Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der Schweizer Patentanmeldung Nr. 01435/20, deren Inhalt hiermit mittels Verweisung vollumfänglich in das vorliegende Dokument aufgenommen wird.

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Mundhygiene. Sie betrifft insbesondere ein Handstück für eine elektrische Zahnbürste gemäss dem unabhängigen Patentanspruch.

Elektrische Zahnbürsten, insbesondere Schall- oder Ultraschallzahnbürsten, sind sehr effektiv bei der Entfernung von Zahnbelag und/oder beim Unschädlichmachen von Plaquebakterien, insbesondere an Stellen, die mit einer normalen Zahnbürste nur schwer zugänglich sind. Mit der relativ kürzlichen Verfügbarkeit von immer leistungsfähigeren wiederaufladbaren Batterien und drahtlosen Ladetechnologien werden solche elektrischen Zahnbürsten immer beliebter.

Die meisten elektrischen Zahnbürstenkonstruktionen umfassen austauschbare Bürstenköpfe, wobei ein Bürstenkopf bei Bedarf gewechselt und/oder ausgetauscht werden kann. Eine entsprechende Zahnbürste besteht aus einem Handstück wie exemplarisch in Fig. 1 gezeigt, an welchem der Bürstenkopf lösbar befestigt ist und/oder befestigt werden kann.

Das Handstück 2 umfasst dabei ein Kupplungselement, mit welchem der Bürstenkopf starr, aber reversibel verbunden werden kann, wobei ein Kraftschluss und/oder Formschluss gebildet werden kann. Das Kupplungselement umfasst in der Regel einen metallischen Stift 30 von einigen Zentimetern Länge, auf welchen der Bürstenkopf aufgesteckt werden kann. Dabei wird ein proximales Ende des Bürstenkopfs über den metallischen, vorzugsweise aus Edelstahl gebildeten, Stift geführt, so dass dieser in einer am proximalen Ende des Bürstenkopfs vorgesehenen Aufnahme zu liegen kommt, welche zumindest teilweise eine dem Stift entsprechende bzw. zu diesem komplementäre Form aufweist, so dass der aufgesteckte Bürstenkopf zumindest auf einem Teil der Aufnahme flächig aufliegt, wobei insbesondere zumindest ein Teil der Aufnahme auf zumindest einem Teil des Stifts flächig aufliegt. Das proximale Ende, insbesondere die Aufnahme, ist dabei in der Regel aus Kunststoff, insbesondere aus einem Polymer, gebildet und weist somit eine gewisse reversible Verformbarkeit, insbesondere Elastizität, auf, so dass die Aufnahme geringfügig geweitet wird, wenn der Bürstenkopf auf den Stift und/oder gegen das bzw. in Richtung des Handstücks gepresst wird - und sich gegebenenfalls wieder verengt, wenn der Bürstenkopf eine Endposition am Handstück und/oder auf dem Stift eingenommen hat. An Stift und Bürstenkopf können komplementäre Eingriffselemente 301 , insbesondere Hinterschneidungen, vorgesehen sein, welche ineinandergreifen können, wenn der Bürstenkopf die Endposition am Handstück eingenommen hat, und welche den Bürstenkopf relativ zum Stift mittels Formschluss in Position halten können. Der Stift 30 ist ferner in der Regel nicht rotationssymmetrisch bezüglich einer Längsachse ausgebildet, um ein Verdrehen des Bürstenkopfs um eine Längsachse des Stifts und/oder relativ zum Stift zu verunmöglichen. Insbesondere kann an abgeflachter Bereich 302 an einem ansonsten annähernd rotationssymmetrisch ausgebildeten Stift vorgesehen sein. Am Handstück 2 kann ferner ein Anschlag 21 für den Bürstenkopf vorgesehen sein, der verhindert, dass der Bürstenkopf beim Aufstecken zu weit in Richtung des Handstücks 2 gepresst wird.

