способ изготовления зубной щетки с электрическим функциональным узлом

Формула изобретения

1. Способ изготовления зубной щетки с телом (16, 18), содержащим в себе область (10) ручки, область (14) головки и расположенную между областью (10) ручки и областью (14) головки область (12) шейки, и, по меньшей мере, с частично расположенными внутри тела (16, 18) функциональными узлами, которые включают в себя электрически приводимый в действие функциональный блок (22, 22') и имеющее энергоаккумулятор (24) устройство (26) электрического питания для функционального блока (22, 22'), при котором тело изготовляют, по меньшей мере, из одного, служащего носителем прочности жесткого компонента (16), а также, по меньшей мере, одного мягкого компонента (18) способом литья под давлением, и, по меньшей мере, некоторые из функциональных узлов во время изготовления тела (16, 18), по меньшей мере, частично непосредственно покрывают экструдированной облицовкой из образующей мягкий компонент (18) пластмассы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что функциональные узлы располагают в области пограничной зоны между жестким компонентом (16) и мягким компонентом (18).

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве функционального блока покрывают экструдированной облицовкой имеющее электрический привод (20) устройство (22) вибрации для создания вибраций в области (14) головки.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве функционального блока покрывают экструдированной облицовкой, по меньшей мере, один источник света, предпочтительно имеющее светодиод устройство (22') подсветки.

5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что сначала отливают под давлением первый компонент (16) без функциональных узлов и затем, по меньшей мере, некоторые функциональные узлы позиционируют и фиксируют в первом компоненте (16), причем затем блок из первого компонента (16) и функциональных узлов, по меньшей мере, частично покрывают экструдированной облицовкой, по меньшей мере, из одного следующего компонента (18).

6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что перед литьем под давлением первого компонента (16), по меньшей мере, некоторые функциональные узлы позиционируют в форме для литья под давлением и затем покрывают экструдированной облицовкой из первого компонента (16), причем затем блок из первого компонента (16) и покрытых экструдированной облицовкой функциональных узлов покрывают экструдированной облицовкой, по меньшей мере, из одного следующего компонента (18).

7. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что покрытие функциональных узлов выполняют сначала в ходе первой операции при низком удельном давлении и затем, по меньшей мере, в виде одной следующей операции его завершают компонентом (16, 18) при высоком удельном давлении.

8. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что, по меньшей мере, некоторые функциональные узлы располагают на уже отлитом под давлением пластмассовом компоненте (16), в частности жестком компоненте, таким образом, что функциональные узлы по отношению к направлению течения еще отливаемого под давлением следующего пластмассового компонента (18), в частности мягкого компонента, находятся, по меньшей мере, частично в тени, по меньшей мере, одного защищающего участка жесткого компонента (16).

9. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что функциональный узел или группу (82) функциональных узлов покрывают экструдированной облицовкой, которая проходит вдоль существенной части длины тела (16, 18).

10. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один компонент (16) при литье под давлением снабжают областью (34) для установки или фиксации одной или нескольких электрических линий (42, 44).

11. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что перед литьем под давлением следующего компонента (18) на блоке, по меньшей мере, из первого компонента (16) и покрываемых экструдированной облицовкой функциональных узлов фиксируют, по меньшей мере, один следующий покрываемый экструдированной облицовкой функциональный узел (46, 46', 48), в частности контактный элемент, для создания электрического соединения между функциональными узлами.

12. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одну предусмотренную для одного или нескольких устанавливаемых позже функциональных узлов полость (29) первого компонента (16) уплотняют, по меньшей мере, одним покрытым экструдированной облицовкой из первого компонента (16) и/или, по меньшей мере, одним покрываемым экструдированной облицовкой из следующего компонента (18) функциональным узлом (46, 46') по отношению к следующим компонентам (18).

13. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что за счет литья под давлением мягкого компонента (18) выполняют вдавливаемую в полость (28) ранее отлитого под давлением жесткого компонента (16) коммутационную область (30) для приведения в действие, по меньшей мере, одного электрического функционального узла (36), в частности область переключения, для приведения в действие переключающего элемента для включения и выключения зубной щетки.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что расположенную, в частности, в области (12) шейки или в области перехода между областью (12) шейки и областью (10) ручки область (32) гашения вибраций тела выполняют, по меньшей мере, из двух различных отливаемых под давлением компонентов (16, 18).

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что для образования области (32) гашения вибраций сначала, при литье под давлением жесткого компонента (16), ее выполняют в виде матрицы из выемок (34), а затем, при литье под давлением, по меньшей мере, одного следующего компонента (18), в частности мягкого компонента, эти выемки (34) заполняют этим компонентом (18).

16. 3убная щетка с телом (16, 18), содержащим в себе область (10) ручки, область (14) головки и расположенную между областью (10) ручки и областью (14) головки область (12) шейки и, по меньшей мере, с частично расположенными внутри тела (16, 18) функциональными узлами, которые включают в себя электрически приводимый в действие функциональный блок (22, 22') и имеющее энергоаккумулятор (24) устройство (26) электрического питания для функционального блока (22, 22'), причем тело состоит, по меньшей мере, из одного, служащего носителем прочности, изготовленного способом литья под давлением жесткого компонента (16), а также, по меньшей мере, одного мягкого компонента (18), изготовленного способом литья под давлением, и причем, по меньшей мере, некоторые из функциональных узлов, по меньшей мере, частично непосредственно покрыты экструдированной облицовкой из образующей мягкий компонент (18) пластмассы.

17. Зубная щетка по п.16, отличающаяся тем, что электрическое соединение между расположенным в области (14) головки или в области (12) шейки функциональным блоком (22), с одной стороны, и расположенным в области (10) ручки энергоаккумулятором (24), с другой стороны, может устанавливаться или прерываться посредством бистабильного и переключаемого между двумя стабильными состояниями переключающего элемента (36) при воздействии на два плеча (40, 42), расположенных на противоположных сторонах области (38) сочленения.

18. Зубная щетка по п.16 или 17, отличающаяся тем, что она изготовлена способом по п.1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение касается способа изготовления зубной щетки с телом, включающим в себя область ручки, область головки и расположенную между областью ручки и областью головки область шейки, и с, по меньшей мере, частично расположенными в пределах тела функциональными узлами, которые охватывают электрически приводимый в действие функциональный блок и имеющее энергоаккумулятор электрическое устройство питания для функционального блока.

Такие зубные щетки в основном известны.

Публикация WO 99/63859 A1 описывает зубную щетку, у которой, согласно одной форме изготовления, в выполненную как световод ручку зубной щетки интегрирован светодиод, а также переключающее устройство для включения и выключения светодиода, причем переключающее устройство содержит батарейку, гибкий контактный электрод, а также гибкую мембрану. В области мембраны переключающего устройства материал ручки зубной щетки для образования находящейся перед ним области сформирован с тонким слоем материала.

В публикации WO 00/07482 A1 речь идет об обнаружении отложений на зубах. Описывается зубная щетка, в которую интегрированы проводящие свет элементы. При этом проводящие свет элементы интегрированы в головку зубной щетки, которая изготовляется отдельно от ручки зубной щетки способом литья под давлением, а затем соединяется с ручкой зубной щетки.

Публикация WO 99/59462 A1 посвящена также обнаружению отложений на зубах. В этой связи, в публикации также описывается зубная щетка с интегрированными проводящими свет элементами, причем, тем не менее, зубная щетка играет лишь подчиненную роль в этой публикации.

В публикации WO 01/47392 A1 описана зубная щетка, снабженная средствами, которые позволяют при пользовании зубной щеткой устанавливать и контролировать технику зубной щетки.

При изготовлении таких зубных щеток проблема сводится, в частности, к тому, чтобы правильно позиционировать расположенные в пределах тела функциональные узлы и обеспечить их безопасный, а также надежный принцип действия. Поскольку такие зубные щетки производятся, в большинстве случаев, в больших количествах экземпляров, в дальнейшем должно быть возможным их изготовление в рамках экономичного и эффективного массового производства. Далее, вследствие того, что внешний вид зубной щетки играет все более существенную роль для принятия решения о ее покупке, конструкция зубной щетки должна позволять, по возможности, большую свободу дизайна, который должен приниматься в расчет при изготовлении зубной щетки. При этом вопрос сводится не только к тому, чтобы создавать эргономичную зубную щетку, которая "хорошо в лежит руке", но, кроме того, зубная щетка должна быть просто обслуживаемой, надежно удерживаться во время пользования и, конечно, иметь безупречную, приятно ощущаемую поверхность, т.е. пользователь должен просто "охотно брать в руку" зубную щетку.

Описанное в публикации WO 01/58306 A1 изготовление зубных щеток сравнительно трудоемко, так как используются две отдельные половины полого корпуса, при которых могут возникать проблемы относительно стыкования этих частей и, вместе с тем, точности подгонки, а также водонепроницаемости. Далее, с одной стороны, для половин полого корпуса, и, с другой стороны, для дополнительно необходимой облицовки экструзией требуется большое количество форм для литья под давлением или несколько различных полостей. Далее, монтаж функциональных узлов также связан с относительно большими затратами.

