiden Extremstellungen darstellen.
Wird die Welle 34 und damit das Wellenstück 75 in der mit dem Pfeil 130 angegebenen Richtung um die Drehachse 52 in Bewegung versetzt, so hat dies zur Folge, daß die Stange 102 in der Figur 2a nach unten bewegt wird, über die Öse 103 und den Stift 112 wird dadurch die Ringschulter 61 und damit der Borstenträger 38 um die Achse 56 in die mit dem Pfeil 131 angegebene Richtung ge¬ dreht. Bei dieser Drehbewegung bewegt sich die Stange 102 um ein Stück aus der Bohrung 100 heraus, um damit den sich vergrößernden Abstand des Stifts 112 von dem Wellenstück 75 auszugleichen. Gleichzeitig dreht sich die Öse 103 um den Stift 112, um dadurch ebenfalls die Drehung der Ringschulter 61 um die Achse 56 auszu¬ gleichen. Die gesamte, mit den Pfeilen 130 und 131 angegebene Drehbewegung setzt sich fort, bis die in der Figur 2b dargestell¬ te Extremstellung erreicht ist. Bei der in der Figur 2b gezeigten Extremstellung dreht sich die Drehrichtung des Wellenstücks 75 um, und zwar in die Richtung des Pfeiles 133. Diese Drehbewegung des Wellenstücks 75 wird über die Stange 102, die Öse 103 und den Stift 112 wieder auf die Ring¬ schulter 61 und damit auf den Borstenträger 38 übertragen, und zwar in eine Drehung in Richtung des Pfeiles 134. Bei dieser Drehbewegung verkürzt sich zuerst der Abstand des Stiftes 112 von dem Wellenstück 75, so daß die Stange 102 zuerst weiter in die Bohrung 100 eintaucht. Sobald jedoch die in der Figur 2a gezeigte Mittelstellung überschritten ist, bewegt sich die Stange 102 auf¬ grund eines sich vergrößernden Abstands wieder aus der Bohrung 100 heraus. Des weiteren dreht sich die Öse 103 während der ge¬ samten Drehbewegung um den Stift 112.
Ist die in der Figur 2c dargestellte andere Extremstellung er¬ reicht, so drehen sich die Bewegungsrichtungen wieder um, was in der Figur 2c mit den Pfeilen 136 und 137 zum Ausdruck gebracht ist. Die Stange 102 bewegt sich wieder in der Bohrung 100 und die Öse 103 dreht sich wieder um den Stift 112. Es wird dann die in der Figur 2a dargestellte Mittelstellung erreicht, so daß ein vollständiger Zyklus abgeschlossen ist.
Insgesamt wird somit die alternierende Drehbewegung der Welle 34 über die Stange 102, die Öse 103 und den Stift 112 in eine alter¬ nierende Drehbewegung des Borstenträgers 38 übertragen.
Der vom Borstenträger 38 überstrichene Drehwinkelbereich kann durch die Wahl des Abstands der Bohrung 100 von der Drehachse 52 der Welle 34 sowie durch die Wahl des Abstands der Bohrung 110 von der Drehachse 52 des Borstenträgers 38 eingestellt werden. Der bevorzugte Drehwinkelbereich des Borstenträgers 38 kann in einem Wertbereich von etwa +/-35° liegen. Das in der Figur 3 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel eines Bür¬ stenteils 24 entspricht weitestgehend des anhand der Figur 1 be¬ schriebenen ersten Ausführungsbeispiels. Es wird deshalb nach¬ folgend im wesentlichen nur auf diejenigen Merkmale näher einge¬ gangen, die unterschiedlich sind.
Bei dem Bürstenteil der Figur 3 ist die Welle 34 rotierend ange¬ trieben. Dies ist in der Figur 3 durch den Pfeil 145 kenntlich gemacht. An dem Bürstenteil 24 der Figur 3 ist ein Stift 114 vor¬ gesehen, der in der Bohrung 110 der Ringschulter 61 fest einge¬ steckt ist. Der Stift 114 ist wie der Stift 112 der Figur 1 etwa paralell zur Drehachse 54 des Borstenträgers 38, jedoch mit Ab¬ stand zu dieser Drehachse 54 angeordnet. Im Unterschied zum Stift 112 der Figur 1 ist der Stift 114 der Figur 3 jedoch länger be¬ messen.
