Beschreibung
Elektrische Zahnbürste
Die Erfindung betrifft eine elektrische Zahnbürste mit einer gleichzeitig in eine Pendelbewegung um ihre Längs¬ achse und in eine in Richtung der Längsachse hin- und hergehende Bewegung versetzbaren Zahnburstenachse, auf welcher in einem Zahnbürstengehäuse eine Gabel angeordnet ist, die in einem Schenkel eine in Längsrichtung der Zahnburstenachse verlaufende Nut und in ihrem anderen Schenkel eine quer zur Zahnburstenachse ausgerichtete Nut aufweist und bei der durch beide Nuten eine beiden Nuten gemeinsame gehäusefeste Hauptachse führt, auf der zwei Zahnräder gelagert sind, welche jeweils einen in eine der Nuten greifenden Exzenter aufweisen und die von einer Motorwelle eines Motors der Zahnbürste über Getriebe an¬ getrieben sind.
Eine Zahnbürste der vorstehenden Art ist Gegenstand der EP-A-0 628 291. Bei der Zahnbürste nach dieser Schrift wird das mit seinem Exzenter die Pendelbewegung der Zahn¬ burstenachse herbeiführende Zahnrad unmittelbar von dem auf der Motorwelle angeordneten Ritzel angetrieben. Die¬ ses Zahnrad treibt über ein Getriebe das zweite Zahnrad an, welches mittels des zweiten Exzenters die hin- und hergehende Bewegung der Zahnburstenachse erzeugt. Die beiden Exzenter ermöglichen es, für die beiden Bewegungen der Zahnburstenachse durch unterschiedliche Exzentrizitä¬ ten unterschiedliche Amplituden zu erhalten. Durch das zwischengeschaltete Getriebe wird es möglich, die Fre¬ quenz der pendelnden Bewegung gegenüber der hin- und her¬ gehenden Bewegung stark zu reduzieren.
Die Anordnung des Getriebes zwischen dem ersten und zwei¬ ten Zahnrad führt in der Praxis zu Platzproblemen, da dieses Getriebe zwischen den Schenkeln der Gabel der Zahnburstenachse angeordnet werden muß.
Eine wesentlich kompakter und einfacher aufgebaute Zahn¬ bürste ist in der DE-B-0 327 876 beschrieben. Bei ihr werden beide Bewegungen der Zahnburstenachse mit nur ei¬ nem einzigen Exzenter erzeugt. Dadurch ergibt sich zwangsläufig für die pendelnde Bewegung die gleiche Fre¬ quenz wie für die in Axialrichtung hin- und hergehende Bewegung der Zahnburstenachse, was oftmals als nachteilig angesehen wird. Als für die Praxis vorteilhaft hat sich bei dieser Zahnbürste jedoch herausgestellt, daß ihr Zahnbürstenkopf mit der Zahnburstenachse um die Hauptachse relativ zum übrigen Bereich ihres Handstückes gekippt werden kann.
Eine Zahnbürste, welche zwei voneinander gänzlich unab¬ hängige Getriebe zum Antrieb zweier Exzenter zeigt, durch welche zum einen die pendelnde und zum anderen die hin- und hergehende Bewegung der Zahnburstenachse erzeugt wird, ist in der US-A-4,710,995 beschrieben. Diese Zahn¬ bürste ist jedoch durch eine große Anzahl von Zahnrädern aufwendig und unerwünscht sperrig ausgebildet und bietet im Gegensatz zu der genannten DE-B-0 327 876 nicht die Möglichkeit des Verschwenkens des Zahnbürstenkopfes.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine elektri¬ sche Zahnbürste der eingangs genannten Art so auszubil¬ den, daß zwei unterschiedliche Bewegungen der Zahnbur¬ stenachse mit unterschiedlichen Frequenzen erzeugbar sind, ohne daß die Zahnbürste deshalb kompliziert und großvolumig ausgebildet sein muß, und die zugleich ein Verschwenken ihres Zahnbürstenkopfes ermöglicht.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Motorwelle über zwei voneinander unabhängige Getriebe mit den beiden Zahnrädern verbunden ist und die Hauptachse zugleich einen die Zahnburstenachse aufweisen¬ den Zahnbürstenkopf schwenkbar lagert.