При описанном в публикации WO 02/054906 A1 способе изготовления существуют лишь ограниченные возможности дизайна, так как работают с литейным стержнем, который вслед за процессом литья под давлением вытягивается, вследствие чего формообразование ограничивается, по существу, цилиндрическими геометриями. В частности, могут изготовляться только зубные щетки с прямой областью шейки, чтобы иметь возможность вдвигать компоненты сзади.

Публикация WO 01/28452 A1 описывает изготовление зубной щетки способом двух- или многокомпонентного литья под давлением. При этом устройство вибрации, соединительные линии, а также другие электронные компоненты вкладываются как блок в отлитую под давлением из материала первой компоненты профильную деталь и после этого экструзией облицовываются материалом второго компонента или других компонентов. При этом речь не должна идти о полном покрытии экструдированной облицовкой. Несколько частей могут быть открытыми, вследствие чего может достигаться эстетический эффект. Более подробные сведения о способе литья под давлением или о материальных компонентах в этой публикации не даются.

В основе изобретения лежит задача создать возможность для изготовления зубной щетки, которое учитывает упомянутые во вступлении проблемы и при котором, в частности при минимальном количестве необходимых форм для литья под давлением и этапов монтажа, одновременно предоставлена максимальная свобода дизайна, причем, в частности, должно быть возможным изготовление изогнутой области шейки.

Решение этой задачи происходит за счет признаков независимого пункта 1 формулы изобретения и, в частности, за счет того, что тело изготовляется, по меньшей мере, из одного жесткого компонента, служащего носителем прочности, а также, по меньшей мере, из одного мягкого компонента способом литья под давлением, и что, по меньшей мере, некоторые из функциональных узлов во время изготовления тела, по меньшей мере, частично, непосредственно покрываются экструдированной облицовкой из пластмассы, образующей мягкий компонент тела зубной щетки.

Кроме того, изобретение касается зубной щетки согласно пункту 16 формулы изобретения, у которой, по меньшей мере, несколько функциональных узлов, по меньшей мере, частично, непосредственно покрыты экструдированной облицовкой из пластмассы, образующей мягкий компонент тела зубной щетки.

Предпочтительные формы выполнения изобретения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения, описании, а также на чертежах.

Изготовление тела зубной щетки, по меньшей мере, из одного жесткого компонента и, по меньшей мере, одного мягкого компонента обеспечивает высокую свободу дизайна при одновременном выполнении требований к стабильности и прочности зубной щетки.

За счет предусмотренного согласно изобретению непосредственного покрытия функциональных узлов экструдированной облицовкой из пластмассы происходит оптимальная интеграция этих узлов в тело зубной щетки. Таким образом, уже при изготовлении тела функциональные узлы могут позиционироваться на соответствующих конкретному дизайну местах в теле, вследствие чего дизайнеру предоставляется максимальная свобода действий для разработки дизайна зубной щетки. Далее, при образе действий согласно изобретению изготовление зубной щетки значительно ускоряется и упрощается, так как операции литья под давлением и монтажа могут происходить одновременно или непосредственно друг за другом. Далее, является преимуществом то, что функциональные узлы путем непосредственного покрытия экструдированной облицовкой из пластмассы автоматически фиксируются в теле зубной щетки, что упрощает проведение, при необходимости, требующихся дальнейших операций изготовления.

Кроме того, особенным преимуществом является то, что за счет покрытия экструдированной облицовкой функциональные узлы могут быть оптимально защищены от внешних влияний и, в частности, водонепроницаемо закрыты.

Изобретение означает отказ от известных подходов при изготовлении зубных щеток, при которых устанавливается строгое разделение между операциями литья под давлением, с одной стороны, и операциями монтажа, с другой стороны. Согласно изобретению было установлено, что, в основном, функциональные узлы могут подвергаться возникающим при нанесении пластмассы литьем под давлением сжимающим и температурным нагрузкам, без ухудшения работоспособности узлов. Встраивание, по меньшей мере, некоторых из функциональных узлов в мягкий компонент имеет, далее, то преимущество, что процесс литья под давлением становится более щадящим для функциональных узлов, так как удельное давление мягкого компонента является меньшим, чем у жесткого компонента. Кроме того, мягкий компонент имеет высокую текучесть, так что функциональные узлы надежно закрываются, даже если они должны были иметь сложную форму. Следующим преимуществом является то, что функциональные узлы могут за одну рабочую операцию покрываться экструдированной облицовкой вместе с другими так или иначе наличествующими в большинстве зубных щеток мягко-эластичными элементами, например мягко-эластичными чистящими элементами в щеточной зоне или упругой зоне в области шейки. Тем самым не требуется никакой дополнительной операции изготовления.

Зубная щетка согласно изобретению имеет следующее преимущество в том, что мягкий компонент закрывает функциональные узлы, защищает и, при необходимости, уплотняет их, однако же, за счет упругих свойств, позволяет их приведение в действие снаружи и коммуникацию или взаимодействие с окружающей средой (например, приведение в действие, передачу информации, передачу энергии). В успешном варианте усовершенствования изобретения, который разъясняется ниже, функциональные узлы в сочетании с мягким компонентом действуют также в качестве механического датчика, например для контроля давления при чистке.

В особенно предпочтительном варианте способа изготовления согласно изобретению первоначально отличается под давлением первый, предпочтительно, жесткий компонент без функциональных узлов. Он содержит, предпочтительно, базирующий элемент для функциональных узлов, например U-образную в поперечном сечении выемку на задней стороне зубной щетки, которая может быть простым способом заполнена перед нанесением экструдированной облицовки.

После изготовления литьем под давлением первого компонента, по меньшей мере, несколько функциональных узлов позиционируются и фиксируются на первом компоненте, причем затем блок из первого компонента и функциональных узлов, по меньшей мере, частично покрывается экструдированной облицовкой из следующего, по меньшей мере, одного, предпочтительно, мягкого компонента. При этом варианте является преимуществом то, что для покрываемых экструдированной облицовкой функциональных узлов не должны проводиться никакие специальные мероприятия для их фиксации в форме для литья под давлением. В частности, тогда, когда первый отливаемый под давлением компонент - это жесткий компонент, и следующий отливаемый под давлением компонент является мягким компонентом, этот вариант обеспечивает еще одно преимущество - особенно щадящее обращение с покрываемыми экструдированной облицовкой из мягкого компонента функциональными узлами, так как мягкие компоненты могут отливаться, по меньшей мере, в большинстве случаев с незначительным, по сравнению с жестким компонентом давлением и при более низкой температуре.

Согласно альтернативному варианту, по меньшей мере, некоторые функциональные узлы перед литьем под давлением первого компонента позиционируются в форме для литья под давлением, а затем покрываются экструдированной облицовкой из первого компонента, причем затем блок из первого компонента и покрытых экструдированной облицовкой функциональных узлов будет покрываться экструдированной облицовкой, по меньшей мере, из одного следующего компонента. Так как при этом варианте функциональные узлы должны сначала позиционироваться в форме для литья под давлением, и поэтому формовочный инструмент должен захватывать функциональные узлы для их удерживания, то после литья под давлением первого компонента последний содержит открытые участки для точек приложения усилий к предварительно позиционированным функциональным узлам. При литье под давлением следующего компонента эти открытые участки закрываются, так что их больше нельзя заметить на готовом изделии.

Чтобы далее минимизировать нагрузки на функциональные узлы при литье под давлением, может быть предусмотрено согласно следующему примеру выполнения изобретения, чтобы, по меньшей мере, из одного компонента сначала при первой операции при низком удельном давлении образовывалось покрытие функциональных узлов, а вслед за этим, по меньшей мере, в одной следующей операции, этот компонент при высоком удельном давлении завершал покрытие функциональных узлов.

Далее, в одном варианте изобретения предусмотрено, чтобы перед литьем под давлением следующего компонента на блоке, по меньшей мере, из одного первого компонента и покрываемых экструдированной облицовкой функциональных узлов фиксировался, по меньшей мере, один следующий покрываемый экструдированной облицовкой функциональный узел. В случае этого следующего функционального узла речь идет, в частности, например, об имеющем форму штифта, скобы или подковообразном контактном элементе для выполнения электрического соединения между двумя или несколькими другими функциональными узлами.

Функциональные узлы с успехом могут использоваться для дополнительной цели, когда, согласно следующей предпочтительной форме выполнения изобретения, по меньшей мере, одна предусмотренная в первом компоненте полость для одной или нескольких позже вставляемых функциональных узлов уплотняется, по меньшей мере, одним функциональным узлом, покрытым, по меньшей мере, одной экструдированной облицовкой из первого компонента и/или покрываемым экструдированной облицовкой, по меньшей мере, из одного следующего компонента, по отношению к следующему компоненту.

Согласно следующему предпочтительному примеру выполнения изобретения предусмотрено, что за счет литья под давлением мягкого компонента образуется область манипулирования, вдавливаемая в полость ранее отлитого жесткого компонента для приведения в действие, по меньшей мере, одного электрического функционального узла. За счет этого успешно используются упругие свойства мягкого компонента, чтобы создавать область манипулирования, например, для воздействия на расположенный в теле зубной щетки переключающий элемент для включения и выключения зубной щетки.