Eine derartige Ausgestaltung von kann jedoch aufgrund einer stark unterschiedlichen Härte von Bürstenkopf und (metallischem) Stift, insbesondere eines wesentlich grösseren Elastizitätsmoduls des Stifts im Vergleich zum Bürstenkopf, einige Nachteile mit sich bringen, die insbesondere damit in Verbindung stehen, dass eine Starrheit der Verbindung zwischen Bürstenkopf und Handstück, insbesondere zwischen Bürstenkopf und Stift, hochgradig von einer Passgenauigkeit der Aufnahme, insbesondere von den genauen Abmessungen von Stift und Aufnahme bzw. von Differenzen einander entsprechender Abmessungen, aufweist.

Eine derartige Passgenauigkeit ist aber einerseits stark von Fertigungstoleranzen, andererseits aber auch von äusseren Faktoren wie insbesondere einer Umgebungstemperatur und einer Anzahl Gebrauchszyklen des Bürstenkopfs abhängig. Die Umgebungstemperatur beeinflusst dabei einerseits eine Elastizität des Kunststoffs (während eine Elastizität des metallischen Stifts im Wesentlichen unverändert bleibt), andererseits aufgrund relativ stark unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten auch die Passgenauigkeit. Aufgrund einer wesentlich grösseren Härte des metallischen Stifts im Vergleich zu einer Härte des Kunststoffs in welchem die Aufnahme gebildet ist, erfolgt ferner bei Benutzung der elektrischen Zahnbürste mit der Zeit ein Materialabtrag am Bürstenkopf, welcher die Passgenauigkeit verändert, insbesondere verringert.

Eine verringerte Passgenauigkeit reduziert jedoch eine Starrheit der Verbindung zwischen Bürstenkopf und Handstück, und damit insbesondere eine Effizienz einer Übertragung von Schwingungen vom Kupplungselement auf den Bürstenkopf, was dazu führen kann, dass der Bürstenkopf im Bereich einer oder mehrerer Frequenzen nur mit verringerter Amplitude schwingt, insbesondere im Vergleich zu einer optimalen und/oder ursprünglichen Passgenauigkeit. Dergestalt verringerte Schwingungsamplituden können sich nachteilig auf eine Reinigungsleistung auswirken und/oder eine Wirksamkeit beim Unschädlichmachen von Plaquebakterien einschränken.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Handstück für eine elektrische Zahnbürste anzugeben, welches die vorstehend genannten Nachteile nicht aufweist.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Handstück für eine elektrische Zahnbürste gemäss dem unabhängigen Patentanspruch gelöst.

Ein erfindungsgemässes Handstück für eine elektrische Zahnbürste kann umfassen: a. ein Griffelement; b. ein am Griffelement, vorzugsweise im Bereich eines distalen Endes des Griffelements, vorgesehenes Kupplungselement zum Verbinden, insbesondere lösbaren Verbinden, eines Bürstenkopfs mit dem Handstück; c. ein im Griffelement vorgesehenes Antriebselement, welches dazu eingerichtet ist, das Kupplungselement in Schwingung zu versetzen; d. einen im Griffelement vorgesehenen Energiespeicher zum Versorgen des Antriebselements mit Energie, insbesondere elektrischer Energie; dadurch gekennzeichnet, dass e. das Kupplungselement zumindest teilweise aus Kunststoff gebildet ist, und dass f. zwischen dem Kupplungselement und dem Griffelement ein metallisches Ringelement vorgesehen ist.

Das Kupplungselement kann als mechanische Verbindung, insbesondere lösbare bzw. reversible mechanische Verbindung, zwischen Antriebselement und Bürstenkopf dienen. Dabei kann das Kupplungselement für ein Befestigen, insbesondere reversibles Befestigen, des Bürstenkopfs am Handstück ausgelegt sein, ggf. in Verbindung und/oder Zusammenwirkung mit dem Ringelement.