Durch diese Gestaltung kann man die Frequenz der beiden Bewegungen der Zahnburstenachse völlig unabhängig vonein¬ ander durch unterschiedliche Auslegungen der beiden Ge¬ triebe festlegen. Da im Gegensatz zur US-A-4,710,995 die beiden Exzenter koaxial auf einer Hauptachse angeordnet sind, ermöglicht es die erfindungsgemäße Gestaltung der Zahnbürste, ihren Zahnbürstenkopf genau so zu verschwen¬ ken, wie das bei der elektrischen Zahnbürste gemäß der DE-B-0 327 876 vorgesehen ist. Weil nicht mehr die eine Bewegung von der anderen abgeleitet wird, sondern beide Exzenter von der Motorwelle angetrieben werden, treten bei der Anordnung des die Drehzahl der Motorwelle stark herabsetzenden Getriebes zur Erzeugung der Pendelbewegung keine Platzprobleme auf, weil dieses Getriebe nicht mehr zwischen den Schenkeln der Gabel der Zahnburstenachse an¬ geordnet werden muß.
Eine große Frequenzdifferenz zwischen der Pendelbewegung und der hin- und hergehenden Bewegung der Zahnbur¬ stenachse läßt sich mit geringem baulichen Aufwand und ohne Platzprobleme für die Anordnung der Getriebe errei¬ chen, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zur Erzeugung der Pendelbewegung der Zahnbur¬ stenachse die Motorwelle über ein auf ihr angeordnetes Ritzel dasjenige Zahnrad antreibt, welches den in die in Längsrichtung der Zahnburstenachse verlaufende Nut ein¬ greifenden Exzenter aufweist und wenn zur Erzeugung der hin- und hergehenden Bewegung der Zahnburstenachse auf der Motorwelle zusätzlich zu dem Ritzel ein Umlaufge¬ triebe angeordnet ist, welches ein ebenfalls auf der Mo-
torwelle gelagertes Mitnehmerzahnrad antreibt, das sei¬ nerseits mit dem Zahnrad kämmt, welches den in die in Querrichtung der Zahnburstenachse verlaufende Nut ein¬ greifenden Exzenter aufweist.
Das Umlaufgetriebe ist besonders einfach aufgebaut und an einem Ort in der Zahnbürste angeordnet, wo der erforder¬ liche Platzbedarf keine Schwierigkeiten bereitet, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung das Um¬ laufgetriebe eine auf einem mit der Motorwelle umlaufen¬ den Exzenter drehbar gelagerte Zahnscheibe aufweist, wel¬ che in eine gehäusefeste Innenverzahnung der Zahnbürste kämmt und wenn die Zahnscheibe axiale Mitnehmerbolzen hat, die in radiale Nuten des Mitnehmerzahnrades eingrei¬ fen.
Das Umlaufgetriebe benötigt lediglich einfach gestaltete und deshalb kostengünstig herstellbare Bauteile, wenn die Verzahnung der Zahnscheibe und die Innenverzahnung zy- kloidenkurvenförmig ausgebildet sind.
Zur weiteren Vereinfachung des Aufbaus der Zahnbürste trägt es bei, wenn das Ritzel am vorderen Ende eines auf der Motorwelle drehfest angeordneten AufSteckteils vorge¬ sehen ist, welches an der dem Ritzel abgewandten Ende den mit der Motorwelle umlaufenden Exzenter und dazwischen einen koaxial zur Motorwelle verlaufenden zylindrischen Bereich für die Lagerung der Zahnscheibe hat.