Далее, согласно изобретению предлагается изготовлять область гашения вибраций тела, расположенную, в частности, в области шейки или в области перехода между областью шейки и областью ручки, по меньшей мере, из двух различных литьевых компонентов. За счет этого демпфирующие свойства области гашения могут целенаправленно адаптироваться к заданным требованиям. Особенно предпочтительно, если область гашения вибраций образуется целенаправленным ослаблением жесткого компонента посредством мягкого компонента.

Для образования области гашения вибраций предпочтительно, если сначала, при литье под давлением жесткого компонента, она выполняется как матрица из выемок, и затем, при литье под давлением, по меньшей мере, одного следующего компонента, в случае которого речь идет, в частности, о мягком компоненте, выемки ею заполняются.

Электрическое соединение между расположенным в области головки или в области шейки устройством вибрации, с одной стороны, и расположенным в области ручки энергоаккумулятором, с другой стороны, может создаваться или прерываться, предпочтительно, посредством бистабильного переключающего элемента, который может переключаться между двумя, по меньшей мере, по существу, стабильными состояниями путем воздействия на два плеча, расположенных на противоположных сторонах области сочленения.

Такой бистабильный переключающий элемент, который обозначается также как "лягушка", может приводиться в действие, в частности, через коммутационную область, образованную экструдированной облицовкой из мягкого компонента, которая может вдавливаться пользователем в полость, в которой расположена "лягушка".

В случае функциональных узлов, которые непосредственно покрываются экструдированной облицовкой, по меньшей мере, из одного пластмассового компонента, речь идет, в частности,

- об устройстве вибрации, которое содержит, предпочтительно, блок из электродвигателя и эксцентрика или приводимый в действие электромагнитом вибрационный сердечник,

- о связанных с устройством вибрации электрических линиях,

- об отдельных контактных элементах, которые служат для того, чтобы создавать электрические соединения между другими функциональными узлами.

В основном, покрываемые экструдированной облицовкой функциональные узлы - в зависимости от конкретной конструкции зубной щетки - могут включать в свой состав, кроме того, датчики (например, датчики для измерения давления и временных интервалов, для индикации бляшек, для определения положения, для получения данных о движении, а также для обнаружения химических веществ или составов), испускающие свет детали, сопротивления, интегральные микросхемы, переключающие устройства, а также акустические конструктивные элементы. Далее, могут иметься в наличии штекерные контакты (втулки), например, для зарядки источника энергии или для передачи электрических или информационных данных, носители данных, например микрочипы, или, например, предназначенный для защиты от кражи пассивный передатчик (радиочастотный идентификационный чип). При определенных применениях, например при применении пассивного передатчика, в зубную щетку не требуется интегрировать источник энергии.

Путем покрытия экструдированной облицовкой из второго компонента функциональные узлы фиксируются в предусмотренном местоположении, а при использовании мягко-упругого компонента, в случае необходимости, могут устанавливаться гибко и уплотняться в покрытой экструдированной облицовкой области против проникновения воды. Возможность контактировать с окружающей средой создает покрытие функциональных узлов экструдированной облицовкой из тонкого слоя мягкого компонента, который может протыкаться для создания токопроводящего соединения. Резино-эластичный мягкий компонент имеет свойство снова водонепроницаемо смыкаться после удаления острого контактного датчика. Похожий принцип может применяться, чтобы создавать электропроводное соединение между компонентами внутри зубной щетки, которые подвижны относительно друг друга, например, при изгибании щетки.

Может идти речь в случае функциональных узлов об электронных конструктивных элементах, которые могут проявлять сравнительно большую чувствительность по отношению к внешним видам воздействия. Функциональные узлы могут быть снабжены предохранительной оболочкой, например, из пластмассы, керамики или металла. Кроме того, функциональные узлы могут быть залиты смолой или другим защитным материалом.

Чтобы сокращать до минимума нагрузки на покрываемые экструдированной облицовкой функциональные, узлы согласно изобретению является предпочтительным, если работают с относительно низким удельным давлением, причем, тем не менее, одновременно обеспечивается гомогенное распределение материала в данной отлитой под давлением детали. Предпочтительно, используются особенно легко текучие пластмассы. Согласно изобретению предпочтительный материал - это полипропилен (PP) с индексом текучести по MVR в пределах 4-25, причем, в частности, используется PP с индексом текучести по MVR, равным 20.

Далее согласно изобретению предусмотрены, предпочтительно, относительно низкие температуры обработки. В частности, тогда, когда согласно упомянутому выше особенно предпочтительному варианту первоначально отливают под давлением один первый компонент без функциональных узлов, применяется термопластический эластомер как предпочтительный материал, а именно при температуре в области от 170°C до 250°C, предпочтительно, около 200°C.

Согласно изобретению при литье под давлением каждый из компонентов может использоваться либо как единственная точка ввода литьевой массы, либо как большое число таких точек. В случае единственной точки ввода литьевой массы ее позиция выбирается, предпочтительно, таким образом, чтобы самый чувствительный функциональный узел находился на как можно большем удалении от точки ввода литьевой массы, так что должен прокладываться как можно более длинный путь розлива пластмассы до этого функционального узла. При использовании как единственной точки ввода литьевой массы, так и нескольких таких точек можно работать, кроме того, каждый раз с варьирующимся во времени удельным давлением. При этом ход изменения давления может целенаправленно подгоняться к заданным условиям. В частности, в наиболее близкой к самому чувствительному функциональному узлу точке ввода литьевой массы можно работать с относительно низким давлением - меньше, чем 600 бар и, предпочтительно, меньше, чем 200 бар.

Что касается используемых пластмассовых материалов, то для жесткого компонента тела зубной щетки может использоваться, например, акрилбутадиенстирол (ABS), полистирол (PS), полиэтилен-терефталат (PET), стирол-акрилнитрил (SAN), поликарбонат (PC), полиамид (PA) или полиметил-метакрилат (PMMA), причем предпочтительным материалом является полипропилен. Для мягкого компонента, предпочтительно, используется сродственный данному жесткому компоненту, т.е. соединяющийся с жестким компонентом, термопластический эластомер (TPE), вследствие чего могут достигаться особенно подходящие мягко-упругие и, соответственно, резино-эластичные свойства.

По меньшей мере, для одного компонента тела зубной щетки может быть предусмотрена светопропускающая и, соответственно, прозрачная или, по меньшей мере, просвечивающая пластмасса. Для этого принимается в расчет, в частности, MABS, SAN, PA, PC, PMMA, PS или PET. При обработке прозрачной пластмассы работают, предпочтительно, со сравнительно высоким удельным давлением, для чего особенно подходит упомянутый выше вариант, при котором сначала отливают под давлением один первый компонент без функциональных узлов.

Далее, согласно изобретению предусмотрено, предпочтительно, не использовать толщину стенок пластмассы меньше заданной минимальной либо нигде, либо, по меньшей мере, на таких участках тела зубной щетки, где они подвержены относительно большим нагрузкам, как, в частности, изгибающим и торсионным усилиям. Для жесткого компонента для этой минимальной толщины стенок, предпочтительно, это значение составляет, по меньшей мере, примерно 0,5 мм, причем, предпочтительно, минимальная толщина стенок лежит в диапазоне от 1 до 5 мм. Участок, в котором толщина стенки опускается до этой минимальной величины, является, предпочтительно, областью шейки, в которой расположено устройство вибрации.

Минимальная толщина слоя покрытия экструдированной облицовкой из мягкого компонента составляет 0,5 мм. Предпочтительно, однако, она лежит между 1-6 мм, тем самым функциональные компоненты не могут оптически проступать при ярких цветах мягкого компонента и, вместе с тем, при чистке зубов возникает своего рода амортизатор против частично жестких (например, металлических) функциональных элементов.

Согласно следующей предпочтительной форме выполнения изобретения предусмотрено, чтобы, по меньшей мере, некоторые функциональные узлы таким образом располагались в уже отлитом пластмассовом компоненте, в частности жестком компоненте, чтобы функциональные узлы по отношению к направлению течения еще отливаемого следующего пластмассового компонента, в частности мягкого компонента, по меньшей мере, на отдельных участках находились в тени, по меньшей мере, одного защищающего участка жесткого компонента.

Таким образом, покрываемые экструдированной облицовкой функциональные узлы могут быть защищены особенно простым и, тем не менее, эффективным способом от влияний, в частности, в отношении давления и температуры отливаемого затем под давлением компонента или компонентов. В отношении участков, расположенных вверх по течению от функциональных узлов, речь идет, в частности, о целенаправленно предусмотренных, или и без того конструктивно обусловленных имеющихся препятствиях или выступах на ранее отлитом под давлением компоненте.

Далее, отливаемое под давлением пластмассовое тело зубной щетки согласно изобретению рассчитано, предпочтительно, таким образом, чтобы в области функциональных узлов избегать острых выступов, углов и кромок, чтобы исключать, в частности, обусловленную влиянием концентрации напряжений опасность поломки или, по меньшей мере, сократить ее до минимума.