Anhand der Figur 4 wird nachfolgend die Wirkungsweise der über die Stange 102, die Öse 103 und den Stift 114 ausgeführte Kopp¬ lung der Welle 34 und des Borstenträgers 38 näher erläutert.
Wird die Welle 34 und damit das Wellenstück 75 in eine Rotation um die Drehachse 52 versetzt, wie dies in der Figur 4 mit dem Pfeil 145 angedeutet ist, so hat dies zur Folge, daß die Stange 102 andauernd hinsichtlich der Drehachse 52 nach oben und nach unten bewegt wird. Aufgrund der Kopplung der Stange 102 über die Öse 103 mit dem Stift 114 hat dies eine Drehbewegung der Ring¬ schulter 61 und damit des Borstenträgers 38 um die Achse 56 zur Folge. Aufgrund der Auf- und Abbewegung der Stange 102 handelt es sich bei der Drehbewegung der Ringschulter 61 um eine alternie¬ rende Drehbewegung, wie dies in der Figur 4 durch die Pfeile 146 zum Ausdruck gebracht wird.
Während der Rotation der Welle 34 bewegt sich die Stange 102 in axialer Richtung in der Bohrung 100 hin und her. Des weiteren dreht sich die Öse 103 um den Stift 114 hin und her und bewegt sich in axialer Richtung des Stifts 114 nach oben und nach unten. Insgesamt wird also die rotierende Drehbewegung der Welle 34 über die Stange 102, die Öse 103 und den Stift 114 in eine alternie¬ rende Drehbewegung des Borstenträgers 38 übertragen.
Wie bereits erwähnt, kann auch in diesem Fall mit Hilfe der Wahl der Abstände der Stange 102 oder des Stifts 114 von den Dreh¬ achsen 52 und 54 der Welle 34 und des Borstenträgers 38 der über¬ strichene Drehwinkelbereich des Borstenträgers 38 eingestellt werden. Bevorzugt ist dabei wieder ein Drehwinkelbereich mit einem Wert von etwa +/-35β.
Das in der Figur 5 dargestellt dritte Ausführungsbeispiel eines Bürstenteils 24 stimmt in Teilen mit dem ersten bzw. zweiten Aus¬ führungsbeispiel der Figuren 1 bis 4 überein. Es wird deshalb nachfolgend nur auf die unterschiedlichen Merkmale näher einge¬ gangen.
Die Welle 34 und das Wellenstück 75 des in der Figur 5 gezeigten Bürstenteils 24 kann alternierend, wie auch rotierend angetrieben werden. Dies ist in der Figur 5 durch die Pfeile 150 und 155 zum Ausdruck gebracht. Bei einem alternierenden Antrieb ist der kür¬ zere Stift 112, wohingegen bei einem rotierenden Antrieb der län¬ gere Stift 114 vorgesehen.
Der wesentliche Unterschied des Bürstenteils 24 nach der Figur 5 besteht darin, daß die Achse 56 nicht wie bei den Ausführungsbei¬ spielen der Figuren 1 bis 4 in der Sacklochbohrung 57 aufgenommen ist, sondern daß bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Figur 5 die Achse 56 mit einer Lagerkugel 122 versehen ist, die in einem Kalottenlager 120 gelagert ist. Das Kalottenlager 120 ist dabei in der Erhebung 63 des Bürstenteils 24 untergebracht, so daß die Achse 56 um einen Punkt 124 schwenkbar gelagert ist.
Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß die Stange 102 inner- halb der Bohrung 100 in ihrer axialen Richtung fixiert ist. Dies bedeutet, daß sich die Stange 102 um ihre eigene Achse in der Bohrung 100 drehen kann, jedoch in ihrer axialen Richtung unbe¬ weglich ist.
Wird die Welle 34 in eine alternierende oder rotierende Drehbewe¬ gung versetzt, so hat dies, wie bereits anhand der Figuren 1 bis 4 erläutert worden ist, eine alternierende Drehbewegung der Ring¬ schulter 61 und damit des Borstenträgers 38 zur Folge. Durch die Fixierung der Stange 102 in der Bohrung 100 kann jedoch der sich andauernd ändernde Abstand des Stifts 112 oder des Stifts 114 von dem Wellenstück 75 nicht ausgeglichen werden. Dies hat zur Folge, daß die Ringschulter 61 und damit der gesamte Borstenträger 38 diesen sich ändernden Abstand ausgleichen muß. Dies wird mit Hilfe der schwenkbaren Lagerung der Achse 56 dadurch ermöglicht, daß der Borstenträger 38 um den Punkt 124 hin- und herschwenkt. Der Borstenträger 38 führt damit insgesamt eine alternierende Dreh- und Taumelbewegung aus.
