KUNATH, Ivo (Albanusstrasse 22, Kronberg/Taunus, 61476, DE)
STÖRKEL, Ulrich (Jahnstrasse 11, Wiesbaden, 65185, DE)
SCHMID, Michael (Dreieichstrasse 43, Frankfurt/Main, 60594, DE)
DRIESEN, Georges (Bangertstrasse 21, Weilrod, 61276, DE)
KUNATH, Ivo (Albanusstrasse 22, Kronberg/Taunus, 61476, DE)
STÖRKEL, Ulrich (Jahnstrasse 11, Wiesbaden, 65185, DE)
SCHMID, Michael (Dreieichstrasse 43, Frankfurt/Main, 60594, DE)
Patentansprüche
1. Zahnputzborste, die als Monofilament ausgebildet ist und eine Mantelfläche (5) mit einer vorzugsweise längsriefenförmig strukturierten Profilierung (6) besitzt, die in Um- fangsrichtung abwechselnd Vorsprünge (7) und Senken (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung (6) derart ausgebildet ist, dass das Verhältnis einer Um- fangslänge der Mantelfläche (5) zu einer Querschnittsfläche der Zahnputzborste (1) im Bereich von 30 mm "1 bis 50 mm '1 beträgt.
2. Zahnputzborste nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das genannte Verhältnis der Umfangslänge zur Querschnittsfläche zwischen 30 mm "1 bis 40 mm "1 , insbesondere etwa 32 mm "1 bis 36 mm "1 beträgt.
3. Zahnputzborste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Querschnittsffllääcchhee iimm BBeerreeiicchh von 0,01 mm 2 bis 0,03 mm 2 , vorzugsweise zwischen 0,015 mm 2 bis 0,02 mm 2 beträgt.
4. Zahnputzborste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Umfangslänge der Mantelfläche (5) im Bereich der Profilierung (6) zwischen 0,5 mm bis 1 mm, vorzugsweise 0,6 mm bis 0,8 mm, beträgt.
5. Zahnputzborste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei von den Senken (8) ein innerer Hüllkreis (9) und von den Vorsprüngen (7) ein äußerer Hüllkreis (10) definiert ist, wobei ein Verhältnis des Durchmessers (D) des äußeren Hüllkreises (10) zu dem Durchmesser (d) des inneren Hüllkreises (9) zwischen 1 ,1 und 1 ,6 beträgt.
6. Zahnputzborste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Profilierung (6) über den Umfang verteilt mindestens vier Senken (8) und vier Vorsprünge (7) besitzt.
7. Zahnputzborste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Profilierung (6) über den Umfang verteilt mindestens sechs Senken (8) und sechs Vorsprünge (7) besitzt.
8. Zahnputzborste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorsprünge (7) im Querschnitt betrachtet eine bogenförmige, insbesondere kreisbogenförmige Kontur besitzen und/oder die Senken (8) im Querschnitt betrachtet eine V-förmige und/oder spitze, von den zusammenlaufenden Seitenflanken zweier benachbarter Vorsprünge (7) gebildete Kontur besitzen.
9. Zahnputzborste nach dem vorhergehenden Anspruch rückbezogen auf Anspruch 5, wobei das Verhältnis des Durchmessers (D) der äußeren Hüllkurve (10) zu dem Durchmesser (d) der inneren Hüllkurve (9) zwischen 1 ,4 und 1 ,6, vorzugsweise etwa 1 ,5 beträgt.
10. Zahnputzborste nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei auf der Mantelfläche (5) sechs Vorsprünge (7) und sechs Senken (8) vorgesehen sind.
11. Zahnputzborste nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Vorsprünge (7) im Querschnitt betrachtet eine zinnenförmige Kontur, insbesondere mit geraden Seitenflanken (13) und einer ballig gewölbten, die Seitenflanken verbindenden Oberseite (14), aufweisen und/oder die Senken (8) im Querschnitt betrachtet jeweils eine U-förmige Kontur mit einer zwischen voneinander beabstandeten Seitenflanken (13) zweier benachbarter Vorsprünge (7) gebildeten Bodenfläche besitzen.
12. Zahnputzborste nach dem vorhergehenden Anspruch rückbezogen auf Anspruch 5, wobei das Verhältnis des Durchmessers (D) der äußeren Hüllkurve (10) zu dem Durchmesser (d) der inneren Hüllkurve (9) zwischen 1 ,1 und 1 ,2 beträgt.
13. Zahnputzborste nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei auf der Mantelfläche (5) acht Vorsprünge (7) und acht Senken (8) vorgesehen sind.
14. Zahnputzborste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Senken (8) zueinander identisch und/oder die Vorsprünge (7) zueinander identisch ausgebildet sind.