Для снабжения функциональных узлов электрической энергией используются, предпочтительно, электрические линии в виде металлического провода, которые, по меньшей мере, тогда, когда линии различных полярностей проводятся совместно, предпочтительно снабжены электрически изолирующим покрытием. От такого покрытия можно отказываться, в частности, тогда, когда соответствующие линии прокладываются отдельно и на достаточно большом расстоянии друг от друга. Альтернативно электрические соединения могут быть предусмотрены в форме отлитой под давлением электрически проводящей пластмассы, штампованного металлического листа, металлически тисненых на отлитом под давлением пластмассовом компоненте печатных проводников, или печатных проводников, нанесенных посредством гальванических методов на отлитый под давлением пластмассовый компонент.

Далее, по меньшей мере, те электрические соединения, которые проводятся вдоль таких участков зубной щетки, которые подвержены, как, в частности, область шейки, упругим деформациям, предпочтительно, выполняются таким образом, что они, с одной стороны, являются как можно более гибкими, а также устойчивыми к излому при знакопеременных изгибах и, с другой стороны, не ведут к дополнительному увеличению жесткости соответствующего участка зубной щетки.

Предпочтительно, согласно изобретению пластмассовое тело зубной щетки образуется таким образом, что электрические соединения проходят между источником тока и потребителем электроэнергии вдоль, по возможности, прямой линии. Электрические линии могут за счет этого протягиваться при монтаже особенно простым способом. Для этого образуется, по меньшей мере, по существу, прямолинейно проходящий канал для электрических соединительных линий, предпочтительно, в одном из отлитых под давлением компонентов тела зубной щетки.

Изобретение описывается в дальнейшем на основе примеров, со ссылками на чертежи. Они показывают:

Фиг.1-7 - отдельные операции способа изготовления зубной щетки, согласно одной форме выполнения изобретения,

Фиг.8 - операция альтернативного способа изготовления, согласно изобретению,

Фиг.9 - в увеличенном масштабе - расположение и принцип действия переключающего элемента зубной щетки согласно изобретению,

Фиг.10 - в увеличенном масштабе - возможность изготовления электрического соединения в зубной щетке согласно изобретению,

Фиг.11 - различные виды изготовленной зубной щетки согласно изобретению,

Фиг.12a-d - возможные формы выполнения предварительно изготовленного блока функциональных узлов для зубной щетки согласно изобретению,

Фиг.13 - изображение зубной щетки согласно изобретению для пояснения фиксации крышки,

Фиг.14 - различные виды другой формы выполнения зубной щетки согласно изобретению,

Фиг.15 - различные виды еще одной формы выполнения зубной щетки согласно изобретению,

Фиг.16 - пример монтажной платы, применяемой при способе изготовления согласно изобретению,

Фиг.17 - схематический пример монтажной установки для соответствующего изобретению изготовления зубной щетки согласно изобретению,

Фиг.18a-d - примеры зубной щетки с оптической функциональной группой,

Фиг.19 - реализация переключающего элемента как датчика давления,

Фиг.20 - задняя область ручки зубной щетки.

В дальнейшем, описанный сначала с привлечением фиг.1-8 вариант касается особенно предпочтительного способа изготовления согласно изобретению, при котором сначала отливается под давлением один жесткий пластмассовый компонент 16 тела зубной щетки без функциональных узлов.

Фиг.1 показывает готовый отлитый под давлением жесткий компонент 16, у которого уже образованы область 10 ручки, область 12 шейки, а также область 14 головки. Область 12 шейки, держащая на расстоянии друг от друга область 14 головки и область 10 ручки, имеет длину, предпочтительно, в диапазоне от 30 мм до 70 мм и, в частности, примерно 50 мм. Область 12 шейки, соединяющая друг с другом область 10 ручки и область 14 головки, является суженной по отношению к области 10 ручки и области 14 головки, как это можно видеть из показывающего вид сзади верхнего изображения на фиг.1.

Далее, жесткий компонент 16 включает образованную в области 12 шейки, U-образную в поперечном сечении выемку 50 для устройства вибрации. В переходной области между областью 12 шейки и областью 10 ручки образованы выемки 34, которые являются составной частью области 32 гашения вибраций. Далее, имеется в наличии проходящий от передней выемки 50 вплоть до области заднего конца канал 52 для электрических соединительных линий, задняя полость 28 для энергоаккумулятора в форме батарейки или перезаряжаемого аккумулятора типа AAA, а также полость 29 для приведения в действие не представленного здесь переключающего элемента. Вышеупомянутая полость 29 через отверстие 56 соединяется с расширенным в этой области каналом 52.

Как следует, в частности, из нижнего чертежа, представляющего вид сбоку в сечении, канал 52 проходит в нижней стороне зубной щетки.

Жесткий компонент 16 имеет далее в области заднего конца выемку 58 для U-образной контактной скобы.

Упомянутые выше особенности жесткого компонента 16, а также функциональные узлы зубной щетки согласно изобретению, будут в другом месте рассмотрены подробнее.

Согласно фиг.2, в ходе следующей операции функциональный блок 82, составленный предварительно из отдельных узлов, фиксируется на жестком компоненте 16. Этот блок 82 включает в себя устройство 22 вибрации, электродвигатель 20 и приводимый им в действие эксцентрик 21 длиной в пределах 1,5-5 мм и максимальным диаметром 4-10 мм, которые расположены в элементе защиты, здесь - защитной втулке 23. При помощи этого устройства 22 вибрации в области 14 головки зубной щетки могут возбуждаться колебания с частотой в несколько 1000 Гц, предпочтительно, 10000-20000 Гц. С одной стороны, втулка 23 служит для защиты устройства 22 вибрации от влияний давления и температуры отливаемого затем под давлением пластмассового компонента и, с другой стороны, для высвобождения эксцентрика по отношению к пластмассовому материалу этого компонента. Устойчивая к воздействию давления литья втулка 23 выполнена из пластмассы, керамики или - предпочтительно - металла, в частности из никелированного латунного сплава. Альтернативно защитная втулка 23 может быть выполнена из пластмассы, точка плавления которой лежит выше температуры отливаемого затем под давлением пластмассового компонента. Предпочтительно, используется усиленная пластмасса, например усиленная стекловолокнами пластмасса. Длина втулки 23 снаружи составляет примерно 10-25 мм, предпочтительно, 21 мм, в то время как диаметр втулки 23 составляет примерно 2-10 мм, предпочтительно, 7 мм, и толщина стенок втулки 23, которая может составлять до 3 мм, составляет, предпочтительно, 0,5 мм. По выбору, дополнительно прикрепленная крышка увеличивает длину защитного элемента (втулка и крышка) на 1-4 мм, предпочтительно, на 3,5 мм. Если имеется в наличии крышка, то заливка смолой не требуется. Втулка 23 запирается после введения эксцентрика 21 и двигателя 20 либо посредством снабженной проходами для электроснабжения двигателя крышки, либо заливается подаваемой в жидком виде и затем затвердевающей субстанцией (например, смолой, лаком или двухкомпонентным клеем). На уровне конца двигателя 20, предпочтительно, на втулке 23, предусмотрен упор, за счет чего предотвращается слишком большое выдвижение вперед эксцентрика 21 во время монтажа. Свободное вращение эксцентрика, таким образом, гарантировано.

Вместо втулки могут использоваться также две оболочковые пластмассовые части, которые принимают на себя функцию втулки и крышки. Монтаж может с этой формой выполнения упрощаться. Устройство вибрации фиксируется посредством трения покоя или легкой прессовой посадки в выемке жесткого компонента. Эту фиксацию нужно осуществлять таким образом, чтобы этот функциональный элемент затем не мог быть смыт с предусмотренного места при отливке под давлением мягкого компонента.

С устройством 22 вибрации связаны две электрические соединительные линии 42, 44. Они предусмотрены, предпочтительно, в форме покрытых оболочкой гибких многопроволочных проводов или отдельных проволок из меди, причем диаметр проволоки, который может составлять до 1 мм, предпочтительно, составляет 0,3 мм. Толщина оболочки лежит в диапазоне от 0,1 до 0,5 мм и составляет, предпочтительно, 0,2 мм.

За счет этого оболочка надежно защищена от так называемого смыва во время литья пластмассы под давлением, так что даже тогда, когда электрические линии 42, 44 из-за давления литья сдвигаются с места, никакого короткого замыкания возникнуть не может.

Электрическая линия 42 выполнена относительно короткой и проходит до отверстия 56 между расширенной областью канала 52 и средней полостью 29 (ср. фиг.1). К тому же короткая линия 42 в этом примере изготовления снабжена выполненным как аксиальный удлинитель линии 42 контактным элементом 46 в форме штифта (фиг.9) или пластинки (фиг.2). Контактный элемент 46 выполнен из металла, предпочтительно, из никелированного латунного сплава. Посредством описанного подробнее в другом месте переключающего элемента контактный элемент 46 может связываться с одним полюсом расположенного в задней полости 28 энергоаккумулятора. Контактный элемент, а тем самым и часть блока двигателей 46, жестко связаны, предпочтительно, с коротким кабелем 42 (например, припаяны).

Для контактирования с другим полюсом энергоаккумулятора служит более длинная соединительная линия 44, которая проходит до образованной в задней области выемки 58 (ср. фиг.1).

Предпочтительно, электрические линии 42, 44, как составные части предварительно изготовленного блока 82, в каждом случае предварительно уже подобраны необходимой длины. Далее, свободные концы линий 42, 44 уже могут быть зачищены и облужены, что является преимуществом, в частности, тогда, когда для контактирования с другими электрическими функциональными узлами предусмотрены не паяные соединения, а соединение с силовым замыканием. Это подробнее рассматривается ниже.