In der Figur 6 ist als viertes Ausführungsbeispiel ein Bürsten¬ teil 24 gezeigt, das einen äußeren und einen inneren Borstenring aufweist. Der Einfachheit halber sind diese beiden Borstenringe in der Figur 6 als äußere Ringschulter 61a und innnere Ring¬ schulter 61b dargestellt, die konzentrisch zur Drehachse 54 ange¬ ordnet sind. Die äußere Ringschulter 61a trägt die Borsten 45a und die innere Ringschulter 61b trägt die Borsten 45b. Es ver¬ steht sich, daß bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 6 die Bor¬ sten 45a und 45b auch in Trägerplatten oder Trägerringen gehalten sein können, wobei diese Trägerplatten oder Trägerringe dann in einer Art und Weise mit den Ringschultern 61a und 61b verbunden sein können, wie dies bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 5 der Fall ist.
Das Wellenstück 75 ist mit zwei Bohrungen 100a und 100b versehen, die jeweils parllel, aber mit Abstand und damit exzentrisch zur Drehachse 52 angeordnet sind und in denen jeweils eine Stange 102a und 102b aufgenommen ist. Die Stangen 102a und 102b sind in den Bohrungen 100a und 100b drehbar und in ihrer axialen Richtung beweglich angeordnet. An den freien Enden der Stangen 102a und 102b ist jeweils eine Öse 103a und 103b angebracht.
In der äußeren Ringschulter 61a ist eine Bohrung 110a einge¬ bracht, in die ein Stift 112a fest eingesteckt ist. Der Stift 112a ist paralell und exzentrich zur Drehachse 54 der Achse 56 des Borstenträgers 38 angeordnet. Des weiteren durchsetzt der Stift 112a die Öse 103a, wobei sich die Öse 103a um den Stift drehen und sich in dessen axialer Richtung hin- und herbewegen kann.
In entsprechender Weise ist in der Ringschulter 61b eine Bohrung 110b eingebracht, in die ein Stift 112b eingesteckt ist, der des weiteren die Öse 103b durchsetzt.
Wie aus der Figur 6 zu entnehmen ist, sind die Bohrungen 100a und 100b hinsichtlich der Drehachse 52 der Welle 34 auf einander ge¬ genüberliegenden Seiten exzentrisch angeordnet. Durch die Kopp¬ lung der Stangen 102a und 102b über die Ösen 103a und 103b mit den Stiften 112a und 112b wird erreicht, daß die äußere Ring¬ schulter 61a und die innere Ringschulter 61b gegenläufig alter¬ nierende Drehbewegungen ausführen. Insgesamt führt bei dem Aus¬ führungsbeispiel der Figur 6 eine alternierende Drehbewegung der Welle 34 zu einer alternierenden und gegenläufigen Drehbewegung beider Borstenringe übertragen.
Figur 7 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel einer Festlegung des aus der Stange 102 und dem Stift 112 bestehenden Übertra¬ gungselements 214. In dem Borstenträger 38 ist exzentrisch eine Bohrung 200 angeordnet, die sich zur Unterseite 202 des Borsten¬ trägers 38 öffnet und zur Aufnahme des Stiftes 112 dient, der einstückig mit der Stange 102 verbunden ist. Das Ubertragungs- element 214 ist T-förmig ausgebildet, wobei der Querbalken durch den Stift 112 und der Längsbalken durch die Stange 102 gebildet wird. Von Vorteil hat die Stange 102 einen geringeren Durchmesser als der Stift 112. Die Bohrung 200 weist über einen mittleren Teilabschnitt des Borstenträgers 38 eine Durchbrechung 206 hin zur Seitenwand 204 des Borstenträgers auf, in der nach erfolgter Montage des Ubertragungselementes 214 am Borstenträger 38 die Stange 102 axial verschiebbar und seitlich verschwenkbar aufge¬ nommen ist. Zur Montage dieses Übertragungselementes 214 ist in einem unteren Teilabschnitt der Bohrung 200 des Borstenträgers 38 eine langschlitzförmige, sich radial zur Seitenwand 204 er¬ streckende Öffnung 208 vorgesehen, die bevorzugt eine durch An¬ sätze 212 gebildete Verengung 210 aufweist. Das Ubertragungs- element 214 wird zur Montage am Borstenträger 38 mit dem Stift 112 in die Bohrung 200 eingeführt und axial nach oben gedrückt, wobei die Stange 102 während der Montage von der langschlitz- fδrmigen Öffnung 208 aufgenommen wird. Die Verengung 210 ist der¬ art ausgebildet, daß die Stange 102 mit ihrem geringeren Durch¬ messer diese ohne weiteres passieren kann, jedoch der untere Ab¬ schnitt des Stiftes 112 durch die Ansätze 212 in der Bohrung 200 festgelegt ist.
