Schalteinrichtung für eine rotierende Zahnbürste

Die Erfindung bezieht sich auf eine rotierende Zahnbürste gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie aus der DE-A-32 11 984 bekannt ist.

Ein Problem bei allen bekannten rotierenden Zahnbürsten, die mit einem Schwerkraftscha_lter arbeiten, stellt die Umschaltdauer und vor allem die Ansprechempfindlichkeit beim Kippen des Schalters dar. Mit den bisher verwendeten Schaltern kann ein sogenanntes "Stottern", d.h. ein kurzzeitiges, mehrmaliges Aussetzen der Drehbewegung des Motors beim Drehen der Zahnbürste um die Längsachse, wenn die Schaltelemente des Schalters sich vom Kontakt lösen und zum Gegenkontakt streben, nicht vermieden werden. Das Stottern stört jedoch beim Zähneputzen ganz erheblich, weil nicht zu erkennen ist, ob die Zahnbürste aufgrund des Schaltvorganges oder aufgrund eines Defektes stottert oder stillsteht. Zudem kann sich beim Stottern der Zahnbürste auch die Drehrichtung wechselnd ändern, so daß auch falsche Drehrichtungen (weiß-rot) auftreten.

Bei der aus der DE-A-32 11 984 bekannten Zahnbürste wird bei Beginn des Zähneputzens durch Bedienung des Handschalters festgelegt, ob mit dem Putzen der Zähne des Ober- oder des Unterkiefers begonnen werden soll. Die Umschaltung für die rechte und linke Seite für die Innen- und Außenseite der Zähne erfolgt jeweils automatisch dergestalt, daß die Bürste immer die richtige Drehrichtung, d.h. vom Zahnfleisch zum Zahn, also von "rot" nach "weiß", erhält. Für das Einstellen der richtigen Drehrichtung für den anderen Teil des Kiefers wird dann der manuell zu betätigende Schalter nochmals geschaltet, woraufhin das Gerät für das Putzen der anderen Kieferhälften programmiert ist. Die sich jeweils gegenüberliegenden Elektroden des Schwerkraftschalters werden dabei mittels der der Schwerkraft unterliegenden Quecksilberperle miteinander verbunden. Wird die bekannte Zahnbürste um ihre Längsachse gedreht, so wird die Kontaktierung zweier zuvor miteinander verbundener Elektroden dadurch aufgehoben, daß die Quecksilberperle ihre vorherige Stellung verläßt und je nach Schwenkwinkel eine neue Stellung einnimmt. Durch eine 180°-Drehung der Zahnbürste wird erreicht, daß die Quecksilberperle zwei weitere, eine Drehrichtungsumkehr der Zahnbürste vornehmende Elektroden miteinander verbindet. Erfolgt jedoch eine Drehung der Zahnbürste um weniger als 180°, so ist insbesondere in einer Verschwenkstellung im Bereich um 90° nicht sichergestellt, daß eine Drehrichtungsumkehr der Zahnbürste erfolgt, denn in diesem Bereich hat die Quecksilberperle die bisherige Kontaktierung bereits unterbrochen, eine Kontaktierung der gegenüberliegenden Elektroden jedoch noch nicht vorgenommen. Diese Kontaktierungsschwierigkeiten resultieren insbesondere aus der Anordnung und Formgebung der Elektroden (vgl. Fig. 2). In diesem Stellungsbereich kommt es daher zu einer Unterbrechung oder einem "Stottern" des Antriebes.

In der US- A-2 618 797 ist eine rotierende Zahnbürste gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben. Der Quecksilberschwerkraftschalter ist ein Sensor aus einem im querschnitt runden Röhrchen mit nach außen gewölbten Böden. Leiterdrahtabzweigungen sind jeweils mit einem Ende des Röhrchens verbunden und dienen zur Kontaktierung mit der Quecksilberperle. Es wird auch eine Verwendung zweier derartiger Quecksilberschwerkraftschalter vorgeschlagen, bei denen jeweils nur an einem Ende eine Kontaktierung vorgesehen ist.