Предпочтительно, функциональный блок монтируется уже перед вставлением в тело зубной щетки и перед покрытием экструдированной облицовкой из мягкого компонента. Например, контактный элемент 46 и U-образная контактная скоба 48 уже жестко связаны с концами кабеля, в частности припаяны. Таким образом исключаются погрешности производства.

Чтобы фиксировать линии 42, 44 в жесткой компоненте 16, между областью 34 гашения вибраций и расширенной областью канала образован канал 52 с элементами фиксации для электрических соединений. С помощью этой выполненной, например, как лабиринт 54 (ср. фиг.1), в частности как трехточечный лабиринт, области крепления линии 42, 44 гарантированы от выпадения, а также от вытягивания. Альтернативно для фиксации могут использоваться сужения канала, расширения внутреннего диаметра или отдельные элементы из металла или пластмассы. Альтернативно электрические компоненты могут термически и/или механически вплавляться в жесткий компонент.

Контактный штифт 46 и отверстие 56 (ср. фиг.1) подогнаны друг к другу таким образом, что расположенная в средней области полость 29 уплотнена снизу против проникновения пластмассы отливаемого затем под давлением компонента.

Перед литьем под давлением следующего, предпочтительного, мягкого компонента в выполненную в заднем конце выемку 58 вводится уже упомянутая U-образная контактная скоба, обжимается, в частности, с силовым замыканием, вследствие чего длинная соединительная линия 44 фиксируется также на ее свободном конце и создается, кроме того, электрический контакт между свободным концом линии 44 и контактной скобой без осуществления паяного соединения. Контактная скоба изготовлена из металла, предпочтительно, из никелированного латунного сплава. Контактной скобе полнее уделяется внимание в другом месте, в сочетании с фиг.10.

Фиг.3 показывает зубную щетку согласно изобретению после литья под давлением мягкого компонента 18. Литье под давлением мягкого компонента 18 происходит во второй полости формы для литья под давлением, в которую укладывается жесткий компонент 16 после оснащения его описанными выше функциональными узлами (устройство 22 вибрации из втулки 23, эксцентрик 21, при необходимости, крышки втулки и двигателя 20, электрические линии 42, 44, контактный штифт 46, а также контактная скоба 48).

Мягкий компонент 18 покрывает расположенные в жестком компоненте 16 функциональные узлы, т.е. эти функциональные узлы непосредственно покрытываются экструдированной облицовкой из пластмассы, образующей мягкий компонент 18.

Предусмотренная в средней области полость 29 закрывается сверху путем литья под давлением мягкого компонента 18. Мягко-упругая пластмасса мягкого компонента 18 образует здесь вдавливаемую под воздействием снаружи в полость 29 коммутационную область 30, которая имеет на своей внутренней стороне два выдающихся внутрь полости 29 переключательных выступа 31. Формирование этой также обозначенной как коммутационная мембрана коммутационной области 30 происходит с помощью не представленного здесь формовочного стержня формы для литья под давлением, который введен во время литья под давлением мягкого компонента 18 в полость 29. Мягко-упругие свойства коммутационной области 30 позволяют беспроблемное принудительное извлечение из формы путем вытаскивания формовочного стержня назад, вследствие чего гибкая коммутационная область 30 переключательными выступами 31 отжимается наружу и затем, за счет своей упругости, снова занимает показанное на фиг.3 нормальное положение.

Твердость по Шору A коммутационной области 30 лежит предпочтительно ниже 70, предпочтительно, ниже 40, и составляет, в частности, примерно 35. В этой области мягкий компонент имеет оптимальные свойства для функций амортизирующих элементов, мягко-упругих элементов очистки и уплотнительных элементов, а также для коммутационной области для приведения в действие переключателя.

Далее, литьем под давлением мягкого компонента 18 завершается выполнение области 32 гашения вибраций, в то время как соответствующие выемки 34 (ср. фиг.1) в жестком компоненте 16 наполняются пластмассой мягкого компонента 18.

Как можно видеть из фиг.3, посредством литья под давлением мягкого компонента 18, кроме того, могут образовываться другие функциональные области 60, которые образованы, предпочтительно, как дополнительные демпфирующие участки в области приложения пальца и/или кисти руки и могут быть выполнены, например, в форме пластинок, небольших валиков или, в принципе, любых повторяющихся декоративных узоров.

Далее, посредством литья под давлением мягкого компонента 18 на обращенной назад торцевой стороне тела зубной щетки образуется проходящая по периферии уплотнительная закраина 64, которая делает возможным водонепроницаемое прикрепление оконечной крышки, чему будет уделено внимание в другом месте, ниже.

Проникновение мягкого компонента 18 в среднюю полость 29 снизу предотвращается связанным с концом короткой электрической линии 42b (ср. фиг.2) контактным штифтом 46, который запирает отверстие 56 (ср. фиг.1). Для опоры контактного штифта 46 во время литья под давлением мягкого компонента служит упомянутый выше формовочный стержень, введенный в полость формы для литья под давлением.

Функции мягко-упругого материала (покрытие экструдированной облицовкой функциональных узлов, гашение вибраций, коммутационная область, текстура поверхностей, уплотнение, резино-эластичные элементы чистки и т.д.) реализуются, предпочтительно, точно с одним материалом от, по меньшей мере, одной точки ввода литьевой массы. Альтернативно, но из соображений экономии менее предпочтительно, различные функции могут реализовываться посредством различных материалов, например с различной твердостью по Шору A или различным цветом, через разные точки ввода литьевой массы.

Затем, согласно фиг.4, в полость 29 сзади вводится переключающий элемент 36 ("лягушка"). "Лягушка" 36 фиксируется на несущем участке 69 жесткого компонента 16 простым насаживанием. Это будет рассмотрено полнее в другом месте, в сочетании с фиг.9.

На ходе следующей операции согласно фиг.5 вводится сзади в предусмотренную для этого полость 28 батарейка 24, в частности батарейка типа AAA (1,5 В).

Для компенсации удлинения и для контактирования с одним полюсом батарейки служит образованный на заднем конце "лягушки" 36 пружинный участок 66. На уровне пружинного участка на внутренней стороне жесткого компонента приформован, по меньшей мере, один, предпочтительно, от 3 до 4 элементов 130 (ср. фиг.19), которые представляют собой упор для батарейки 24. При такой конструкции может точно устанавливаться ход пружины батарейки 24. При падении щетки с большой высоты элементы 130 предотвращают перегиб пружинного элемента 66 батарейкой.

Согласно фиг.6, в ходе следующей операции на задний конец тела зубной щетки надевается крышка 70. В отношении крышки 70 речь идет о предварительно монтируемом узле, который включает в себя электрически проводящий контактный участок 72, посредством которого в смонтированном состоянии осуществляется электрическое соединение между другим полюсом батарейки 24, с одной стороны, и предварительно вставленной в выемку 58 в жестком компоненте 16 (ср. фиг.1) и затем покрытой экструдированной облицовкой из мягкого компонента 18 (ср. фиг.3) контактной скобой 48, чем завершается электрическое соединение всех задействованных функциональных узлов.

Соединение между крышкой 70 и задним концом тела зубной щетки осуществляется при промежуточном размещении полученной литьем под давлением мягкого компонента 18 уплотнительной закраины 64 (ср. фиг.3), предпочтительно, способом байонетного затвора, что более подробно будет рассмотрено ниже, в сочетании с фиг.10 и, в частности, фиг.13. Альтернативно соединение может происходить, например, другими подходящими средствами, как например, защелкиванием.

Как показывает фиг.7, затем происходит сборка предварительно изготовленной щеточной головки 76. Крепление головки 76 в области 14 головки жесткого компонента 16 может происходить, в принципе, любыми подходящими средствами, как например, защелкиванием, приклеиванием или свариванием, в частности, ультразвуковой сваркой.

Вышеупомянутое прикрепление полностью заготовленной головки 76 из уже снабженной щетиной 80 пластинки 78 имеет то преимущество, что в области 14 головки жесткого компонента 16 могут помещаться различные головки 76. Так, размещаемая головка 76 может быть альтернативно снабжена массажными элементами вместо чистящих элементов. Также, согласно изобретению, в одной головке возможна комбинация массажных и чистящих элементов. В публикации WO 98/01055 A1 и, соответственно, EP 0910258 B описана идея установки сменных головок в зубных щетках.

В принципе, также возможно помещать щетину посредством подходящего способа внедрения щетины непосредственно в жесткий компонент щетки. Предпочтительно, щетка снабжается щетиной перед заполнением электрическими функциональными узлами и покрытием экструдированной облицовкой из мягкого компонента. Во время покрытия экструдированной облицовкой функциональных узлов могут затем, посредством мягкого компонента, размещаться непосредственно на щеточной головке дополнительные мягко-упругие чистящие и/или массажные элементы. Снабжение щетиной, т.е. оснащение головки чистящими и/или массажными элементами, может происходить, в принципе, любым методом внедрения щетины (например, IMT или AFT).