Der in Radialrichtung im Gehäuse der elektrischen Zahn¬ bürste zur Verfügung stehende Platz wird optimal genutzt, wenn die Gabel in Bezug auf die Längsachse der Zahnbur¬ stenachse nach einer Seite hin versetzt ist, wenn das Zahnrad mit dem die Pendelbewegung erzeugenden Exzenter zwischen den beiden Schenkel der Gabel und mit seinem Ex¬ zenter nach außen weisend und das andere Zahnrad an der
Außenseite des anderen Schenkels angeordnet ist. Eine solche Zahnbürste kann besonders schlank ausgebildet wer¬ den.
Üblicherweise werden Zahnbürsten mit einer zweifachen Be¬ wegung der Zahnburstenachse so ausgelegt, daß die Axial¬ bewegung mit weit höherer Frequenz erfolgt als die pen¬ delnde Bewegung. Es hat sich jedoch gezeigt, daß auch eine Umkehr der Verhältnisse vorteilhaft sein kann, also schnelles Pendeln und langsame Axialbewegung der Zahnbur¬ stenachse. Eine solche Änderung ist bei der erfindungsge¬ mäßen, elektrischen Zahnbürste besonders leicht möglich, wenn die Gabel in zwei um 180° versetzte Winkelpositionen mit der Zahnburstenachse verbindbar ausgebildet iεt und je nach Stellung der Gabel wahlweise der eine oder andere Exzenter in die quer oder in Längsrichtung verlaufende Nut eingreift. Natürlich muß zur Erzeugung der Pen¬ delbewegung der Schenkel der Gabel mit der in Längsrich¬ tung verlaufenden Nut versetzt zur Zahnburstenachse ver¬ laufen. Man könnte zur Erleichterung der Umsetzbarkeit beide Schenkel der Gabel versetzt zur Zahnburstenachse ausbilden.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine da¬ von in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend be¬ schrieben. Diese zeigt in
Fig.l einen perspektivischen Längsschnitt durch einen für die Erfindung wesentlichen Bereich einer erfindungsgemäßen Zahnbürste,
Fig.2 eine der Figur 1 entsprechende, jedoch um 90° gedrehte Ansicht der Zahnbürste mit einem weggelassenen Außenteil,
Fig.3 eine Explosionsdarstellung der in den Figuren
1 und 2 gezeigten Bauteile,
Fig.4 einen Längsschnitt durch den in den Fig.l und
2 gezeigten Bereich der Zahnbürste,
Fig.5 einen gegenüber Fig.4 um 90° gedrehten Längs¬ schnitt.
Die Figur 1 zeigt teilweise einen Motor 1, dessen vordere Stirnseite fest mit einem Außenteil 2 verbunden ist. Durch dieses Außenteil 2 führt eine Hauptachse 3 quer hindurch, auf der schwenkbar Arme 4, 5 eines Zahnbürsten¬ kopfes 6 gehalten sind. Im Zahnbürstenkopf 6 ist axial verschieblich und radial drehbar eine Zahnburstenachse 7 angeordnet, welche zum Verbinden mit einer nicht gezeig¬ ten Aufsteckbürste ausgebildet ist. Die Zahnburstenachse 7 endet an ihrer dem Motor 1 zugewandten Seite mit einer in Figur 1 gesehen relativ zur Zahnburstenachse 7 nach unten hin seitlich versetzten Gabel 8, welche zwei Schen¬ kel 9, 10 hat. Im Schenkel 10 ist eine quer zur Zahnbur¬ stenachse 7 ausgerichtete Nut 11 zu erkennen, in die ein Exzenter 12 eines oberhalb des Schenkels 9 auf der Hauptachse 3 gelagerten Zahnrades 13 eingreift. Dieser Exzenter 12 erzeugt durch seine Umlaufbewegung eine Ver¬ schiebebewegung der Zahnburstenachse in Längsrichtung der Zahnburstenachse.
Die Figur 1 läßt weiterhin zwischen den Schenkeln 9 und 10 der Gabel 8 ein Zahnrad 14 erkennen, welches ebenfalls drehbar auf der Hauptachse 3 angeordnet ist. Dieses Zahn¬ rad 14 wird von einem Ritzel 15 angetrieben, welches am vorderen Ende eines Aufsteckteils 16 angeformt ist, das seinerseits drehfest auf einer Motorwelle 17 aufgeschoben ist.