15. Zahnputzborste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zahnputzborste im Bereich der Profilierung (6) einen gleichbleibenden Querschnitt besitzt.
16. Zahnputzborste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Senken (8) und/oder die Vorsprünge (7) parallel zur Zahnputzborstenlängsachse verlaufen.
17. Zahnputzborste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mantelfläche (5) mit der Profilierung (6) zylindrisch ausgebildet ist.
18. Zahnputzborste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sie aus einem vorzugsweise thermoplastischen Polymermaterial gefertigt ist.
19. Zahnputzborste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sie einen homogenen Materialquerschnitt besitzt.
20. Zahnbürstenkopf mit einem Borstenträger (3) und zumindest einer an dem Borstenträger (3) befestigten Zahnputzborste (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
21. Zahnbürstenkopf nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei an dem Borstenträger (3) zumindest ein Borstenbüschel (4) enthaltend eine Vielzahl von Zahnputzborsten (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19 vorgesehen ist, wobei die Zahnputzborsten (1) U-förmig zu dem Borstenbüschel (4) zusammengeschlagen sind und mittels eines ü- ber der Beugung der U-förmig zusammengeschlagenen Zahnputzborsten (1) liegenden Ankers (11) in einer Büschelaufnahmeausnehmung (12) in dem Borstenträger (3) verankert sind.
22. Zahnbürstenkopf nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei der Zahnbürstenkopf (2) als Wechselkopf ausgebildet ist, der lösbare Verbindungsmittel zur Verbindung mit einem Zahnbürstenhandteil aufweist.
23. Zahnbürste mit einem Zahnbürstenkopf (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 20 bis 22.
24. Zahnbürste nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei ein elektrischer Antrieb zum vorzugsweise oszillierenden Antreiben des Borstenträgers (3) vorgesehen ist. |
Zahnbürste sowie Zahnbürstenkopf und Zahnputzborste hierfür
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zahnputzborste, die als Monofilament ausgebildet ist und eine Mantelfläche mit einer vorzugsweise längsriefenförmig strukturierten Profilierung aufweist, die in Umfangsrichtung abwechselnd Vorsprünge und Senken besitzt. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Zahnbürstenkopf mit einem Borstenträger, an dem zumindest eine solche Zahnputzborste befestigt ist, sowie schließlich eine vorzugsweise elektrische Zahnbürste mit einem solchen Zahnbürstenkopf.
Herkömmlicherweise werden für die Borstenbüschel einer Zahnbürste im wesentlichen zylindrische Zahnputzborsten verwendet, wobei insbesondere kreiszylinderförmige Borsten, aber auch Zylinderformen mit von der Kreisform abweichenden Grundflächen bekannt sind. Neben zylindrischen Zahnputzborsten mit dreieckigen, viereckigen oder mehreckigen Querschnitten wurden in jüngerer Zeit auch Zahnputzborsten mit komplizierteren Profilierungen auf der Mantelfläche vorgeschlagen, so z. B. Zahnputzborsten mit sternförmigen oder kreuzförmigen Querschnitten. Solche auf der Mantelfläche profilierten Zahnputzborsten wurden unter verschiedenen Gesichtspunkten vorgeschlagen.
So zeigt die US 3,302,230 eine Zahnbürste mit sich in Längsrichtung verjüngenden Borsten, die im Querschnitt dreieckförmig, sternförmig oder rhombisch ausgebildet sein sollen, um mit den mantelflächenseitigen Konturkanten eine schabende Wirkung zu erzielen und ein gegenüber kreisrunden Querschnitten verbessertes Anhaften der Zahnpasta zu erreichen. Auch die JP 6-233709 A schlägt solche kantigen Querschnittsprofile für die Zahnputzborsten einer Zahnbürste vor, um durch die mantelflächenseitigen Kanten und deren Schabwirkung eine bessere Entfernung von Plaque zu bewirken. Die DE 195 33 815 A1 schlägt hingegen eine Zahnbürste vor, deren Borsten auf ihrer Mantelfläche eine ein- oder mehrgängige Wendel als Profil aufweisen sollen, um eine erhöhte Massagewirkung zu erzielen. Derartige wendeiförmig verdrehte Profilierungen besitzen jedoch den Nachteil, dass sich die Borsten untereinander leicht verhaken können und zudem das Eindringen in Interdentalräume erschwert wird, da sich hierzu die Borsten verdrehen müssten.