Фиг.8 показывает уже обсуждавшийся выше вариант изготовления электрически проводящего соединения между короткой электрической линией 42 и переключающим элементом ("лягушка") 36. Вместо уже в предварительно собранном состоянии жестко связанного со свободным концом короткой электрической линии 42 контактного элемента 46 (ср. фиг.2) предусмотрен согласно этому варианту отдельный контактный штифт 46', который, после установки предварительно собранного блока 82 в жестком компоненте 16 и перед литьем под давлением мягкого компонента 18, вводится в образованную при этом варианте при литье под давлением жесткого компонента 16 выемку, вследствие чего осуществляется электрически проводящее соединение между контактным штифтом 46' и свободным концом короткой электрической линии 42. Посредством контактного штифта 46' переключающий элемент 36 затем может электрически соединяться с короткой электрической линией 42.

Установка контактного штифта 46' представляет собой в этом варианте, следовательно, следующую производственную операцию 2.1, которая выполняется совместно с уже описанным выше введением U-образной контактной скобы 48.

Необходимая во время литья под давлением мягкого компонента 18 фиксация контактного штифта 46' может осуществляться с помощью специального затвора формы для литья под давлением, которым контактный штифт 46' надежно удерживается в своем положении. В отношении этого удерживающего устройства речь может идти об управляемом затворе, который приводится в рабочую позицию во время процесса литья под давлением и против силы поступающей пластмассы, уплотняя относительно границ отверстия 56 к верхней полости 29 и, соответственно, прижимает контактный штифт 46' к стенке, которая отделяет верхнюю полость 29 от лежащей под ней приемной области жесткого компонента 16 и снабжена отверстием для контактного штифта 46'. Посредством вышеупомянутого расположенного в полости 29 формовочного стержня может создаваться опора контактного штифта 46' во время литья под давлением мягкого компонента 18.

Тем не менее, предпочтительно, фиксация контактного штифта 46' осуществляется не затвором, а просто запрессовкой с силовым замыканием. Для этого контактный штифт 46' может быть снабжен средствами удержания, например, в форме накатки, поверхностных насечек или задних ловителей, вследствие чего создание активного соединения с силовым замыканием упрощается. Соответственно, введение и фиксирование контактной скобы 48 в выемке 58 происходит, предпочтительно, также запрессовкой с силовым замыканием.

Применение отдельного контактного штифта 46' является, в противоположность использованию жестко связанного с короткой электрической линией 42 контактного штифта 46, предпочтительным.

Фиг.9 показывает на нижнем чертеже увеличенное изображение области тела зубной щетки, в которой расположен переключающий элемент ("лягушка") 36. "Лягушка" состоит из металла, предпочтительно, из пружинной стали. "Лягушка" 36 имеет два плеча 40, которые шарнирно связаны друг с другом в области 38 сочленения. На фиг.9 левое плечо 40 служит для контактирования с рассмотренным выше отдельным контактным штифтом 46' (ср. фиг.8) или интегрированным контактным элементом 46 (ср., в частности, фиг.2 и фиг.4), причем для этого соответствующее плечо 40 "лягушки" 36 может быть модифицировано, как это, например, следует из фиг.4. Контактный штифт, предпочтительно, является интегрированной составной частью блока двигателей.

Другое плечо 40 "лягушки" 36 имеет на своем конце стыковочный участок 68, которым "лягушка" 36 перемещается по выполненному в поперечном сечении в виде ласточкина хвоста опорному участку 69 жесткого компонента 16 (ср. правую увеличенную деталь на фиг.9), вследствие чего "лягушка" 36 фиксируется в теле зубной щетки. Зубообразные выступы на стыковочном участке "лягушки" заклиниваются образованным из жесткого компонента опорным участком. На стыковочном участке 68 "лягушки" 36 уже упомянутый пружинный участок 66 присоединяется к контакту одного полюса батарейки 24.

"Лягушка" 36 посредством воздействия на плечо 40 выполненными на коммутационной мембране 30 переключательными выступами 31 может переключаться между двумя стабильными состояниями, чтобы включать или выключать таким образом зубную щетку. Например, исходя из представленного на фиг.9 включенного состояния, воздействие на правое на фиг.9 плечо 40 смещает область 38 сочленения вниз, вследствие чего "лягушка" 36, при определенной глубине надавливания, перещелкивается, и левое на фиг.9 плечо 40 прыгает наверх и при этом выходит из замыкания с контактным штифтом 46' или 46. Соответствующий эффект имеет место при воздействии на левое на фиг.9 плечо 40 для включения зубной щетки. Перещелкивание "лягушки" 36 поддерживается рычагами 67, проходящими параллельно правому на фиг.9 плечу 40, которые связаны с другим, левым на фиг.9 плечом 40. По той же причине на продолжении опорного участка под "лягушкой" дополнительно образована из жесткого компонента наклонная площадка (на фиг.9 не представлена).

Представленная слева на фиг.9 увеличенная деталь показывает, в частности, созданное посредством контактного штифта 46' электрическое соединение между свободным концом короткой электрической линии 42 и плечом 40 "лягушки" 36. Кроме того, можно видеть проведенную мимо головки контактного штифта 46' длинную электрическую линию 44.

Фиг.10 показывает вид сбоку и вид сверху заднего конца тела зубной щетки. На представленном справа виде сверху можно видеть, в частности, расположение предусмотренной для U-образной контактной скобы 48 выемки 58, в то время как представленный слева вид сбоку показывает, как посредством введенной в выемку 58 контактной скобы 48 осуществляется электрическое соединение между свободным концом длинной электрической линии 44 и контактным участком 72 не представленной здесь крышки 70 (ср. фиг.6).

Контактный участок 72 крышки 70 включает в себя, предпочтительно, пружинящую по отношению к крышке контактную головку 73 для контактирования с батарейкой 24 и контактный язычок 74, который радиально выступает над цилиндрическим опорным участком 71 (ср. фиг.13), который держит контактный участок 72. Контактный язычок 74 служит, с одной стороны, для контактирования с контактной скобой 48 и, с другой стороны, для блокировки крышки в теле зубной щетки по типу байонетного затвора, когда контактный язычок 74 захватывает сзади плечо U-образной скобы 48. Контактный участок, состоящий из контактной головки и контактного язычка, выполнен, предпочтительно, за одно целое и состоит из металла, предпочтительно, из пружинной стали.

Контактный участок утоплен в крышке таким образом, что контактная головка может осуществлять только ограниченный ход пружины. После определенного допустимого хода пружины батарейка оказывается вблизи крышки. Таким образом, здесь также, как у "лягушки", существует ограничение хода пружины, которое при падении щетки с большой высоты предотвращает слишком сильную деформацию пружинящей головки.

Как с помощью отдельного контактного штифта 46' (ср. фиг.8 и фиг.9), так и отдельной контактной скобы 48 необходимые электрические соединения осуществляются без пайки, что значительно упрощает процесс изготовления зубной щетки согласно изобретению.

Фиг.11 показывает предпочтительный дизайн изготовленной способом согласно изобретению зубной щетки в различных проекциях. На верхнем чертеже показан вид сзади, в частности, выполненные литьем под давлением мягкого компонента 18 функциональные области 60, которые кроме особенностей дизайна служат для гашения вибраций и/или делают особенно удобной для держания в руке зубную щетку согласно изобретению. Частично служащие опорой для кисти и соответственно пальцев функциональные области 60 в изображенном примере расположены на задней стороне (i) в области перехода между областью 14 головки и областью 12 шейки, (ii) в области 12 ручки на уровне промежуточной области между областью 32 гашения вибраций и коммутационной областью 30, а также (iii) в области заднего конца области 10 ручки. Следующая функциональная область 60 окружает обе точки 86 переключения на передней стороне.

Кроме того, на фиг.11 можно видеть совместно образованную из жесткого компонента и мягкого компонента область 32 гашения вибраций на участке перехода между областью 10 ручки и областью 12 шейки, которая в этом предпочтительном примере дизайна имеет сетчатую геометрию. Таким оформлением можно достигать особенно хороших характеристик при скручивании, изгибе и гашении вибраций.

Нижняя горизонтальная проекция показывает, в частности, образованную литьем под давлением мягкого компонента коммутационную область 30 с обеими точками 86, 88 переключения для включения (точка переключения 86) и выключения (точка переключения 88) зубной щетки.

Как явствует из изображений на фиг.11, зубная щетка согласно изобретению имеет - хотя речь идет об электрически приводимой в действие зубной щетке - приятное элегантное формообразование без мешающих утолщений или нескладно выглядящих областей. В частности, зубная щетка согласно изобретению снабжена особенно приятно с эстетической точки зрения изогнутой и относительно области ручки суженной областью 12 шейки. Такой изящный дизайн становится возможным благодаря соответствующему изобретению способу изготовления, без того, чтобы это вело к увеличению затрат и потерь времени при изготовлении зубной щетки.

Фиг.12a и 12b, соответственно, показывают предварительно собранный блок 82, который в вышеописанном примере изготовления перед литьем под давлением мягкого компонента 18 размещается в ранее отлитом под давлением жестком компоненте 16 (ср. фиг.2). При этом фиг.12a показывает вариант без прикрепленного на свободном конце короткой электрической линии 42 контактного штифта, т.е. этот вариант применяется в сочетании с рассмотренным выше отдельным контактным штифтом 46' (ср., в частности, фиг.8), в то время как фиг.12b показывает представленный на фиг.2-7 вариант с припаянным к электрической линии 42 контактным штифтом 46.