Das Griffelement kann dazu dienen, dass das Handstück sicher und ermüdungsfrei in der Hand gehalten werden kann, und kann insbesondere in einer Längsrichtung ausgedehnt und/oder langgestreckt ausgeführt sein, und/oder einen zumindest annähernd zylindrischen oder prismenförmigen Bereich aufweisen; jeweils insbesondere mit einer Länge zwischen vorzugsweise 10cm und 30cm; sowie insbesondere einen Durchmesser in einem Bereich zwischen 1 cm und 5cm aufweisen.

Das Griffelement umfasst ferner ein vorzugsweise in dessen Innerem vorgesehenes Antriebselement, welches dazu eingerichtet ist, das Kupplungselement in Schwingung zu versetzen. Das Antriebselement kann insbesondere einen (elektrischen) Motor umfassen, welcher das Kupplungselement insbesondere in relativ niederfrequente Schwingungen, insbesondere im Frequenzbereich hörbaren Schalls, mit einer Frequenz zwischen wenigen Hz, insbesondere mehr als 3 Hz, und wenigen hundert Hz, insbesondere weniger als 500Hz, versetzen kann. Das Antriebselement kann alternativ oder zusätzlich ein piezoelektrisches Element umfassen, welches das Kupplungselement insbesondere in relativ hochfrequente Schwingungen, insbesondere im Ultraschallbereich, mit einer Frequenz zwischen einigen hundert Hz und einigen kHz versetzen kann, insbesondere zwischen 500 Hz und 20 kHz.

Im Griffelement ist ferner ein Energiespeicher zur Versorgung des Antriebselements mit Energie, insbesondere elektrischer Energie, vorgesehen. Dabei kann es sich insbesondere um eine oder mehrere Batterien oder Akkus handeln. Batterie(n) und/oder Akku(s) können austauschbar sein, wozu im Griffelement eine verschliessbare Öffnung vorgesehen sein kann, durch welche Batterie(n) und/oder Akku(s) entnommen und ersetzt werden können. Im Griffelement können ferner Mittel zum Laden eines oder mehrerer Akkus vorgesehen sein.

Das Kupplungselement dient zum Übertragen von Schwingungen vom Antriebselement auf den Bürstenkopf. Insbesondere eine Oberfläche oder ein Teil der Oberfläche des Kupplungselements, welche bzw. welcher mit einem aufgesetzten Bürstenkopf in Verbindung, insbesondere Berührung, steht, ist zumindest teilweise aus Kunststoff gebildet, insbesondere aus einem Thermoplast. Zumindest ein Teil des Kupplungselements kann zumindest annähernd kegelförmig oder zumindest annähernd kegelstumpfförmig ausgebildet sein, mit einem zumindest annähernd kreisförmigen oder zumindest annähernd elliptischen Querschnitt und oder einer zumindest annähernd kreisförmigen oder zumindest annähernd elliptischen Grundfläche. Zumindest ein Teil des Kupplungselement kann ferner frei von Rotationssymmetrie ausgebildet sein, um ein Verdrehen eines mit dem Kupplungselement verbundenen Bürstenkopfs um eine Längsachse des Kupplungselements und/oder relativ zum Kupplungselement zu verunmöglichen.