Aus der DE 198 18 345 A1 sind mehrschichtig aufgebaute Zahnputzborsten mit einem inhomogenen Materialquerschnitt bekannt, bei denen ein vergleichsweise harter Kunststoffkern mit einer gummielastischen Kunststoffschicht ummantelt sein soll, die durch Prägen gegen den Kern profiliert ist, wobei als Profilierung über den Umfang verteilte Längsrippen, die der Borste einen insgesamt etwa blütenförmigen Querschnitt geben, oder lochförmige
Vertiefungen in der Mantelfläche vorgeschlagen sind. Derartige mehrschichtig aufgebaute Borsten sind jedoch aufwendig zu fertigen und entsprechend teuer, und überdies nur bedingt dazu geeignet, im sogenannten Ankerstopfverfahren befestigt zu werden. Um die Biegestei- figkeit auch langer, sehr schlanker Borsten zu erhöhen, schlägt die DE 1 997 717 vor, eine Borste aus mehreren Filamenten aufzubauen, die entlang ihrer in Längsrichtung verlaufenden Berührungsflächen miteinander verschweißt sind, wobei nach Art eines Blumenstengelbüschels auf der Mantelfläche ballig gewölbte Längsrippen entstehen. Dabei ergeben sich zwischen den die Borste bildenden Filamenten Speichertaschen, in denen sich Feuchtigkeit sammelt. Es versteht sich, dass auch diese, aus mehreren Filamenten zusammengeschweißte Borste nur aufwendig zu fertigen ist. In der US 5,533,227 ist ferner eine Zahnbürste beschrieben, deren Borsten an den Borstenenden angespitzt sind. Von diesen Anspitzungen abgesehen sind die Borsten indes kreiszylindrisch ausgebildet.
Weitere Borsten mit mantelflächenseitigen Profilierungen für jedoch andere Anwendungszwecke zeigen die Schriften EP 0 329 505 B1 , DE 11 40 901 , US 5,725,954, US 2,434,533 und GB 1 ,137,407.
Die bislang vorgeschlagenen Zahnputzborsten mit mantelflächenseitigen Profilierungen können die für Zahnbürsten und die Zahnreinigung geltenden, zum Teil diametral auseinander laufenden Anforderungen bislang nur ungenügend erfüllen. Zahnputzborsten mit kreuzförmigen oder sternförmigen Querschnitten können zwar durch die schabende Wirkung ihrer mantelflächenseitigen Kanten eine gute Plaque-Entfemung bewirken, besitzen jedoch eine recht spezielle, richtungsabhängige Biegesteifigkeit. Darüber hinaus können zu einem Büschel zusammengefasste Borsten mit einem solchen Querschnitt sich leicht verhaken. Auch lassen sich derartig profilierte Zahnputzborsten nur schwierig an dem Borstenträger des Zahnbürstenkopfs befestigen. Insbesondere können die Zahnputzborsten nicht mehr ohne weiteres U-förmig umgeschlagen werden, so dass eine Befestigung im Ankerstopfverfahren schwierig ist. Diesbezüglich einfacher handzuhabende Zahnputzborsten mit mehreckigen, insbesondere quadratischen oder sechseckigen Querschnitten ohne Konkavitäten auf der Mantelfläche sind andererseits nachteilig hinsichtlich der Aufnahme von Zahnpasta an der Mantelfläche der Borsten. ähnliches gilt für zylindrische Zahnputzborsten mit gänzlich unprofilierten Mantelflächen, die zudem auch hinsichtlich der Beborstungsdichte wenig vorteilhaft sind. Bei zu runden Zahnputzborsten wird in einem Borstenbüschel immer Platz zwischen den einzelnen Borsten verschenkt, so dass bei vorgegebener Größe des Borstenträgers und einer vorgegebenen Anzahl an bestopf baren Löchern nur eine begrenzte Anzahl an Borsten vorgesehen werden kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Zahnputzborste, einen verbesserten Zahnbürstenkopf sowie eine entsprechend verbesserte Zahnbürste zu schaffen, die Nachteile des Standes der Technik vermeiden und letzteren in vorteilhafter Weise weiterbilden. Insbesondere sollen Zahnputzborsten geschaffen werden, die fertigungstechnisch einfach im Ankerstopfverfahren zu einem Borstenbüschel mit hoher Borstendichte zusammengefasst werden können und trotzdem eine hohe Putzleistung besitzen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Zahnputzborste nach Anspruch 1 , einen Zahnbürstenkopf nach Anspruch 20 sowie schließlich eine Zahnbürste nach Anspruch 23 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Um die an sich auseinander laufenden Anforderungen an eine Zahnputzborste gleichermaßen erfüllen zu können, sieht die vorliegende Erfindung eine spezielle Profilierung der Mantelfläche der Zahnputzborsten vor, die eine einfache Bestopfbarkeit des Borstenträgers mit einer hohen Borstendichte ermöglicht, ein Verhaken der zu einem Büschel zusammenge- fassten Borsten verhindert und dennoch eine intensive mantelflächenseitige Putzwirkung sicherstellt. Durch die Profilierung steht die Umfangslänge der Zahnputzborste in einem bestimmten Verhältnis zu