专利名称：用于电动牙刷的刷子部分的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的刷子部分以及一种具有手柄和这样刷子部分的电动牙刷。
背景技术：
从US 3,369,265中已知用于电动牙刷的可更换的刷子部分。在刷子部分上存在固定设置的毛束。刷子部分的用于与手柄连接的端部具有中空空间，其中设有两个互相相对的定位槽，该两个定位槽设置在相同的轴向位置中。手柄的连接销接合在该定位槽中，所述连接销设有相应的定位隆起。刷子部分的为了与手柄连接的端部通过两个槽被分成两个腿，所述腿在刷子部分插入到止动指时互相展开并且允许咬合作用。连接销的端部接合在中空空间的平齐调节的端中。
WO 00 76420描述了一种带有插装刷的电动牙刷。该插装刷具有连接装置，所述连接装置通过带有锯齿的橡胶弹性零件构成，其摩擦接合地与外壳附件接合。使用夹紧环以获得高的保持力，而很难使插装刷脱离。该环可转动地保持在插装刷上并且设有抓住外壳延伸的连续斜面。此外，利用连接轴套设置防转动装置。该解决方案在结构上是相当精细的并且因此是贵的。
从WO 99 20202中已知现有技术类型的刷子部分。该刷子部分能够插入到电动牙刷的手柄上，所述手柄具有接收孔，轴从该孔中突出。设置在刷子部分的刷杆中的轴向固定元件具有第一弹簧元件，其构成为止动指并且能够接合在轴的槽中。以弯曲杆形式的第二弹簧元件作用在手柄的接收孔中并且是插入到刷杆的轴套的部分。该插入机构用于刷子部分，其中安装在刷杆上的毛束载体通过手柄的轴能够进行振荡旋转运动。
发明内容
因此，本发明的任务在于如此构造一种前述类型的刷子部分，使得它也能够用于牙刷，其中通过毛束的快速振动运动完成牙齿清洁。从手柄到刷子部分的振动的传递在插装区域应该不发生咔哒噪音，并且刷子部分仍能够轻松地插装和取下。插装机构应该在相当高的振动频率，优选地100-300Hz也具有该有利的特性。
该任务将如此实现，即刷子部分具有插装部分，第一和第二弹簧元件设置在该插装部分上，所述弹簧元件轴向互相偏移并且在刷子部分插装到轴上时作用于轴。
该解决方案允许在轴和刷子部分之间的无间隙的连接，其中能够传递相当大的力和转矩。刷子部分通过特别弹性的形状元件的偏压支撑在轴上。
在根据本发明的刷子部分的一个有利的扩展方案中，第一和第二弹簧元件设置在相同的径向位置中。因此弹簧元件的压力作用在相同的平面或者更准确地说沿相同的径向方向作用。这在刷子部分插装到轴上的过程中是有利的。
根据一个有利的实施形式，第一弹簧元件构造为止动指，其轴向延伸并且接合在轴的大约V形的止动槽中。该措施是成本非常低的并且通过可听见的和可感觉的锁定过程向使用者提供插装刷固定在手柄上的提示。
当根据有利的措施第二弹簧元件设置在朝向毛束载体的区域上，而第一弹簧元件设置成离毛束更远时，那么第二弹簧元件作用于自由轴端。也就是说，在插装过程开始时只有第一弹簧元件起作用并且在插入时可感觉到很小的阻力。直到结束时第二弹簧元件才起作用，所述第二弹簧元件优选地具有较高的压力。
止动指的有利布置(其中指状物指向手柄的方向)具有下面的优点，即止动槽可以是更深和更大的，因为在手柄的附近轴通常具有更大的直径。大的止动槽或者大的止动指允许更好的止动过程。
根据本发明的插装刷的有利的结构具有成本低并且长时间保持的解决方案的优点，在所述插装刷中第二弹簧元件是带有向轴弯曲的曲度的轴向定向弹簧杆，其中弹簧杆设置在插装部分的两个轴向槽之间。在非常频繁地更换插装刷之后也保证必要的压力。
根据本发明的插装刷的另一个有利的扩展方案，第三弹簧元件提供甚至更好的保持。第三弹簧元件相对于先前两个弹簧元件轴向偏移地设置。有利地插装部分具有多个特别是三个径向偏移的弹性指状物，所述指状物在插装状态下压靠在轴上。通过轴在至少三个轴向偏移的点的支撑，插装刷特别安静并且牢固地安置在轴上。插装部分优选地也在轴的三个点上进行径向支撑。