Das Aufsteckteil 16 bildet zugleich einen Bestandteil ei¬ nes Umlaufgetriebes 18, welches über ein Mitnehmerzahnrad 19 das Zahnrad 13 auf später noch erläuterte Weise antreibt.
Die Figur 2 zeigt beide auf der Hauptachse 3 gelagerten Zahnräder 13, 14 von der Seite. Zusätzlich zur Figur 1 ist zu erkennen, daß das Zahnrad 14 ebenfalls einen Ex¬ zenter 20 hat, der in eine in Längsrichtung der Zahnbur¬ stenachse 7 verlaufende Nut 21 des Schenkels 10 der Gabel 8 greift. Durch die Umlaufbewegung dieses Exzenters 20 pendelt die Zahnburstenachse 7 um ihre Längsachse. Schräg von vorn sieht man in Figur 2 das Mitnehmerzahnrad 19, welches das Zahnrad 13 antreibt.
Die Explosionsdarstellung gemäß Figur 3 zeigt, daß das Außenteil 2 eine Innenverzahnung 22 hat, in welche eine Zahnscheibe 23 mit einer Außenverzahnung 24 zu kämmen vermag. In beiden Fällen handelt es sich vorzugsweise um eine Zykloidenverzahnung. Diese Zahnscheibe 23 sitzt auf einem Exzenter 25 des AufSteckteils 16 an der dem Ritzel 15 gegenüberliegenden Seite. Die Zahnscheibe 23 hat meh¬ rere axiale Mitnehmerbolzen 26, welche im montierten Zu¬ stand in das Mitnehmerzahnrad 19 eingreifen.
Oberhalb des MitnehmerZahnrades 19 sieht man in Figur 3 die beiden Zahnräder 13, 14, die Gabel 8, die Zahnbur¬ stenachse 7 und den Zahnbürstenkopf 6.
Die Figur 4 verdeutlicht vor allem die Funktionsweise des Umlaufgetriebes 18. Man erkennt die Zahnscheibe 23, wel¬ che auf dem Exzenter 25 drehbar angeordnet ist, so daß es durch die Umlaufbewegung des Exzenters 25 zu einer Um¬ laufbewegung der Zahnscheibe 23 kommt. Diese greift mit ihren Mitnehmerbolzen 26 in radiale Nuten 27 des Mitneh¬ merzahnrades 19 und versetzt das Mitnehmerzahnrad 19,
welches auf einem zylindrischen Bereich 28 des Aufsteck¬ teils 16 angeordnet ist, in eine Drehbewegung, wodurch es zum Antrieb des in allen übrigen Figuren zu sehenden Zahnrades 13 kommt. Zu sehen ist in Figur 4 auch der Ex¬ zenter 12 des in Figur 5 zu sehenden Zahnrades 13, wel¬ cher in die Nut 11 eingreift und dadurch die hin- und hergehende Bewegung der Zahnburstenachse 7 erzeugt.
In Figur 5 erkennt man den Exzenter 12 des Zahnrades 13 und den Exzenter 20 des Zahnrades 14. Beide Exzenter 20 und 12 laufen um die Hauptachse 3 um und ermöglichen des¬ halb ein Abknicken des Zahnbürstenkopfes 6. 1.
Bezugszeichenliste
1 Motor
2 Außenteil
3 Hauptachse
4 Arm
5 Arm
6 Zahnbürstenkopf
7 Zahnburstenachse
8 Gabel
9 Schenkel
10 Schenkel
11 Nut
12 Exzenter
13 Zahnrad
14 Zahnrad
15 Ritzel
16 Aufsteckteil
17 Motorwelle
18 Umlaufgetriebe
19 Mitnehmerzahnrad
20 Exzenter
21 Nut
22 Innenverzahnung
23 Zahnscheibe
24 Außenverzahnung
25 Exzenter
26 Mitnehmerbolzen
27 Nut
28 zylindrischer Bereich