der Querschnittsfläche der Borste. Erfindungsgemäß besitzt die als Monofilament ausgebildete Zahnputzborste eine mantelflächenseitige Profilierung, welche derart ausgebildet ist, dass das Verhältnis der Umfangslänge der Mantelfläche zu der Querschnittsfläche der Zahnputzborste im Bereich von 30 mm '1 bis 50 mm "1 liegt. Hierdurch ist die Mantelfläche der Zahnputzborste gegenüber einer kreiszylindrischen Borste mit vergleichbarer Querschnittsfläche deutlich vergrößert, so dass sich die mantelflächenseitige Putzwirkung entsprechend verbessert und Zahnpasta an der Zahnputzborste mantelflächen- seitig besser anhaftet und abgegeben wird. In den mantelflächenseitigen Senken der Profilierung kann Zahnpasta aufgenommen und bei Putzkontakt mit den Zahnflanken direkt abgegeben werden, wodurch eine größere Polierwirkung erreicht wird, die insbesondere bei der Entfernung von Zahnfarbe erwünscht ist. Durch die trotz kleiner Querschnittsfläche im Vergleich zu runden Borsten vergrößerte Mantelfläche steht mehr Putzfläche mit den zu putzenden Zähnen in Eingriff, was eine erhöhte Reinigungsleistung mit sich bringt. Zudem erlaubt eine solchermaßen ausgebildete Profilierung der Zahnputzborstenmantelfläche eine hohe Beborstungsdichte bei kontinuierlicher Borstenanordnung in einem Büschel, ohne zwischen den Borsten Platz zu verschenken. Nichtsdestotrotz bleibt die Zahnputzborste trotz
der mantelflächenseitigen Profilierung geeignet, im Ankerstopfverfahren an einem entsprechenden Borstenträger befestigt zu werden. Dabei kann eine Vielzahl von Zahnputzborsten mit im wesentlichen doppelter Büschellänge U-förmig zu einem Büschel zusammengeschlagen und mittels eines über der Beugung der Borsten liegenden Ankers in einer Büschelauf- nahmeausnehmung im Borstenträger verankert werden. Eine ankerlose Bestopfung über z.B. das sogenannte AFT oder IAP Verfahren sind mit diesen Borsten ebenfalls denkbar.
Vorzugsweise ist die mantelflächenseitige Profilierung der Zahnputzborste derart ausgebildet, dass das genannte Umfangslängen-/Querschnittsflächenverhältnis zwischen 30 mm "1 und 40 mm '1 , insbesondere etwa 32 mm '1 bis 36 mm "1 , beträgt. Hierdurch wird den vorgenannten auseinander laufenden Anforderungen noch besser Rechnung getragen.
In Weiterbildung der Erfindung beträgt die Umfangslänge der profilierten Mantelfläche, gemessen also auf den dort vorgesehenen Vorsprüngen und Senken entlanglaufend, zwischen 0,5 mm und 1 mm, wobei die Profilierung vorteilhafterweise derart ausgebildet wird, dass die Umfangslänge zwischen 0,6 mm und 0,8 mm beträgt. Trotz dieser relativ hohen Umfangslänge kann die Querschnittsfläche vorteilhafterweise klein gehalten werden, wobei die Querschnittsfläche vorzugsweise nur 0,01 mm 2 bis 0,03 mm 2 , insbesondere etwa 0,015 mm 2 bis 0,020 mm 2 , beträgt. Durch die geringe Querschnittsfläche der einzelnen Zahnputzborsten kann eine hohe Packungsdichte mit vielen Borsten pro Flächenstück des Borstenträgers erreicht werden. Zudem lassen sich die Zahnputzborsten einfach in der gewünschten Weise U-förmig umschlagen, um im Ankerstopfverfahren am Borstenträger befestigt zu werden.
Die Senken und Vorsprünge der Profilierung können dabei grundsätzlich verschieden ausgebildet und angeordnet werden. Nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind die Vorsprünge und Senken gleichmäßig über den Umfang der Mantelfläche der Zahnputzborste verteilt. Die Anordnung der Senken und Vorsprünge kann dabei insbesondere derart getroffen sein, dass von den Senken ein innerer Hüllkreis und von den Vorsprüngen ein äußerer Hüllkreis definiert wird, d.h. die radial tiefsten Stellen der Senken liegen auf einem Kreis ebenso wie die radial äußersten Stellen der Vorsprünge auf einem Kreis liegen. Grundsätzlich kommen auch ovale, elliptische oder allgemein von der Kreisform abweichende Hüllkurven in Betracht. Bevorzugt ist jedoch die zuvor genannte Ausbildung mit Hüllkreise definierender Anordnung der Senken und Vorsprünge, mit der die vorgenannten auseinander laufenden Anforderungen an die Beschaffenheit eines Zahnputzborstenbüschels am besten erfüllbar sind.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Tiefe der Senken bzw. die Höhe der Vorsprünge derart gewählt, dass das Verhältnis des Durchmessers des von den Vorsprüngen definierten äußeren Hüllkreises zu dem Durchmesser des von den Senken definierten inneren Hüllkreises im Bereich von 1 ,1 bis 1 ,6 liegt, wobei je nach Geometrie der Senken bzw. Vorsprünge verschiedene Werte für das Durchmesserverhältnis bevorzugt sind.