根据本发明的刷子部分的另一个有利的实施形式，插装部分被构造为插装到具有多个横截面区域的轴上，其中轴在前面朝向毛束载体的端部上具有基本上D形的横截面，在后面朝向手柄的端部上具有圆形的横截面，其中在轴的前面端部上优选地设有展平，第二弹簧元件贴靠在该展平上。这允许容易地插装并且插装刷良好的导入过程。一方面轴尖端具有小的横截面，其能够被引入到插装部分的相当大的插装开口中。另一方面带有毛束的刷子部分径向正确的对准。在插装运动的开始时刻，毛束甚至可以对准任何径向方向。通过在已经部分插入的位置中刷子部分的实际上自动旋转运动，实现毛束的位置的正确对准——通过优选的横向于轴在轴上和/或插装部分上存在的导入斜面和/或弯曲。因此使插装过程特别容易。错误的插装是不可能的。
如果插装部分被构造为插装到具有至少两个不同直径的圆形横截面区域的轴上，其中在不同的横截面区域放置不同的弹簧元件，那么例如第三弹簧元件能够放置在增大的横截面区域上。优选地为第一弹簧元件设置第一直径并且为第三弹簧元件设置更大的第二直径。当刷子部分被推动时首先要求非常小的力，因为第三弹簧元件直到推动运动结尾时才支撑到轴上。这导致插装部分轻松的导入。
为了令刷子部分构造有减震功能，有利的是它包括至少在刷子部分的部分区域上延伸的软弹性外罩。该外罩优选地设置在毛束附近的区域中，其中优选地软弹性部件至少在毛束的相反的区域中包围硬质部分。该减震功能允许在高振动频率时消除和减小通过毛束载体的接触而作用在牙齿上的力。因此用户不会感觉该接触是干扰的或者非常痛苦的。驱动频率可以大于100Hz，特别是200-500Hz，例如260Hz或者更高的值。在没有相应的减震功能时，由于高的加速度在极端情况下能够导致牙肉的损伤。在这种情况下，下面的措施是足够的外罩在外围的一部分上优选大约一半上和/或仅在刷子部分附近延伸。特别地软弹性部件还完全或者部分地覆盖刷子部分的侧面区域。优选的，软弹性部件具有30-60A Shore的肖氏硬度。
本发明的其他有利的扩展方案在从属权利要求中说明。
根据
，详细地描述根据本发明的刷子部分的一个实施例，本发明以及本发明的其他优点。其中图1是其中示出轴的从侧面观察的电动牙刷的手柄的区域的视图；图2是沿着图1中的剖切线A-A的轴的剖视图；图3是根据本发明的刷子部分的视图；图4是沿着在图3中的剖切线B-B的横向剖视图；图5是沿着在图3中的剖切线C-C的横向剖视图；
图6是沿着在图3中的剖切线D-D的横向剖视图；图7是如在图1中一样的根据本发明的刷子部分的视图，但是它处于插装的状态；图8是带有部分软弹性外罩的根据本发明的刷子部分的第一变型；图9是带有部分软弹性外罩的根据本发明的刷子部分的第二变型；以及图10是带有全部软弹性外罩的根据本发明的刷子部分的另一个变型。
具体实施例方式
在附图中相同的零件设有相同的附图标记。
图1示出电动牙刷的手柄1的连接区域，其用于与在图3中所示的根据本发明的刷子部分13连接。
手柄1包括塑料外壳以及所有为了运行而要求的零件，如电动机、变速器、蓄电池或电池、控制器和类似物。这些部件位于外壳中并且没有示出。
如在图1中所示，特别地由金属制成的轴2直接从手柄1中伸出，该轴可以以大约260Hz的高频率绕着它的纵向轴进行扭转振荡。也就是说，轴2被电动驱动机构驱动进行振动运动。其他的振动运动，例如沿着轴线3或者它们的组合的振动运动也是可以的。该振动运动直接传递到刷子部分13的毛束50上。毛束50直接固定在毛束区域中或者通过未示出的可更换的毛束保持器固定在刷子部分13上。但是毛束50不相对于刷子部分运动，而是仅相对于手柄1运动。毛束也与刷子部分13一起运动。毛束50的振动运动用于清洁和护理牙齿。