In der FR-A-1 184 399 ist ein Quecksilberschwerkraftschalter für ein Gyroskop beschrieben, der ein gekrümmtes Glasröhrchen umfaßt. In diesem Glasröhrchen sind ein kreisbogenförmiger Leiterdraht als gemeinsame Elektrode und zwei Leiterdrähte als Elektroden angeordnet. Durch diese Ausgestaltung wird der Funktion und Dynamik, insbesondere der Präzisionsbewegung, Rechnung getragen.

Bei einer rotierenden Zahnbürste gemäß der US-A-4 163 300 dient ein Schwerkraftschalter zum Umschalter der Drehrichtung eines Elektromotors. Der Schwerkraftschalter ist in Form eines zylindrischen Gehäuses ausgebildet, in dem ein zylindrischer Kern axial verschiebbar ist. Im Kern sind verschiebbare Steckerstifte angeordnet. Entsprechende Kontaktierungen sind vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine rotierende Zahnbürste zu schaffen, mit der ein Stottern des Antriebes der Zahnbürste beim Drehrichtungsumschalten vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. In den Unteransprüchen werden zweckmäßig Ausführungsformen der Erfindung gekennzeichnet. Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

• Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht eines Sensors,
• Fig. 2 schematisch die erfindungsgemäße Schalteinrichtung mit zwei Sensoren,
• Fig. 3 schematisch die Anordnung des Schwerkraftschalters in einer Gehäusehälfte des Zahnbürstengehäuses im Querschnitt,
• Fig. 4 schematisch die Anordnung des Schwerkraftschalters in der Gehäusehälfte in der Draufsicht.

Die erfindungsgemäße Zahnbürste weist mehrere, vorzugsweise zwei gleich ausgebildete Sensoren 1, 2 auf (Fig. 1). Ein Sensor 1, 2 besteht aus einem beidendig geschlossenen, vorzugsweise im Querschnitt runden, Röhrchen 3 aus Glas oder Kunststoff mit vorzugsweise nach außen gewölbten Böden 4, 5. Den Boden 4 durchgreift seitlich, also außermittig, ein Leiterdraht 6, der sich im Röhrchen 3 parallel zur Wandung 3a, jedoch im Abstand davon erstreckt und dessen Bereich 6a nicht bis zur Längsmitte reicht. In gleicher Weise durchgreift den Boden 5 ein Leiterdraht 7, der vorzugsweise dem Leiterdraht 6 in Längsrichtung gegenüberliegend angeordnet ist und dessen im Röhrchen 3 sitzender Bereich 7a vorzugsweise gleich lang ist, wie der Bereich 6a des Leiterdrahtes 6. Zudem durchgreift den Boden 5 ein weiterer Leiterdraht 8, dessen Bereich 8a im Röhrchen 3 im Abstand von der Wandung 3a und vom Leiterdraht 7 sowie zu diesem parallel verlauf end angeordnet ist, und der länger als der Leiterdraht 7 ausgeführt ist, dergestalt, daß er das Ende des Bereichs 6a zum Boden 4 hin überragt und kurz vor dem Boden 4 endet. Im Röhrchen 3 befindet sich eine Quecksilberperle 9, deren Durchmesser vorzugsweise nur geringfügig kleiner ist als der Durchmesser des Röhrchens 3, wobei die Länge des Röhrchens 3, z.B. etwa dem 4-fachen des Durchmessers der Quecksilberperle 9 entspricht und wobei der Abstand 10 zwischen den Leiterdrahten 6 und 7 großer ist als der Durchmesser der Quecksilberperle 9 und vorzugsweise das 2-fache des Durchmessers der Perle entspricht. Der senkrechte Abstand im Röhrchen 3 zwischen dem Leiterdraht 8 und jeweils dem Leiterdrahtbereich 6a und 7a ist geringer als der Durchmesser der Quecksilberperle 9 beträgt.

Der Leiterdraht 5 ist außerhalb des Röhrchens 3 an eine elektrische Energiequelle 11, z.B. eine Batterie oder einen Akkumulator, angeschlossen. Die Leiterdrahte 6 und 7 stehen mit dem Antriebsmotor 12 in Verbindung, dergestalt, daß der Motor sich in Pfeilrichtung 13 dreht, wenn die Quecksilberperle 9 sich linksseitig in Fig. 1 befindet, und sich in Pfeilrichtung 14 dreht, wenn die Quecksilberperle 9 sich rechtsseitig befindet.