Nach Figur 8 ist in einem unteren Teilabschnitt der Bohrung 200 des Borstenträgers 38 ein sich im wesentlichen sehnenartig ange¬ ordneter, zur Unterseite 202 offener Einschnitt 216 vorgesehen, der mit einem weiteren, in der Seitenwand 204 vorgesehenen Ein¬ schnitt 218 in Verbindung steht. In diesem Fall wird das Über¬ tragungselement mit dem Stift 112 wiederum in die Bohrung 200 eingeführt, wobei die Stange von der Ausnehmung 206 schräg nach hinten weg geschwenkt ist, so daß sie von dem Einschnitt 216 auf¬ genommen werden kann. Das Übertragungselement 214 wird axial nach oben in Richtung der Achse der Bohrung 200 verschoben, bis die Stange 102in den Einschnitt 218 gelangt. Das Übertragungselement 214 kann nun um den Stift 112 herum radial nach außen geschwenkt werden, so daß die Stange 102 von der Durchbrechung 206 aufgenom¬ men wird. Beide einseitigen Abschitte des Stiftes 112 sind in der Bohrung 200 festgelegt, wobei das Übertragungselement 214 zusätz¬ lich gegen ein Herausrutschen aus der Bohrung 200 gesichert ist.
Die beiden Ausführungsbeispiele der Figuren 7 und 8 lassen sich mit den Ausführungsformen der Figuren 1 bis 6 beliebig kombinie¬ ren. In Figur 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfin¬ dung dargestellt, wobei zu den vorhergehenden Ausführungsbeispie¬ len gleiche Bauteile mit entsprechenden Bezugsziffern gekenn¬ zeichnet wird. Im weiteren werden lediglich die Unterschiede des konstruktiven Aufbaus und deren Funktion geschildert. Der Mitneh¬ mer und Aufnehmer sind einstückig ausgebildet und weisen die Form eines T-Stückes 314 auf. Die Stange 102 ist in einer im wesent¬ lichen parallel zu der Drehachse 52 der Welle 34 angeordneten Aufnahme, insbesondere eine Bohrung 100, aufgenommen. Der Mit¬ nehmer ist bezüglich der Drehachse 52 der Welle 34 axial ver¬ schiebbar gelagert. Desweiteren weist die Welle 34 eine zur Dreh¬ achse 52 zentrisch angeordnete Bohrung 302 auf, die einen Stift 306 einends aufnimmt. Der Stift 306 greift mit dem anderen Ende in eine Bohrung 304 in der Seitenwand der topffδrmigen Aufnahme 50 ein. Durch diese Maßnahme wird eine sichere und spielfreie Lagerung der Welle 34 in dem Trägerrohr 36 gewährleistet. In der Seitenwand der topfför igen Aufnahme 50 ist eine weitere Boh¬ rung 308 angebracht, in der ein Stift 310 angeordnet ist. Der Stift 310 ragt in den Innenraum der topfförmigen Aufnahme 50 hinein und greift in eine Ausnehmung 312 des Zapfens 318 des Bor¬ stenträgers 38. Durch diese Maßnahme ist der Borstenträger 38 gegen eine axiale Verschiebung auf der Achse 56 bzw. gegen ein unbeabsichtigtes Abrutschen von dieser Achse 56 gesichert. Im Un¬ terschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist der insbesondere als Stift 112 ausgebildete Aufnehmer in der insbe¬ sondere als Bohrung 110 ausgebildeten Aufnahme mit dem Borsten¬ träger 38 fest bezüglich einer axialen Verschiebung in Richtung der Drehachse 54 gekoppelt. Insbesondere besteht die Möglichkeit, daß eine axiale Verschiebung des Aufnehmers in der Aufnahme des Borstenträgers 38 durch ein Begrenzungselement 316 oder der¬ gleichen Feststellele ent begrenzt bzw. gänzlich vermieden wird. Durch diese Maßnahme wird der Borstenträger 38 nicht nur in eine alternierend oszillierende Drehbewegung um die Drehachse 54 ver¬ setzt, sondern führt zusätzlich eine hin- und hergehende Hubbewe¬ gung