刷子部分13具有刷杆12，其优选地由塑料制成，其中插装部分11(优选地也由塑料制成)形式和/或力接合地固定，特别地通过在刷杆12中的锁定装置锁住。优选地，刷杆12基本上构成为管状的并且插装部分11构成为轴套。刷子部分13或者插装部分11的端侧或者端部21上存在大约圆形的导入开口，轴2可以插装到该开口中。
刷子部分13也构造成可以插装到手柄1的轴2上或者从其上拆下。
插装部分11设有直接作用于轴2的第一弹簧元件35，如在图3所示。该弹簧元件构成为用于啮合到轴2的锁定附件8上的锁定元件。第一弹簧元件优选地具有带有大约V形锁定凸起36的止动指，其接合在轴2的V形的锁定槽8中。所以刷子部分13也轴向地固定在轴2上，其中止动指传递轴向力。第一弹簧元件优选地沿轴2的轴向延伸。止动指的自由端限定插装部分11的自由空间37，其中在止动指的侧面存在材料凹陷38。
此外，刷子部分13设有轴向上相对于弹簧元件35偏移的第二弹簧元件30。
根据本发明，第二弹簧元件30设置在插装部分11上并且同样直接作用于轴2。因此，刷子部分13或者更准确地说插装部分11通过两个轴向相距的点支撑在轴2上，因此允许使用高的驱动频率。在第一弹簧元件35和第二弹簧元件30之间的轴向距离A5(见图7)优选地是5至20mm，特别地大约8至14mm，例如12mm，这是在最小化轴套尺寸和最大化噪音阻尼之间的良好折衷。
如图4和5所示，第一弹簧元件35和第二弹簧元件30优选地设置在相同的径向位置中，其中第二弹簧元件30设置在毛束载体或者朝向毛束50的区域中，而第一弹簧元件35设置成更加远离毛束载体，如从图3中所示。优选地止动指35指向手柄1的方向。
如图3和7所示，第二弹簧元件30由带有向轴2弯曲的曲度的轴向定向的弹簧杆组成。该曲度特别构成为弯曲梁。弹簧杆位于插装部分11的两个轴向间隙51、52或者凹陷31(图4)之间。当刷子部分13插装时，弹簧杆30轻轻地向外弯曲并且以它的弹簧力直接压到轴2上，如图7所示。止动指35同样以它的弹簧杆和/或以它的锁定凸起36压在轴2上。距离A3(图4)小于距离A1(图2)。该差别特别小于1mm。
弯曲的弹簧杆30的弹簧作用通过挤压成形产生，在插装部分11的注塑之后，在制造过程中用于弯曲形状的芯被抽出。
插装部分11设有相对于先前两个弹簧元件30、36轴向偏移的第三弹簧元件22，其优选地位于插装开口的附近或者设置在朝向手柄1的端部21上。那么第一弹簧元件35位于第二弹簧元件30和第三弹簧元件22之间。
如图6中所示，第三弹簧元件22由多个特别是三个径向偏移的弹性指状物53-55组成，这些指状物在插装的状态下同样压靠在轴2上。指状物53-55轴向延伸并且优选地指向手柄1的方向并且是相当短，优选地仅1-3mm长。在指状物53-55之间存在自由空间23。
在未插装的状态下，指状物53-55的自由端限定直径D3的(虚拟)环线24(图6)。在该区域中的轴2的直径D1大于直径D3，所以在轴2的后面部分4(图1)和插装部分11的指状物53-55之间产生径向的压紧。
如在图1和2中所示，轴2构造有多个横截面区域，更具体的说，包括在手柄1附近的用于第三弹簧元件22的具有圆形的横截面和直径D1的区域；具有同样圆形横截面和大约在轴2的中央的略小直径D2的区域，其中直径D2用于第一弹簧元件35；以及在轴2的自由端上用于第二弹簧元件30的减小的横截面(参见在图2中的A1)的前面区域。在该前面的、朝向毛束载体的端上，轴2具有基本上D形的横截面。在该区域中存在两个互相平行的表面6和7。与第二弹簧元件30接触的表面7较小，例如是对面的表面6的1/4-3/4，特别大约是一半。表面6位于轴线3的附近，而展平7或者表面7靠近前面部分5的圆周。距离A2能够小于1mm。表面6也可以正好分开轴线3或者甚至越过轴线设置。在两个表面之间的距离A1优选地是大约1.5-2.5mm或者大约直径D2的一半。直径D2优选地是直径D1的80％-97％并且特别是3mm-5mm，例如4mm。在第二和第三弹簧元件30、22之间的距离A4是相当大的并且优选地是20-40mm，特别是23-27mm。这对于在轴2和插装部分11之间的弯曲力矩的传递是有利的。