Die Zahl der über den Umfang verteilten Senken und Vorsprünge der mantelflächenseitigen Profilierung kann grundsätzlich verschieden gewählt werden, wobei zumindest vier Senken und vier Vorsprünge über den Umfang verteilt werden, um eine ausreichende Umfangslän- genvergrößerung ohne zu tiefe Querschnittseinschnitte zu erreichen. In Weiterbildung der Erfindung sind auf der Mantelfläche der Zahnputzborste mindestens sechs Senken und mindestens sechs Vorsprünge vorgesehen.
Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung kann die als Monofilament ausgebildete Zahnputzborste mit einem Querschnitt versehen sein, der im wesentlichen blütenförmig ist bzw. die Form eines mehrblättrigen Kleeblatts aufweist. Die Vorsprünge können dabei im Querschnitt betrachtet eine bogenförmige, insbesondere kreisbogenförmige Kontur besitzen, während die Senken, ebenfalls im Querschnitt betrachtet, eine V-förmige bzw. spitze Kontur besitzen können, die von den zusammenlaufenden Seitenflanken zweier jeweils benachbarter Vorsprünge gebildet wird. Die Senken sind hierbei sozusagen bodenlos in Form konvergierender Spalten ausgebildet, die Seitenflanken der benachbarten Vorsprünge laufen spitz oder nur mit kleinem Radius abgerundet zusammen. Je nach der Stärke der Balligkeit der Vorsprünge können die Seitenflanken in den Senken unter verschiedenen Winkeln zusammenlaufen, wobei vorzugsweise die Kontur derart ausgebildet ist, dass die Seitenflanken zweier benachbarter Vorsprünge spitzwinklig zusammenlaufen, vorteilhafterweise unter einem Winkel von weniger als 60°.
Insbesondere bei einer solchen Ausbildung der mantelflächenseitigen Profilierung mit spitz nach innen zusammenlaufenden Senken kann das vorgenannte Durchmesserverhältnis von äußerem Hüllkreis zu innerem Hüllkreis im Bereich von 1 ,4 bis 1 ,6 liegen und nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung etwa 1 ,5 betragen.
Bei einer solchen insgesamt bluten- bzw. kleeblattförmigen Ausbildung des Zahnputzbors- tenquerschnitts erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn auf der Mantelfläche sechs Vorsprünge und sechs Senken vorgesehen sind, die sich in Form von Längsrippen bzw. Längssenken vorteilhafterweise parallel zur Längsachse der Zahnputzborste erstrecken.
Durch die Längsrippen mit bogenförmiger Randkontur kann eine effiziente und nichtsdesto- trotz schonende Zahnreinigung auch mit den Mantelflächen der Zahnputzborsten erreicht werden.
Um eine stärkerere abrasive Wirkung mit der Mantelfläche der Zahnputzborsten zu erreichen, kann die Zahnputzborste nach einer alternativen, ebenfalls bevorzugten Ausführung der Erfindung einen insgesamt etwa profilwellenartigen Querschnitt besitzen, bei dem auf der Mantelfläche der Zahnputzborste in Umfangsrichtung zinnenförmige Vorsprünge mit etwa U-förmigen Senken bzw. Nuten alternieren. Die zinnenförmige Kontur der Vorsprünge kann dabei vorteilhafterweise leicht geneigte Seitenflanken besitzen, so dass sich die zin- nenförmigen Vorsprünge radial nach außen leicht verjüngen. Der die vorzugsweise geraden Seitenflanken verbindende Verbindungsabschnitt der zinnenförmigen Kontur kann grundsätzlich flach ausgebildet sein, ist jedoch in Weiterbildung der Erfindung leicht ballig gewölbt, wobei vorteilhafterweise ein kantiger übergang des die Oberseite bildenden Verbindungsabschnitts in die Seitenflanken vorgesehen ist. Die zwischen den zinnenförmigen Vorsprüngen vorgesehenen Senken werden von den genannten Seitenflanken der zinnenförmigen Konturen begrenzt, die jedoch im Gegensatz zur vorbeschriebenen Ausführung voneinander beabstandet sind, so dass sich zwischen den Seitenflanken eine stumpfe Bodenfläche bildet und die Senke insgesamt einen U-förmigen Querschnitt erhält. Insbesondere kann die Profilierung derart ausgebildet sein, dass die Mantelfläche der Zahnputzborste einer kreiszylindrischen Welle entspricht, in deren Umfang Längsnuten eingefräst sind.