in Richtung der Drehachse 54 aus. Aufgrund dieser Fixierung des Aufnehmers an dem Borstenträger 38 in axialer Richtung (bezo¬ gen auf die Drehachse 54) wird der Borstenträger 38 in Richtung der Drehachse 54 von der in Figur 9 dargestellten Position um einen bestimmten Wert angehoben, wenn die Welle 34 von der dar¬ gestellten Mittelstellung in eine der beiden Extremstellungen nach links bzw. rechts, bezogen auf die Drehachse 52, gedreht wird. Somit ist der Hub des Borstenträgers 38 abhängig von Exzen¬ trizität der Stange 102 bzw. der Höhe des Kreisbogens, der von der Stange 102 während einer Hin- und Herbewegung der Welle 34 durchlaufen wird. Durch diese der hin- und hergehenden oszillie¬ renden Drehbewegung des Borstenträgers 38 überlagerten Hubbewe¬ gung in Richtung der Drehachse führen die Borstenenden auf den zu reinigenden Zähnen neben einer Wischbewegung auch eine Stoßbewe¬ gung aus, wodurch die Effektivität der Zahnreinigung, nicht nur in den Interdentalräumen, erhöht wird.

Claims

Patentansprüche
Elektrische Zahnbürste mit einem Bürstenteil (24), in dem eine drehbar gelagerte Welle (34) untergebracht und an dem ein drehbar gelagerter Borstenträger (38) gehalten ist, wo¬ bei die Drehachse (54) des Borstenträgers (38) winklig, ins¬ besondere etwa rechtwinklig zur Drehachse (52) der Welle (34) angeordnet ist, und wobei Mittel vorgesehen sind zum alternierenden Antrieb des Borstenträgers (38) durch die Welle (34), dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (34) mit einem exzentrisch zu ihrer Drehachse (52) angeordneten Mit¬ nehmer und der Borstenträger (38) mit einem exzentrisch zu seiner Drehachse (54) angeordneten Aufnehmer versehen ist und der Mitnehmer mit dem Aufnehmer gekoppelt ist.
Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß als Mitnehmer eine Stange (102) vorgesehen ist, die in einer etwa parallel zur Drehachse (52) der Welle (34) an¬ geordneten Aufnahme, insbesondere eine Bohrung (100) auf¬ genommen ist.
Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, da- durch gekennzeichnet, daß als Aufnehmer ein Stift (112, 114) vorgesehen ist, der in einer etwa parallel zur Dreh¬ achse (54) des Borstenträgers (38) angeordneten Aufnahme, insbesondere eine Bohrung (110) aufgenommen ist.
Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 2 und Anspruch 3, da- durch gekennzeichnet, daß die Stange (102) an ihrem freien Ende mit einer Öse (103) versehen ist, die von dem Stift (112, 114) durchsetzt ist, wobei die Stange (102) in ihrer Aufnahme, insbesondere der Bohrung (100) drehbar und in axi¬ aler Richtung bewegbar ist und die Öse (103) um den Stift (112, 114) drehbar und in dessen axialer Richtung bewegbar ist.
5. Elektrische Zahnbürste nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da- durch gekennzeichnet, daß der Borstenträger (38) mit einer um die Drehachse (54) drehbaren Achse (56) versehen ist, wo¬ bei die Achse (56) schwenkbar im Bürstenteil (24) gelagert ist.
6. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Achse (56) mit einer Lagerkugel (122) versehen ist, die in einem Kalottenlager (120) des Bürstenteils (24) aufgenommen ist.
7. Elektrische Zahnbürste nach einem der Ansprüche 2 bis 6, da- durch gekennzeichnet, daß die Stange (102) in ihrer Auf¬ nahme, z. B. der Bohrung (100) drehbar, jedoch in axialer Richtung unverschiebbar angeordnet ist.