Erfindungsgemäß werden zwei Sensoren 1 und 2 gemäß Fig. 2 verwendet. Dabei steht z.B. der Leiterdraht 8 des Sensors 1 über eine Leitung 8b mit dem Pluspol einer elektrischen Energiequelle 11 und der Leiterdraht 8 des Sensors 2 mit einer Leitung 8c mit dem Minuspol der elektrischen Energiequelle 11 in Verbindung. Zudem ist der Leiterdraht 7 des Sensors 2 mit dem Leiterdraht 6 des Sensors 1 über eine Leitung 7b verbunden. Vom Leiterdraht 7 des Sensors 1 führt eine Leitung 7c zum Leiterdraht 6 des Sensors 2. Der Leiterdraht 6 des Sensors 2 ist über eine Leitung 6c mit einem Pol 15 eines manuell zu betätigenden Schalters 16 verbunden, während der Leiterdraht 6 des Sensors 1 durch eine Leitung 6b mit dem Gegenpol 17 des Schalters 16 verbunden ist. Die Schaltwege des Schalters 16 sind dabei derart ausgeführt, daß durch Betätigung des Schalters eine Rechts- oder Linksdrehung des Motors gewählt werden kann.

Durch die erfindungsgemäße Kombination von zwei Sensoren kann ein stotterfreier Lauf der Zahnbürste beim Umschalten der Drehrichtung des Motors durch die Sensoren gewahrleistet werden, wobei insbesondere der Leiterdrahtbsreich 8a jeweils bewirkt, daß jede Quecksilberperle 9 der Sensoren 1, 2 immer in Kontakt mit einem Pol der Energiequelle 1 bleibt, und zwar die Quecksilberperle des Sensors 1 mit dem Pluspol und die Quecksilberperle des Sensors 2 mit dem Minuspol, so daß die Umschaltung fließend erfolgt.

Nach einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung stecken die Sensoren 1 und 2 vorzugsweise form- und kraftschlüssig in zwei parallel zueinander angeordneten, oben offenen Kammern 18 eines Kunststoffgehauses 19, wobei im Boden 20 der Kammern 18 Durchgänge 21 für die Leiterdrähte, z.B für die Leiterdrahte 6, eingebracht sind (Fig 3) Das Gehäuse 19 sitzt fest auf dem Boden 22 einer im Querschnitt U-förmigen Gehausehalbschale 23 des Zahnburstengehauses (nicht vollständig dargestellt), und zwar derart, daß die Sensoren 1 und 2 in Querrichtung des Zahnbürstengehäuses, vorzugsweise senkrecht zur Langsachse nebeneinanderstehend angeordnet sind (Fig. 3 und 4). Dabeisind die elektrischen Energiequellenll vorzugsweise im rückwärtigen Bereich des Zahnbürstengehäuses hinter dem Sensorgehäuse 19 und der Motor 12 vor dem Sensorgehäuse 19 angeordnet (Fig. 4).

Die Gehäusehalbschale 23 wird durch eine ebenfalls im Querschnitt U-förmige Gegenhalbschale (nicht dargestellt) zur Bildung des Zahnbürstengehäuses geschlossen, wobei das daraus resultierende viereckige Gehäuse vorzugsweise deshalb verwendet wird, weil es die Unverwechselbar' eit und die Vermeidung des Stotterns der Zahnbürste unterstützt; denn mit dem viereckigen Gehäuse kann die Lage der Sensoren 1 und 2 erkennbar gemacht werden, indem z.B. der manuell zu betätigende Schalter außen auf einer Seitenwandung 23a sitzt und die Seite der Zahnbürste markiert, die zahnseitig in den Mund eingeführt werden soll, wodurch eine genau kontrollierbare Drehung des Zahnbürstengehäuses um 180° um seine Längsachse fur das stotterfreie Umschalten des Motors und damit zum Wechseln der Drehrichtung der Zahnburste durchgefuhrt werden kann.