Zwischen Kupplungselement und Griffelement ist ein metallisches Ringelement vorgesehen. Dies kann einem elastischen Aufweiten des Bürstenkopfs, insbesondere einer am Bürstenkopf vorgesehenen Aufnahme für das Kupplungselement, bei einem Verbinden von Bürstenkopf und Griffelement, insbesondere Kupplungselement, dienen. Dies kann insbesondere dann erreicht werden, wenn ein distales Ende der Aufnahme, welches dem Griffelement beim Verbinden des Bürstenkopfes zugewandt ist, Abmessungen, insbesondere einen ersten, Durchmesser, Querschnitt und/oder Umfang, aufweist, welche annähernd mit entsprechenden Abmessungen, insbesondere einem zweiten, Durchmesser, Querschnitt und/oder Umfang, des metallischen Ringelements übereinstimmen, jedoch kleiner bzw. geringer sind, und der Bürstenkopf, zumindest aber ein die Aufnahme umgebender Bereich des Bürstenkopfs, aus Kunststoff, insbesondere einem Thermoplast gebildet sind. Wird der Bürstenkopf gegen das Griffelement gepresst, wird aufgrund eines vergleichsweise härteren Materials des metallischen Ringelements, welches insbesondere einen grösseren Elastizitätsmodul aufweisen kann als ein die Aufnahme des Bürstenkopf umgebendes Material, die Aufnahme geweitet. Wenn die Aufnahme derart ausgestaltet ist, dass Durchmesser, Querschnitt und/oder Umfang vom proximalen Ende her in Richtung auf das distale Ende zunächst zunehmen, kann der Bürstenkopf bei weiterem Anpressen einrasten, insbesondere zwischen metallischem Ringelement und Griffelement, und somit am Handgriff befestigt werden, insbesondere mittels Formschluss.

Das metallische Ringelement kann starr mit dem Antriebselement und/oder dem Kupplungselement verbunden sein, um eine optimale Übertragung von Schwingungen vom Antriebselement auf den Bürstenkopf zu ermöglichen.

Das metallische Ringelement erlaubt es, sowohl das Kupplungselement als auch denjenigen Bereich des Bürstenkopfs, in dem die Aufnahme (welche alternativ auch als Ausnehmung oder Ausnahme bezeichnet werden kann) für das Kupplungselement gebildet ist, aus ähnlichen Materialen zu fertigen, insbesondere das Kupplungselement als auch denjenigen Bereich des Bürstenkopfs, in dem die Aufnahme für das Kupplungselement gebildet ist, aus Kunststoff, insbesondere aus Polyethylentereph- thalat (PET) zu bilden. Zusätzlich oder alternativ können Materialien gewählt werden, die einen zumindest annähernd übereinstimmenden Elastizitätsmodul aufweisen, insbesondere im Bereich zwischen 0,1 N/m ² und 10N/m ² , vorzugsweise zwischen 1 ,0N/m ² und 5,0N/m ² . Eine Ausführung des Kupplungselements mit einem derart niedrigen Wert des Elastizitätsmoduls erlaubt eine Fertigung von Bürstenköpfen mit reduzierter Fertigungstoleranz, insbesondere hinsichtlich der Einhaltung von Abmessungen. Die Möglichkeit zur Verwendung ähnlicher oder identischer Materialien für Kupplungselement und Bürstenkopf erlaubt zudem, eine Temperaturabhängigkeit der mechanischen Kopplung zwischen Kupplungselement und Bürstenkopf zu reduzieren.

Insbesondere kann das Kupplungselement und/oder derjenige Bereich des Bürstenkopfs, in dem die Aufnahme für das Kupplungselement gebildet ist, aus rezykliertem Polyethylenterephthalat, RPET, gefertigt sein. Dies erlaubt eine ressourcenschonende und/oder umweltfreundliche Herstellung des Handstücks und insbesondere von Bürstenköpfen für die Verwendung mit dem Handstück.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, und/oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen.

Im Folgenden wird anhand der beiliegenden Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines herkömmlichen Handstücks;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemässen Handstücks;

Fig. 3a eine Frontansicht des erfindungsgemässen Handstücks aus Fig. 2; Fig. 3b eine Seitenansicht des erfindungsgemässen Handstücks aus Fig. 2.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines herkömmlichen Handstücks wie eingangs beschrieben. Figur 2 zeigt perspektivische Darstellung eines erfindungsgemässen Handstücks 1 für eine elektrische Zahnbürste.

Die Figuren 3a und 3b zeigen eine Frontansicht bzw. eine Seitenansicht des erfindungsgemässen Handstücks 1 für eine elektrische Zahnbürste aus Fig. 2.