第三弹簧元件22位于大直径D1的轴区域中。第一弹簧元件35位于较小的直径D2的区域中，并且第二弹簧元件30因此位于D形前面的轴区域中。插装部分11包围D形区域，所以刷子部分13仅可以插装到轴2上的确定的径向位置中。
插装部分11的平的表面29(图4)齐平地靠在表面6(图2)上，所以可以传递高的转矩。弹簧杆30能够传递在轴2和插装部分11之间的横向力和弯曲转矩。
通过在表面6的附近中的前面的导入斜面60和在直径D2区域中的另一个导入斜面61可以轻松插装，所以刷子部分13可以自动地转动到正确的位置。
另外如图3所示，插装部分或轴套11可以压入到刷杆中或者力接合地固定在刷杆中，更具体的说在轴套11的各个端部的位置14和15。此外轴套11通过环形的向外定向的固定轴环16与刷杆12形式接合地固定，为此凹槽17设置在刷杆12上。因此轴套11力接合和形式接合地固定在刷杆12中。
图8和9示出带有软弹性区域的刷子部分13的一个非常有利的实施形式。软弹性结构与根据本发明的弹性元件的布置的组合是有益的。但是在图8或9中所示的结构也能够用于与其他插装解决方案组合。
刷子部分13或者刷杆12具有软弹性外罩70、71或76。它们在毛束部分的部分区域上延伸，更具体的说它们优选地覆盖至少毛束设置区域的后面。该外罩70或71优选地也设置在毛束附近区域。构成外罩70或71的软弹性部件包围硬质部分72或73，它们位于毛束50相反的区域中。优选地外罩71延伸圆周的一部分优选地大约一半，并且仅仅存在于毛束50的附近。
另外软弹性部件能够全部或者部分地覆盖毛束部分的侧面区域，如图8所示。
如图10所示，软弹性外罩76也能够完全包围刷子部分13。
软弹性的，特别是橡胶型塑料体借助于两个部件塑料注射方法注塑。
该弹性的外罩能够具有构造的表面，特别带有钉齿的或者棱纹的，所以刷杆特别好抓住。
如果去掉毛束50或者更换为按摩元件，具有软弹性部件的这样振动装置也可以用作按摩装置。
附图标记1手柄2轴3轴线4部分5部分6、7表面8锁定槽11插装部分12刷杆13刷子部分14、15位置16固定轴环17凹槽21端部22第三弹簧元件23自由空间24环线30第二弹簧元件35第一弹簧元件36锁定凸起37自由空间38材料凹陷50毛束51、52间隙53-55指状物61、62导入斜面70、71、76外罩72、73硬质部分
权利要求
1.一种刷子部分(13)，所述刷子部分构成为可插装到电动牙刷的手柄(1)的轴(2)上并且从其中拆下，包括毛束区域，刷杆(12)和设置在刷杆(12)中的插装部分(11)，其特征在于，插装部分(11)具有第一弹簧元件(35)和第二弹簧元件(30)，它们在刷子部分(13)插装到轴(2)上时作用于轴(2)。
2.如权利要求1所述的刷子部分，其中第一和第二弹簧元件(35、30)设置在相同的径向位置中。
3.如权利要求1或2所述的刷子部分，其中第一弹簧元件(35)构成为止动指，其径向延伸并且啮合在轴(2)的大约V形锁定槽(8)中。
4.如前述权利要求中任一项所述的刷子部分，其中第二弹簧元件(30)设置在朝向毛束载体的区域上，而第一弹簧元件(35)设置成更加远离毛束载体。
5.如权利要求3或4所述的刷子部分，其中所述止动指指向手柄(1)的方向。
6.如前述权利要求中任一项所述的刷子部分，其中第二弹簧元件(30)是带有向轴(2)弯曲的曲度的轴向定向的弹簧杆，其中弹簧杆设置在插装部分(11)的两个轴向间隙(51、52)之间。