На фиг.12c показан следующий пример для блока 82 двигателей, который уже полностью собран перед покрытием экструдированной облицовкой. Эксцентрики и двигатель расположены в защитной втулке 23, которая закрыта крышкой 23'. Линии 42, 44 проведены через пазы в крышке 23' наружу. Контактный штифт 46' жестко связан с короткой линией 42, в частности припаян. Длинная линия 44 твердо связана с контактной скобой 48, в частности припаяна. Фиг.12d показывает вид сбоку блока двигателей в направлении A.

Устройство 22 вибрации в обоих случаях включает в себя защитную втулку 23, в которой расположен эксцентрик 21, а также двигатель 20, и которая после размещения этих функциональных узлов заполняется смолой или, альтернативно, запирается крышкой.

Фиг.13 показывает зубную щетку согласно изобретению, на верхнем чертеже - в закрытом посредством крышки 70 состоянии, в то время как нижний чертеж показывает зубную щетку согласно изобретению перед закрытием посредством крышки 70.

Как уже упомянуто в сочетании с фиг.10, в представленном примере изготовления происходит блокировка крышки 70 в теле зубной щетки байонетным затвором. Для запирания зубной щетки крышка 70 накладывается в таком угловом положении относительно тела зубной щетки, при котором радиально выступающий относительно цилиндрического опорного участка 71 крышки 70 на противоположных друг другу местах контактный язычок 74 контактного участка 72 крышки 70 ориентирован с таким наклоном к плечам U-образной контактной скобы 48, что этот контактный язычок 74 вводится мимо плечей в тело зубной щетки, и контактная головка 73 может войти в контакт с противоположным полюсом батарейки 24. Последующим поворотом крышки 70 относительно тела зубной щетки, например, на 90° в направлении по часовой стрелке (при рассмотрении сзади) контактный язычок 74 своими обоими радиально выступающими концевыми участками зацепляется сзади за плечи U-образной контактной скобы 48. Таким образом, с одной стороны, крышка 70 надежно запирается и, с другой стороны, создается электрический контакт между контактным язычком 74 и контактной скобой 48 и, вместе с тем, между длинной электрической линией 44, контактной головкой 73 и батарейкой 24. Пружинные элементы в "лягушке" и контактном участке, а также в уплотнительной закраине обеспечивают регулируемое запорное усилие для закрывания и, соответственно, открывания крышки.

Как представлено на фиг.20, для лучшей фиксации крышки 70, а также лучшего уплотнения полости, на конце ручки щетки из жесткого компонента может быть отформовано круглое кольцо 100, которое вставляется в соответствующий паз 102 крышки 70. Для улучшенного уплотнения этот паз 102 может содержать кольцевое уплотнение 104. Крышка 70 может иметь на своей наружной стороне выступы, ребра или выемки для упрощенного открытия и закрытия (не показано). Они должны предотвращать соскальзывание при повороте.

Фиг.14 показывает следующую форму выполнения зубной щетки согласно изобретению, при которой предусмотрен блок 90 управления для устройства 22 вибрации, который после литья под давлением жесткого компонента располагается в приемной области 97 жесткого компонента и затем целиком, вокруг и, соответственно, сверху покрывается экструдированной облицовкой из мягкого компонента.

Блок 90 управления содержит, в частности, выполненный в виде платы носитель 93, на котором расположены две батарейки 24, например стандартные батарейки-таблетки (1,5V), интегральная схема 92, а также переключатель 91, который также отдельно представлен на фиг.14 в увеличенном масштабе.

Переключатель 91 является в представленном предпочтительном варианте импульсным переключателем, посредством которого всегда процесс включения осуществляется тогда, когда свободный заостренный в форме шипа конец электрически проводящего коммутирующего элемента 95 касается электрически проводящего ответного контакта 94 на носителе или, соответственно, на плате 93.

Процессы включения каждый раз осуществляются надавливанием электропроводного деформируемого фиксатора 98, на котором закреплен переключающий элемент 95 и который установлен на носителе 93.

Переключатель 91 выполнен таким образом, что при литье под давлением мягкого компонента заполняется материалом пластмассы мягкого компонента также окружающее переключающий элемент 95 пространство внутри фиксатора 98. Таким образом, заполняется материалом пластмассы соответствующий ходу переключения переключателя 91 промежуток между свободным концом контакта переключающего элемента 95 и ответным контактом 94. При первом приведении в действие переключателя 91 этот материал протыкается контактным шипом элемента 95, и происходит первый процесс включения. Автоматический возврат переключающего элемента 95 происходит в силу упругости мягкого компонента, т.е. нажим переключающего элемента 95 фиксатором 98 для осуществления включения происходит против возвращающего усилия мягкого компонента.

Устройство 22 вибрации, конструкция которого соответствует ранее описанному устройству вибрации, связано с блоком 90 управления линиями 96 питания. Интегральная схема 92 может быть подготовлена для реализации самых различных управляющих функций. Таким образом, может быть предусмотрено, например, чтобы при осуществлении следующих один за другим включений посредством переключателя 91 устройство 22 вибрации попеременно включалось и выключалось. Альтернативно может быть предусмотрено, например, чтобы устройство 22 вибрации включалось одноразовым приведением в действие переключателя 91, и интегральная схема 92 обеспечивала, чтобы устройство 22 вибрации по истечении заданного отрезка времени автоматически выключалось, без необходимости снова приводить для этого в действие переключатель 91.

В альтернативном выполнении батарейки 24 могут быть расположены с отступлением от блока 90 управления и позиционированы, например, в задней области ручки, а также связаны дополнительными линиями питания с блоком 90 управления.

Описанные выше при помощи фиг.14 зубные щетки предлагаются, предпочтительно, в качестве одноразовых щеток, которые выбрасываются после использования батареек 24. Альтернативно зубная щетка может быть выполнена таким образом, что предусмотрен съемный участок крышки, через который доступны батарейки 24, и они могут заменяться, чтобы иметь возможность дальше использовать зубную щетку.

В представленной на фиг.14 форме выполнения коммутационная область 30 для приведения в действие переключателя 91 предусмотрена в области расположения большого пальца руки на зубной щетке. В альтернативном варианте коммутационная область может быть расположена также в области заднего конца зубной щетки и быть встроена при этом, например, в задний концевой участок тела зубной щетки или в крышку 70. Далее, согласно изобретению возможно, чтобы крышка 70 была выполнена как поворотный выключатель и поворачивалась относительно тела зубной щетки на заданный угол, чтобы осуществлять процесс включения или выключения.

В следующем альтернативном выполнении, отходя от формы выполнения, согласно фиг.14, устройство 22 вибрации может быть установлено непосредственно на носителе 93 блока 90 управления. С одной стороны, такое оформление имело бы следствием вибрации и в области ручки, однако, с другой стороны, с успехом можно было бы отказаться от линий питания между устройством 22 вибрации и блоком 90 управления.

Предпочтительным является позиционирование устройства 22 вибрации вблизи головки зубной щетки согласно фиг.14, причем область 32 гашения вибраций предотвращает колебания в области ручки зубной щетки.

Показанная на фиг.15 следующая альтернативная форма выполнения зубной щетки согласно изобретению соответствует, по существу, форме выполнения по фиг.14 с тем отличием, что вместо устройства 22 вибрации с блоком 90 управления связан другой функциональный узел, а именно - устройство 22' подсветки в форме светодиода или лампочки. Здесь можно конкретно указать на то, что устройство 22' подсветки согласно фиг.15 представляет собой лишь предпочтительный пример еще одного функционального узла, и функциональный узел, альтернативно, также может быть предусмотрен в форме датчика, выполненного для конкретного желаемого целевого применения.

В случае покрытого экструдированной облицовкой из мягкого компонента источника 22' света может идти речь об одном, по мере надобности, включаемом и выключаемом, во включенном состоянии постоянно активном источнике света для освещения полости рта. Альтернативно источник 22' света может использоваться как схема задержки, когда источник света светит после включения в течение, например, двух минут, а затем автоматически выключается. Альтернативная или дополнительная функция может состоять в том, чтобы использовать источник 22' света как средство индикации, которым пользователь информируется об истечении срока службы зубной щетки, при том, что, например, после заданного количества, например 200 включений, источник 22' света, например, вообще больше не светит, работает с измененной частотой световых мерцаний или постоянно светит, т.е. конец срока службы индицируется по измененному по отношению к нормальному состоянию образу действия источника 22' света.

Как и при форме выполнения согласно фиг.14, все электрические компоненты связаны с носителем 93, который, после литья под давлением жесткого компонента, образующего основное тело зубной щетки, фиксируется посредством анкерного крепления на основном теле.

Отходя от представления на фиг.15, источник 22' света может быть установлен непосредственно на носителе 93. Зазор, представляющий ход переключения для переключающего элемента 95 между свободным концом переключающего элемента 95 и ответного контакта 94, составляет, предпочтительно, меньше 5 мм. Толщина материала несущего переключающий элемент 95 фиксатора 98, который выполнен, предпочтительно, из металла, например пружинной стали, латуни или меди, составляет, предпочтительно, по меньшей мере, 0,5 мм, чтобы предотвращать деформации за счет давления литья.