Bei einer solchen - grob gesprochen - insgesamt profilwellenartigen Ausbildung der Zahnputzborste mit U-förmigen Senken werden die genannten Senken vorteilhafterweise recht flach ausgebildet. In Weiterbildung der Erfindung beträgt das Durchmesserverhältnis des vorgenannten äußeren Hüllkreises zu dem inneren Hüllkreis etwa 1 ,1 bis 1 ,2. Vorzugsweise sind auf der Mantelfläche acht Vorsprünge vorgesehen, die mit acht U-förmigen Senken alternieren.
Vorzugsweise besitzen die Zahnputzborsten einen über die Länge der Zahnputzborsten im wesentlichen gleichbleibenden Querschnitt, so dass die Vorsprünge und Senken der Profilierung einen strakenden Verlauf besitzen und sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Borste erstrecken. Gegebenenfalls kann die Zahnputzborste zu ihrem Borstenende hin abgerundet sein oder sich anderweitig verjüngen, so dass in diesem Borstenendabschnitt kein gleich bleibender Querschnitt mehr gegeben ist.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Profilierung der Mantelfläche in sich nicht verdreht. Die Zahnputzborste kann insbesondere im Bereich der profilierten Mantelfläche ggf. wiederum von einem Borstenendabschnitt abgesehen insgesamt zylindrisch ausgebildet sein, wobei aufgrund der Profilierung die Grundfläche natürlich nicht kreisförmig, sondern entsprechend profiliert ist.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination oder Unterkombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehungen. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 : eine perspektivische Ansicht einer elektrischen Zahnbürste nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung, die einen Bürstenkopf mit einem rotatorisch antreibbaren Borstenfeld aufweist,
Fig. 2: eine schematische Darstellung eines aus U-förmig umgeschlagenen Filamenten bestehenden Borstenbüschels, der in einer Büschelaufnahmeausnehmung aufgenommen und mit einem über der Beugung der Filamente liegenden Anker befestigt ist,
Fig. 3: eine schematische, perspektivische Darstellung einer Zahnputzborste der Zahnbürste aus Fig. 1 nach einer ersten bevorzugten Ausführung,
Fig. 4: einen Querschnitt durch die Zahnputzborste aus Fig. 3, und
Fig. 5: einen Querschnitt durch eine Zahnputzborste nach einer alternativen Ausführung der Erfindung.
Die in Figur 1 gezeigte Zahnbürste 13 umfasst einen Handteil 14 sowie einen Zahnbürstenkopf 2, der auf einem Bürstenrohr 25 sitzt, das ein stirnseitiges Ende des Handteils 14 bildet bzw. damit verbunden ist. Der Handteil 14 wird von einem Zahnbürstengehäuse 26 gebildet, in dem in an sich bekannter Weise axial hintereinander ein Batterieaufnahmefach und ein Antriebsmotor 27 angeordnet sind. Mittels eines Schalters 18 kann der Antriebsmotor 27 ein- und ausgeschaltet werden. über einen nicht eigens dargestellten Antriebsstrang umfassend
ein Getriebe und einen sich durch das Bürstenrohr 25 erstreckenden übertrager kann der scheibenförmige Borstenträger 3 des Zahnbürstenkopfs 2 rotatorisch oszillierend angetrieben werden. In der gezeichneten Ausführungsform sitzt dabei auf dem Borstenträger 3 ein im wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildetes Borstenfeld 19, das aus einer Vielzahl von Borstenbüscheln 4 bestehen kann, wie es Figur 2 zeigt.
Das in Figur 2 gezeigte Borstenbüschel 4 ist vorteilhafterweise im sogenannten Ankerstopfverfahren an dem Borstenträger 3 befestigt. Der Borstenträger 3 weist hierzu eine im wesentlichen zylindrische, sacklochförmige Büschelaufnahmeausnehmung 12 auf, in die das Borstenbüschel 4 eingetrieben ist. Das Borstenbüschel 4 besteht dabei aus einer Vielzahl von U-förmig umgeschlagenen Zahnputzborsten 1 , die im wesentlichen die doppelte Länge des Borstenbüschels 4 besitzen, so dass jede Zahnputzborste 1 schlaufenförmig in der Auf- nahmeausnehmung 12 sitzt und mit ihren beiden Schenkeln faktisch zwei Borsten in dem Borstenbüschel 4 bildet. Wie Figur 2 zeigt, ist über die Beugung der umgeschlagenen Zahnputzborsten 1 ein Anker 11 gelegt, mit Hilfe dessen das Borstenbüschel 4 in der Büschelaufnahmeausnehmung 12 verankert ist. Der Anker 11 erstreckt sich dabei quer über die Aufnahmeausnehmung 12 hinweg und kann in dessen Wandung eingeschlagen sein.