7.如前述权利要求中任一项所述的刷子部分，其中插装部分(11)设有相对于先前两个弹簧装置(35、30)轴向偏移的第三弹簧装置(22)。
8.如权利要求7所述的刷子部分，其中第一弹簧元件(35)设置在第二和第三弹簧元件(30、22)之间，其中第三弹簧元件(22)优选地设置在朝向手柄(1)的区域中。
9.如权利要求7或8所述的刷子部分，其中第三弹簧元件(22)具有多个，特别是三个径向偏移设置的弹性指状物(53-55)，它们在插装状态下压靠轴(2)。
10.如前述权利要求中任一项所述的刷子部分，其中插装部分(11)被构造以插装到具有多个横截面区域的轴(2)上，其中轴在前面朝向毛束载体的端部上具有基本上D形的横截面，在后面朝向手柄(1)的端部(21)上具有圆形的横截面，其中在轴(2)的前面端部上优选地设有展平(7)，第二弹簧元件(30)贴靠在该展平上。
11.如权利要求7-10中任一项所述的刷子部分，其中插装部分(11)被构造以插装到具有两个不同直径(D1、D2)的圆形横截面区域的轴(2)上，其中不同的弹簧元件(35、22)放置在不同的横截面区域上。
12.如权利要求11所述的刷子部分，其中设置用于第一弹簧元件(35)的第一直径(D2)和用于第三弹簧元件(22)的更大的第二直径(D1)。
13.如前述权利要求中任一项所述的刷子部分，其中插装部分(11)形式接合和/或力接合地固定在刷杆(12)中，特别被接合和/或压入。
14.一种用于电动牙刷的刷子部分，特别是如前述权利要求中任一项所述的刷子部分，其特征在于软弹性外罩(70、71、76)，它们至少在刷子部分(13)的部分区域上延伸，其中该外罩优选地设置在靠近毛束的区域，特别是在毛束设置区域的后面上，其中优选地软弹性橡胶型塑料部件完全或者部分地包围由塑料制成的硬质部分。
15.如权利要求14所述的刷子部分，其中外罩(71)在刷子部分(13)的圆周的一部分优选地大约一半上延伸和/或仅在毛束(50)的附近延伸。
16.如权利要求14或15所述的刷子部分，其中软弹性部件另外完全或者部分地覆盖刷子部分(13)的侧面区域。
17.如权利要求14-16中任一项所述的刷子部分，其中外罩(70、71、76)具有构造的表面，特别是具有钉齿或棱纹的表面。
18.如前述权利要求中任一项所述的刷子部分，其中毛束(50)与刷子部分(13)直接固定连接或者通过可拆卸的连接元件固定地连接。
19.如前述权利要求中任一项所述的刷子部分，其中刷杆(12)基本上构造为管状的并且插装部分(11)构造为轴套。
20.一种电动牙刷，具有手柄(1)和如前述权利要求中任一项所述的刷子部分(13)。
21.如权利要求20所述的电动牙刷，其中轴(2)直接从手柄(1)中突出。
22.如权利要求20或21所述的电动牙刷，其中这样的结构使得刷子部分(13)进行高频率的振动运动，特别地至少100Hz，优选在200和500Hz之间，优选地大约260Hz。
全文摘要
本发明公开一种刷子部分(13)，该刷子部分构成为可插装到电动牙刷的手柄(1)的轴(2)上并且从其上拆下，该刷子部分包括毛束区域，刷杆(12)和设置在刷杆(12)中的插装部分(11)，其中插装部分(11)具有第一弹簧元件(35)和第二弹簧元件(30)，它们在刷子部分(13)插装到轴(2)上时作用于轴(2)。以这种方式在刷子部分和轴之间建立无间隙的连接，该连接能够传递高的振动频率。
文档编号A61C17/22GK1882291SQ200480033505
公开日2006年12月20日 申请日期2004年11月6日 优先权日2003年11月13日
发明者诺贝特·舍费尔, 埃里克·艾森科尔布, 赖纳·恩格尔莫尔, 汉斯约尔格·赖克 申请人:布劳恩股份有限公司