Батарейки 24 анкерно крепятся точечной сваркой, предпочтительно, на несущей плате 93, так что при литье под давлением мягкого компонента электрический контакт между батарейками 24 и несущей платой 93 остается надежным. В зависимости от необходимых в каждом случае значений электрического напряжения и тока могут устанавливаться одна или несколько батареек 24 параллельно или последовательно.

Интегральная схема 92 покрыта, предпочтительно, слоем смолы, чтобы создать защиту против нагрева и давления при литье под давлением образованного резино- или мягко-эластичным материалом мягкого компонента.

Вышеуказанные варианты выполнения, относящиеся к блоку 90 управления, справедливы соответственно для блока 90 управления представленного на фиг.14 устройства 22 вибрации, а не к содержащей источник 22' света форме выполнения.

При использовании в качестве функционального узла источника 22' света, предпочтительно, чтобы в качестве мягкого компонента использовался прозрачный или просвечивающий резино-эластичный или мягко-упругий материал, который позволяет как можно более беспрепятственно проходить излучению источника 22'.

Как показывает сравнение фиг.14 и 15, различие между обеими зубными щетками согласно изобретению состоит в том, что при варианте с источником света 22' отказываются от создания области 32 гашения вибраций, которая предусмотрена при варианте с устройством 22 вибрации в области перехода между областью ручки и областью шейки зубной щетки.

Фиг.16 показывает пример монтажной платы 84, которая используется при в значительной степени автоматизированном производстве зубной щетки согласно изобретению. С помощью этой платы 84 предварительно скомпонованные блоки 82 будут (ср., в частности, фиг.12b) подаваться на сборку таким образом, что эти блоки 82 смогут без проблем извлекаться из предусмотренных на плате 84 углублений посредством автоматов.

Фиг.17 лишь схематически показывает вид сверху монтажной установки, предназначенной для соответствующего изобретению изготовления зубной щетки согласно изобретению, на которой может происходить в значительной степени автоматическое манипулирование, а также сборка отдельных компонентов и узлов. При этом может быть предусмотрен как круглый стол, так и система автоматических линий. Используются две или несколько машин для литья под давлением, которые снабжены, предпочтительно, вертикальными агрегатами для литья под давлением жесткого компонента и/или мягкого компонента тела зубной щетки.

В предпочтительном выполнении предусмотрен круглый стол или система автоматических линий, - одно- или двухцикловые, в то время как машины для литья под давлением предусмотрены четырех-, шести- или восьмитактные, так как необходимое для литья под давлением время больше, чем длительность цикла круглого стола или системы автоматических линий.

Операциями изготовления являются согласно фиг.17 следующие, причем - не говоря уже о применении отдельного контактного штифта 46' вместо предварительно монтируемого контактного штифта 46 - использованная здесь нумерация соответствует также указанной на фиг.1-8 нумерации операций изготовления:

1. - Литье под давлением жесткого компонента 16.

2. - Укладка предварительно смонтированного блока 82 в жесткий компонент 16.

2.1 - Запрессовка контактного штифта 46'.

3. - Литье под давлением мягкого компонента 18.

4. - Монтаж переключающего элемента 36 ("лягушка").

4.1 - Функциональный контроль.

5. - Монтаж батареек 24.

5.1 - Предварительный монтаж запорной крышки 70.

6. - Монтаж запорной крышки 70.

7. - Монтаж предварительно изготовленной чистящей головки 76.

8. - Упаковка.

Отходя от описанного с привлечением фиг.17 образа действий, может быть предусмотрена, в частности, в зависимости от конкретного оформления зубной щетки другая последовательность операций изготовления. Далее, могут выпадать отдельные из этих операций изготовления, что, в частности, имеет место при описанном в связи фиг.14 и 15 одноразовом варианте щетки, при котором отменяется, например, обозначенная выше операция 5 установки батареек.

Фиг.18a-d показывают следующие варианты зубной щетки согласно изобретению и, соответственно, ее головной части с устройством 22' подсветки. Конструкция и функция зубной щетки соответствуют примеру по фиг.15 с тем отличием, что источник 118 света (например, светодиод или лампочка) размещен в области 14 головки. Расположение источника 118 света и оптические свойства мягкого и жесткого компонентов, а также, в данном случае, щетины, могут варьироваться, чтобы реализовать различные варианты распределения света. Оптический функциональный элемент устанавливается, предпочтительно, так, чтобы его направленный свет излучался между 45° и 90° от чистящей головки 14, и располагается примерно в центре тяжести снабженной щетиной поверхности. Если используется несколько оптических элементов 118, то они также распределены, предпочтительно, таким образом, что поверхность головки зубной щетки освещается равномерно.

При показанном на фиг.18a и увеличенном на фиг.18b примере жесткий компонент 16 и мягкий компонент 18 в значительной степени светонепроницаемы, но носитель 120 щетины и щетина 80, однако, по меньшей мере, частично прозрачны. Источник 118 света находится на расстоянии, предпочтительно, менее 2 мм ниже носителя 120 щетины в полости 126. За счет этого реализуется равномерное распределение света.

Особенно пригодна чистящая головка, которая изготовлена методом AFT (Anchor Free Tufting). При этом отдельные щетинки или пучки щетинок проводятся через отверстия в носителе щетины и оплавляются на его задней стороне. Расплав 122 щетины распределяет свет равномерно вплоть до вершин 124 щетинок, так что щетинки выполняют функцию световода. Светопроводами могут служить и устанавливаемые при желании мягко-упругие чистящие элементы 132.

Фиг.18c показывает зубную щетку, у которой источник 118 света излучает дополнительно на задней стороне 15 части головки 14. В этом случае источник 118 света только частично покрывается экструдированной облицовкой из мягко-упругого компонента 18. Светопропускающее отверстие 128 на задней стороне чистящей головки может использоваться для обработки светом десны и полости рта. При этом варианте источник света может накладываться непосредственно на обрабатываемое место. Свет может оказывать таким образом свое полное оптическое действие в полости рта. Эластичная мягкий компонент уплотняет полость 126 и отверстие 128 под носителем 120 щетины.

При примере по фиг.18d источник 118 света на задней стороне 15 чистящей головки покрыт только тонким слоем из мягко-упругого материала 18. Поэтому излучаемый в этом направлении свет принимает цвет, предпочтительно, по меньшей мере, частично прозрачного мягкого компонента 18.

При зубных щетках согласно фиг.18c и 18d речь идет о щетках со сменной головкой (не заштрихованная часть).

Возможностями использования зубной щетки с оптическими функциональными узлами являются, например, антибактериальный эффект, светотерапия, или борьба с повреждениями и т.д. В частности, для светотерапии могут применяться оптические функциональные элементы, которые могут изменять свой цвет. Далее, могут производиться также зубные щетки, которые способствуют особенному удовольствию от чистки зубов - цветным свечением или световыми миганиями, в частности, детям. В последнем аспекте возможна также комбинация с описанным ниже датчиком, например световых миганий только при проведении чистящих движений.

Если используется отдельно изготовленный носитель 120 щетины, то его жесткий компонент должен быть, по меньшей мере, частично светопропускающим. Соответствующим цветным тонированием различные чистящие головки могут создавать различные цвета при одинаковых, в частности белых, источниках света.

Прозрачные или просвечивающие резино-эластичные структуры 132 или чистящие элементы на головке щетки могут использоваться, предпочтительно, для того, чтобы направлять свет оптического элемента на предусмотренное место воздействия.

Фиг.19 показывает пример зубной щетки, которая снабжена - вместо или дополнительно к приводимому вручную переключателю (здесь не представлен) - сенсором движения или датчиком 106 давления, который может использоваться, в частности, как сенсор перегрузок. Датчик 106 находится между областью 12 шейки и область 10 ручки и в состоянии прерывать или обеспечивать энергоснабжение источника света или акустического элемента 114, и заменяет, таким образом, описанный выше переключающий элемент 36. Датчик 106 содержит контактную плату 108 и контактное острие 110, которые, соответственно, связаны с линией 42, 44 токоснабжения. Оба контактных элемента 108, 110 подвижны относительно друг друга и разделены между собой остро выдвигающейся в жесткий материал 16 областью 116 упругого материала, в который заделано контактное острие 110. При сильном давлении на щеточную головку 14 область 12 шейки гнется по отношению к области 10 ручки, и контактное острие 110 прокалывает область 116 упругого материала, так что происходит электропроводное соединение, и электрическая цепь замыкается. Акустический элемент 114 издает при этом звук, если область шейки испытывает определенный критический изгиб. Линия 44 связана здесь непосредственно с носителем 93. Переключатель действует в этом варианте выполнения как сенсор перегрузок в отношении прижимного усилия головки зубной щетки по отношению к зубной щетке. Акустический элемент 114 здесь не покрывается экструдированной облицовкой, а монтируется, подобно "лягушке" и батарейке, после литья под давлением мягкого компонента.

На фиг.19 представлены также описанные выше элементы 130, которые образуют упор для батарейки 24, чтобы предотвращать излишнюю деформацию пружины 66.