Das Handstück umfasst ein Griffelement 2, an dessen distalem Ende ein Kupplungselement 3 zum lösbaren Verbinden eines Bürstenkopfs mit dem Handstück vorgesehen ist. Zwischen dem Kupplungselement 3 und dem Griffelement 2 ist ein metallisches Ringelement 4 vorgesehen.

Obwohl die Erfindung mittels der Figuren und der zugehörigen Beschreibung dargestellt und detailliert beschrieben ist, sind diese Darstellung und diese detaillierte Beschreibung illustrativ und beispielhaft zu verstehen und nicht notwendigerweise als die Erfindung einschränkend. Um das Verständnis der Erfindung nicht unnötig zu erschweren, können in gewissen Fällen wohlbekannte Merkmale, Strukturen und/oder Techniken nicht im Detail gezeigt oder beschrieben sein. Es versteht sich, dass Fachleute Änderungen und Abwandlungen machen können, ohne den Umfang der folgenden Ansprüche zu verlassen. Insbesondere deckt die vorliegende Erfindung weitere Ausführungsbeispiele mit irgendwelchen Kombinationen von Merkmalen ab, die von den explizit beschriebenen Merkmalskombinationen abweichen können.

Die vorliegende Offenbarung umfasst auch Ausführungsformen mit jeglicher Kombination von Merkmalen, die vorstehend oder nachfolgend zu verschiedenen Ausführungsformen genannt oder gezeigt sind. Sie umfasst ebenfalls einzelne Merkmale in den Figuren, auch wenn sie dort im Zusammenhang mit anderen Merkmalen gezeigt sind und/oder vorstehend oder nachfolgend nicht genannt sind. Auch können die in den Figuren und der Beschreibung beschriebenen Alternativen von Ausführungsformen und einzelne Alternativen deren Merkmale vom Erfindungsgegenstand beziehungsweise von den offenbarten Gegenständen ausgeschlossen sein. Die Offenbarung umfasst Ausführungsformen, die ausschliesslich die in den Ansprüchen beziehungsweise in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmale umfasst sowie auch solche, die zusätzliche andere Merkmale umfassen.

Im Weiteren schliesst der Ausdruck „umfassen“ und oder Ableitungen davon andere Elemente oder Schritte nicht aus. Ebenfalls schliesst der unbestimmte Artikel „ein“ bzw. „eine“ und Ableitungen davon eine Vielzahl nicht aus. Die Funktionen mehrerer in den Ansprüchen aufgeführter Merkmale können durch eine Einheit beziehungsweise einen Schritt erfüllt sein. Die Begriffe „im Wesentlichen“, „etwa“, „annähernd“, „ungefähr“ und dergleichen in Verbindung mit einer Eigenschaft beziehungsweise einem Wert definieren insbesondere auch genau die Eigenschaft beziehungsweise genau den Wert. Die Begriffe „etwa“, „näherungsweise", „annähernd", „ungefähr“ usw. im Zusammenhang mit einem gegebenen Zahlenwert oder -bereich können sich auf einen Wert beziehungsweise Bereich beziehen, der innerhalb 20%, innerhalb 10%, innerhalb 5% oder innerhalb 2% des gegebenen Werts beziehungsweise Bereichs liegt. Alle Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als den Umfang der Ansprüche einschränkend zu verstehen. Eine Angabe, wonach a ~ b gilt, kann dahingehend zu verstehen sein, dass |a-b|/(|a|+|b|) < 0,2, vorzugsweise |a-b|/(|a|+|b|) < 0,05, höchst vorzugsweise |a-b|/(|a|+|b|) < 0,01 gilt, wobei a und b beliebige, an irgendeiner Stelle in diesem Dokument definierte und/oder beschriebene oder anderweitig dem Fachmann bekannte Variablen oder Grössen repräsentieren kann.