Die Zahnputzborsten 1 besitzen dabei nach einer ersten vorteilhaften Ausführung der Erfindung vorteilhafterweise die in Figur 3 gezeigte Kontur. Jede Zahnputzborste 1 ist dabei als Monofilament ausgebildet und aus einem Polymerwerkstoff, insbesondere Polyamid, PBT (Polybutylenterephtalat) oder einem thermoplastischen Elastomer, gefertigt, wobei grundsätzlich auch andere Werkstoffe verwendbar sind. Durch die monofile Ausbildung besitzt die Zahnputzborste 1 einen im wesentlichen homogenen Materialquerschnitt.
Wie Figur 3 zeigt, besitzt die Zahnputzborste 1 vorteilhafterweise eine insgesamt zylindrische Gestalt, wobei in der gezeichneten Ausführung ein über die Länge der Zahnputzborste 1 gleich bleibender Querschnitt vorgesehen ist. An der Mantelfläche 5 der Zahnputzborste 1 ist eine Profilierung 6 vorgesehen, die in der gezeichneten Ausführung einen zur Längsachse der Zahnputzborste 1 achsparallelen Verlauf besitzt.
Wie die Figuren 3 und 4 gemeinsam zeigen, entspricht die Profilierung 6 der Mantelfläche 5 im wesentlichen einem Keilwellenprofil, das in der gezeichneten Ausführung achtnutig ausgebildet ist. In Umfangsrichtung alternieren zahn- bzw. zinnenförmige Vorsprünge 7 mit im Querschnitt U-förmigen Senken 8, wobei die Senken 8 insgesamt achsparallele Nuten in der Mantelfläche 5 und die Vorsprünge 7 achsparallele Rippen bilden.
Wie Figur 4 zeigt, besitzen die Vorsprünge 7 in Umfangsrichtung eine etwas größere Breite als die Senken 8. Die zinnenförmigen Vorsprünge 7 werden seitlich von geraden Seitenflanken 13 begrenzt, während die erhabene Oberseite der Vorsprünge 7, die einen Verbindungsabschnitt 14 zwischen den Seitenflanken 13 des jeweiligen Vorsprungs 7 bildet, leicht ballig ausgebildet ist. Die genannten Oberseiten der Vorsprünge 7 besitzen dabei jeweils Kreiszylindersegmentform und liegen auf einem gemeinsamen äußeren Hüllkreis 10 bzw. einem äußeren Hüllzylinder, dessen Durchmesser in Figur 3 mit dem Bezugszeichen D gekennzeichnet ist. Die zwischen den Vorsprüngen 7 vorgesehenen Senken 8 bilden im Querschnitt U-förmige, achsparallele Nuten mit einem ebenen oder alternativ leicht balligen Boden 15, wobei die Böden 15 aller Senken 8 zusammen auf einem inneren Hüllkreis 9 bzw. einem inneren Hüllzylinder liegen, dessen Durchmesser in Figur 4 mit dem Buchstaben d gekennzeichnet ist.
Wie Figur 4 zeigt, erweitern sich die Senken 8 radial nach außen leicht. Die die Senken 8 seitlich begrenzenden Seitenflanken 13 der Vorsprünge 7 sind zueinander leicht spitzwinklig geneigt, vorzugsweise unter einem Winkel 16a von etwa 10° bis 30°, vorzugsweise etwa 15°. Während der Winkel 16a den „öffnungswinkel" direkt zwischen den inneren Kreuzpunkten der Seitenflanke 13 und der Mantellinie der Senke beschreibt, gibt der größere Winkel 16b (= etwa 20°) den öffnungswinkel zwischen den äußeren Kreuzpunkten der Seitenflanke und der Mantellinie der Vorsprünge an.
Der Winkel α (= 16a) in Fig. 4, der den Winkelbereich der Senken in deren winkliger Ausdehnung beschreibt, ist in jedem Fall kleiner als der Winkel ß, der den Winkelbereich der winkeligen Ausdehnung der Vorsprünge beschreibt. Vorzugsweise steht α zu ß im Verhältnis 1 zu 2.
Die Tiefe der Senken 8 ist in der gezeichneten Ausführung derart gewählt, dass das Verhältnis des vorgenannten Durchmessers D des äußeren Hüllkreises 10 zu dem Durchmesser d des inneren Hüllkreises 9 in der gezeichneten Ausführung etwa 1 ,15 beträgt.
In der gezeichneten Ausführung sind dabei acht Senken 8 und acht Vorsprünge 7 vorgesehen, wobei die Senken 8 und die Vorsprünge 7 jeweils unter einem Teilungswinkel von 45° gleichmäßig über den Umfang der Mantelfläche 5 verteilt sind.