8. Elektrische Zahnbürste nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da- durch gekennzeichnet, daß die Welle (34) alternierend oder rotierend antreibbar ist.
9. Elektrische Zahnbürste nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da- durch gekennzeichnet, daß der Borstenträger (38) einen äuße¬ ren Borstenring (61a) und einen inneren Borstenring (61b) aufweist, die um die Drehachse (54) des Borstenträgers (38) drehbar gelagert sind, daß dem äußeren Borstenring (61a) ein erster Aufnehmer (110a, 112a) zugeordnet ist, der mit einem ersten Mitnehmer (100a, 102a, 103a) gekoppelt ist, und daß dem inneren Borstenring (61b) ein zweiter Aufnehmer (110b, 112b) zugeordnet ist, der mit einem zweiten Mitnehmer (100b, 102b, 103b) gekoppelt ist.
10. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich¬ net, daß der erste und der zweite Mitnehmer (100a, 100b, 102a, 102b, 103a, 103b) auf einander gegenüberliegende Sei¬ ten der Drehachse (52) der Welle (34) angeordnet sind.
11. Elektrische Zahnbürste nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da- durch gekennzeichnet, daß der Borstenträger (38) eine ex¬ zentrische Bohrung (200) aufweist, die sich wenigstens zur Unterseite (202) des Borstenträgers (38) öffnet, und der Aufnehmer und Mitnehmer als einstückiges Ubertragungselement (214) ausgebildet sind.
12. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Bohrung (200) über einen mittleren Teil¬ abschnitt des Borstenträgers (38) eine Durchbrechung (206) zur Seitenwand (204) des Borstenträgers (38) aufweist.
13. Elektrische Zahnbürste nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungselement (214) T-förmig ausgebildet ist, wobei die Stange (102) bevorzugt einen geringeren Durchmesser d aufweist, als der Stift (112) mit einem Durchmesser D.
14. Elektrische Zahnbürste nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß in einem unteren Teilabschnitt der Bohrung (200) des Borstenträgers (38) eine insbesondere langschlitzförmige, sich radial zur Seitenwand (204) er¬ streckende Öffnung (208) vorgesehen ist, die bevorzugt eine durch Ansätze (212) gebildete Verengung (210) aufweist.
15. Elektrische Zahnbürste nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzei hnet, daß in einem unteren Teilabschnitt der Bohrung (200) des Borstenträgers (38) ein sich im we¬ sentlichen sehnenartig erstreckender, zur Unterseite (202) offener Einschnitt (216) vorgesehen ist, der mit einem wei¬ teren, in der Seitenwand (204) vorgesehenen Einschnitt (218) in Verbindung steht.
16. Elektrische Zahnbürste nach einem der Ansprüche 1 - 3, da- durch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer und Aufnehmer ein¬ stückig, insbesondere in Form eines T-Stückes (314) ausge¬ bildet sind.
17. Elektrische Zahnbürste nach einem der Ansprüche 1 - 3, 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (34) eine zur Dreh¬ achse (52) zentrische Bohrung (302) zur einendigen Aufnahme eines Stiftes (306) aufweist, der mit dem anderen Ende in eine Bohrung (304) in der Seitenwand der topfförmigen Auf¬ nahme (50) eingreift.
18. Elektrische Zahnbürste nach einem der Ansprüche 1 - 3, 16, dadurch gekennzeichnet, daß in der Seitenwand der topfför¬ migen Aufnahme (50) eine Bohrung (308) zur Aufnahme eines Stiftes (310) vorgesehen ist, der in eine Ausnehmung (312) des Zapfens (318), der bevorzugt einstückig mit dem Borsten¬ träger (38) verbunden ist, eingreift.
19. Elektrische Zahnbürste nach einem der Ansprüche 1 - 3, 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer bezüglich der Drehachse (52) der Welle (34) axial verschiebbar ist.
20. Elektrische Zahnbürste nach einem der Ansprüche 1 - 3, 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer in einer Aufnahme des Borstenträgers (38) mit diesem bezüglich einer axialen Verschiebung in Richtung der Drehachse (54) gekoppelt ist.
21. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 1 - 3, 16, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß eine axiale Verschiebung des Aufnehmers in der Aufnahme des Borstenträgers (38) durch ein Begrenzungs¬ element (316) oder dergleichen Festste!lelement begrenzt oder ausgeschlossen wird.
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