Dass ein Merkmal oder eine Eigenschaft, beispielsweise eine spezifische, insbesondere geometrische, Form, zumindest näherungsweise ausgebildet, vorgesehen oder vorhanden ist, kann insbesondere bedeuten, dass Fertigungsvorgaben existieren, welche eine Vorgabe vorsehen, gemäss welcher das Merkmal entsprechend ausgebildet wird, wobei im Rahmen üblicher, dem Fachmann bekannter Fertigungstoleranzen eine Abweichung von der Vorgabe resultieren kann.

In der Beschreibung in Klammern gesetzte Merkmale, Eigenschaften, etc. können vorhanden und/oder erforderlich sein, müssen dies aber nicht, und sind grundsätzlich als optional zu betrachten. Solche Merkmale können dem besseren Verständnis der Erfindung durch Ausblenden von impliziten, aber erfindungsunwesentlichen Aspekten dienen. Derartige Merkmale, Eigenschaften, etc. können vorteilhaft sein.

Dass ein Element oder Merkmal in einer Richtung ausgedehnt ist oder sich in einer Richtung erstreckt kann insbesondere bedeuten, dass Abmessungen des Elements oder Merkmals in dieser Richtung grösser sind als in anderen, insbesondere allen anderen Richtungen, insbesondere orthogonalen Richtungen.

Die Erfindung gemäss der vorstehenden Beschreibung kann insbesondere in Form der und/oder in Kombination mit den nachstehenden Ausführungsformen realisiert werden:

1 . Handstück (1 ) für eine elektrische Zahnbürste, umfassend a. ein Griffelement (2); b. ein am Griffelement, vorzugsweise im Bereich eines distalen Endes des Griffelements, vorgesehenes Kupplungselement (3) zum Verbinden, insbesondere lösbaren Verbinden, eines Bürstenkopfs mit dem Handstück; c. ein im Griffelement vorgesehenes Antriebselement, welches dazu eingerichtet ist, das Kupplungselement in Schwingung zu versetzen; d. einen im Griffelement vorgesehenen Energiespeicher zum Versorgen des Antriebselements mit Energie, insbesondere elektrischer Energie; dadurch gekennzeichnet, dass e. das Kupplungselement zumindest teilweise aus Kunststoff gebildet ist, und dass f. zwischen dem Kupplungselement und dem Griffelement ein metallisches Ringelement (4) vorgesehen ist.

2. Handstück nach Ausführungsform 1 , wobei ein äusserer Durchmesser des Ringelements (4) grösser ist als ein maximaler äusserer Durchmesser des Kupplungselements (3). 3. Handstück nach Ausführungsform 1 oder 2, wobei ein Umfang oder ein Querschnitt des Ringelements (4) grösser ist als ein maximaler Umfang bzw. Querschnitt des Kupplungselements (3).

4. Handstück nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Ringelement (4) starr mit dem Antriebselement und/oder dem Kupplungselement (3) verbunden ist.

5. Handstück nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, wobei das Ringelement (4) starr und/oder nicht-lösbar mit dem Antriebselement und/oder dem Kupplungselement (3) verbunden ist.

6. Handstück nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, wobei das Ringelement (4) als Federring ausgebildet ist.

7. Handstück nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, wobei das Ringelement (4) als Ringsegment, insbesondere nicht-geschlossenes Ringsegment ausgebildet ist.

8. Handstück nach Ausführungsform 7, wobei sich das Ringsegment (4) über einen Winkel von mindestens 300°, vorzugsweise mindestens 330°, erstreckt.

9. Elektrische Zahnbürste, umfassend a. ein Handstück (1 ) nach einer der vorangehenden Ausführungsformen; b. ein Bürstenkopf mit einer Aufnahme für das Kupplungselement (3); wobei c. ein Bereich des Bürstenkopfs, in dem die Ausnahme gebildet ist, aus dem gleichen Material gebildet ist wie das Kupplungselement, insbesondere aus Kunststoff. Elektrische Zahnbürste nach Ausführungsform 9, wobei der Bereich des Bürstenkopfs, in dem die Ausnahme gebildet ist, aus rezykliertem Polyethylen- terephthalat, RPET, gebildet ist.