Konkret beträgt der Durchmesser D der äußeren Hüllkurve 10 in der gezeichneten Ausführung etwa 6,25 mil, was etwa 0,1587 mm entspricht, während der Durchmesser d der inneren Hüllkurve 9 5,5 mil, was etwa 0,1397 mm entspricht, beträgt.
Hieraus ergibt sich für die gezeichnete Ausführungsform eine Umfangslänge von etwa 0,60 mm bis 0,65 mm und eine Querschnittsfläche von etwa 0,015 mm 2 bis 0,20 mm 2 , so dass das Verhältnis der Umfangslänge zur Querschnittsfläche etwa 34 mm '1 bis 35 mm '1 beträgt.
Alternativ zu der in Figur 4 gezeigten Querschnittsfläche kann die Zahnputzborste auch einen insgesamt etwa blütenförmigen Querschnitt bzw. einen Querschnitt besitzen, der etwa der Kontur eines mehrblättrigen Kleeblatts entspricht, wie dies Figur 5 zeigt. Die ebenfalls achsparallelen Vorsprünge 7 besitzen im Querschnitt eine kreisbogenförmige Außenkontur, die derart bemessen und angeordnet ist, dass insgesamt etwa jeweils halbkreisförmige Bo- genabschnitten um den Umfang herum aneinandergesetzt sind, vgl. Figur 5. Die Senken 8 werden bei dieser Ausführung von den spitz zusammenlaufenden Seitenflanken 13 gebildet, so dass die Senken 8 - grob gesprochen - eine etwa V-förmige Kontur besitzen, wobei die Flanken jedoch eine Wölbung besitzen. In der gezeichneten Ausführungsform treffen die Seitenflanken 13 zweier benachbarter Vorsprünge 7 unter einem Winkel von etwa 45° aufeinander.
Wie Figur 5 zeigt, sind sechs solche im Querschnitt kreissegmentförmigen Vorsprünge 7 über den Umfang gleichmäßig unter einem Teilungswinkel von 60° verteilt, wobei die Vorsprünge 7 auch in radialer Richtung gleichmäßig angeordnet sind, so dass sie mit ihrer jeweils maximalen radialen Ausdehnung einen äußeren Hüllkreis 10 definieren, dessen Durchmesser in Figur 5 wiederum mit dem Bezugszeichen D gekennzeichnet ist. Die Senken 8 definieren den inneren Hüllkreis 9, dessen Durchmesser in Figur 5 mit dem Bezugszeichen d gekennzeichnet ist.
Die im Querschnitt kreisbogenförmig gerundete Außenkontur der Vorsprünge 7 ist mit einem Krümmungsradius von etwa 0,02 mm bis 0,03 mm gerundet, wobei in der gezeichneten Ausführung ein Rundungsradius 16 von etwa 0,026 mm vorgesehen ist. Zusammen mit der gleichmäßigen Verteilung der insgesamt 6 Vorsprünge 7 ergibt sich hieraus ein Durchmesser D des äußeren Hüllkreises 10 von etwa 6,58 mil, was etwa 0,167 mm entspricht. Der Durchmesser d des inneren Hüllkreises 9, der von den Senken 8 definiert wird, beträgt in der gezeichneten Ausführung etwa 4,34 mil, entsprechend etwa 0,11 mm. Der minimale Außendurchmesser 17, der sich durch eine Messung nach der in Figur 5 gezeigten Art ergibt, be-
trägt etwa 5,5 mil bis 6,5 mil, insbesondere etwa 6 mil, was etwa 0,152 +/- 0,013 mm entspricht.
Das Durchmesserverhältnis des äußeren Hüllkreises 10 zum inneren Hüllkreis 9 beträgt in der gezeichneten Ausführung etwa 1 ,5.
Durch die bogenförmigen Vorsprünge 7 der Profilierung 6 wird die Umfangslänge gegenüber einem Kreisquerschnitt mit selber Querschnittsfläche bedeutend vergrößert. Für eine solche blütenförmige Querschnittskontur beträgt die Umfangslänge vorteilhafterweise etwa 0,575 mm bis 0,675 mm bei einer Querschnittsfläche von etwa 0,013 mm 2 bis 0,023 mm 2 . In der gezeichneten Ausführung ergibt sich konkret eine Umfangslänge von 0,625 mm bei einer Querschnittsfläche von etwa 0,018 mm 2 . Damit beträgt das Verhältnis der Umfangslänge zur Querschnittsfläche etwa 34 mm "1 bis 35 mm "1 .
Die Zahnputzborste kann bei manuellen Zahnbürsten und elektrischen Zahnbürsten mit Schallantrieb, Oszillationsantrieb oder mit Exzenterwuchtantrieb eingesetzt werden.