DE69419671T2

DE69419671T2 - Elektrische Zahnbürste

Info

Publication number: DE69419671T2
Application number: DE69419671T
Authority: DE
Inventors: Thomas Klinger; Erich C/O Internationaal Octrooibureau B. Krammer; Maximilian Pachel; Martin Sonnek
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1993-03-24
Filing date: 1994-03-16
Publication date: 2000-02-17
Anticipated expiration: 2014-03-17
Also published as: JPH06315413A; JP3615782B2; CN1092639A; CN1061226C; KR940020981A; SG44037A1; DE69419671D1; BR9401225A; ATE182455T1; TW245637B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Zahnbürste mit einer Steuereinheit mit einem Zeitmessmittel zum Messen der Betriebszeit beim Zähnebürsten und mit einem Druckmessmittel zum Messen des Betriebsdrucks beim Zähnebürsten, mit einem Antriebsmittel, das mit der Steuereinheit elektrisch gekoppelt ist, wobei das Antriebsmittel ein elektromechanisches Mittel aufweist zum Antreiben einer Bürste, und mit einem Anzeigemittel, das von der Steuereinheit betrieben wird zum Informieren des Benutzers der elektrischen Zahnbürste.
Eine obengenannte Zahnbürste kann zum Büsten der Zähne eines Menschen benutzt werden zum Schützen der Zähne vor Karies und Gingivitis (Zahnzerfall).
Eine obengenannte Zahnbürste ist u. a. bekannt aus der US Patentschrift Nr. 4.450.599. In dieser Patentschrift ist erwähnt, dass die Hauptursache von Karies und Gingivitis eine ständige Bildung von Zahnbelag und eine entsprechende Entfernung von Zahnbelag wird als die gewünschte Durchführung des Zähnebürstens betrachtet. Zum Erzielen einer einwandfreien Entfernung von Zahnbelag wird eine Betriebszeit über einer minimalen Zeit und ein Betriebsdruck zwischen einem minimalen und einem maximalen Druck als erwünscht betrachtet. Dadurch ist das Steuermittel der bekannten Zahnbürste mit dem Zeitmessmittel und dem Druckmessmittel versehen zum Ermitteln der Betriebszeit und des Betriebsdrucks sowie zum Betreiben des Anzeigemittels zur Information des Benutzers über die Betriebsleistung, d. h. die erziele Entfernung des Zahnbelags. Bei der bekannten Zahnbürste wird zum Ermitteln der minimalen Zeit und des gewünschten Drucks das Zeitmessmittel nur dann aktiviert, wenn das Druckmessmittel einen Druckwert zwischen dem minimalen und dem maximalen Druck ermittelt und das Anzeigemittel wird nur dann aktiviert, wenn das Zeitmessmittel eine Betriebszeit ermittelt, welche die minimale Zeit übersteigt. Trotz des Entwurfs und der Konstruktion der bekannten Zahnbürste hat es sich aber heraus gestellt, dass die erzielte Entfernung des Zahnbelags, wenn das Anzeigemittel aktiviert wird, und die beschriebene Anzeigeanordnung der Leistung ungenau ist.
Dadurch ist es eine u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine elektrische Zahnbürste zu schaffen, die eine genaue Ermittlung und eine entsprechende Anzeige der Leistung liefert.
Eine elektrische Zahnbürste nach der vorliegenden Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass die Steuereinheit weiterhin ein Berechnungsmittel aufweist zur ständigen Berechnung einer Leistung aus der Betriebszeit und dem Betriebsdruck, wobei das Zeitmessmittel und das Druckmessmittel das Berechnungsmittel betreiben und wobei das Berechnungsmittel das Anzeigemittel betreibt, und dass das Anzeigemittel den Benutzer während oder nach dem Zähnebürsten über die Leistung informiert. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die elektrische Zahnbürste zum Schaffen der genauen Ermittlung und der entsprechenden Anzeige eine intelligente Einheit aufweisen soll (das Berechnungsmittel) zum Berechnen der Leistung aus den Hauptparametern des Zähnebürstens und eine geeignete Möglichkeit haben soll, den Benutzer einwandfrei zu informieren. Während unter den Hauptparametern werden diejenigen Parameter verstanden, die einen direkten Einfluss auf die Leistung des Zähnebürstens haben, wird mit dem Berechnungsmittel gemeint eine elektrische Schaltungsanordnung, die ständig die aktuelle Leistung aus den Hauptparametern berechnet. Zusätzlich zu der Betriebszeit und dem Betriebsdruck wird in der nachfolgenden Beschreibung ein weiterer Parameter beschrieben. Weiterhin werden viele Möglichkeiten zur Implementierung des Anzeigemittels beschrieben. Trotzdem ermöglicht die Recheneinheit die gewünschte Ermittlung und Anzeige.
Eine weitere Ausführungsform einer elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass die Leistung das Produkt aus einem Skalierungsfaktor, der Betriebszeit und dem Betriebsdruck ist. Da die Leistung u. a. abhängig ist von der Betriebszeit und dem Betriebsdruck, stellt es sich heraus, dass das Produkt aus der Betriebszeit und dem Betriebsdruck eine genaue Anzeige der erzielten Leistung beim Zähnebürsten ist. Da aber ihr eine befriedigende Leistung ein kleiner Druck unzureichend und ein starker Druck unerwünscht ist, kann der Einfluss des Be triebsdrucks auf das Produkt um einen Skalierungsfaktor reduziert werden, der eine Funktion des Betriebsdrucks ist. So kann beispielsweise ein geringer Druck die Zeitskala dehnen und ein hoher Druck kann die Zeitskala komprimieren zum Erzielen der Leistung. Weiterhin kann der Skalierungsfaktor eine Funktion der Betriebszeit und des Betriebsdrucks sein.
Eine weitere Ausführungsform einer elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass die Steuereinheit weiterhin ein Lagenbestimmungsmittel aufweist zum Ermitteln der Betriebslage beim Zähnebürsten, wobei das Lagenermittlungsmittel das Berechnungsmittel betreibt und das Berechnungsmittel das Anzeigemittel betreibt und dass das Berechnungsmittel aus der Betriebslage die Leistung berechnet. Die elektrische Zahnbürste mit dem Lagenermittlungsmittel kann den Benutzer besser informieren, weil das Lagenermittlungsmittel konstruiert ist um zu ermitteln, ob die Bürste nur einen Teil der Zähne gereinigt hat. Anhand der Zeichnung wird das Lagenermittlungsmittel nachstehend weiter erläutert.
Eine andere Ausführungsform einer elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass die Leistung das Ergebnis aus Betriebszeit, Betriebsdruck und Betriebslage ist. Obschon eine einfache Bestimmung der Leistung basiert sein kann nur auf der Betreibslage, wird eine genauere Bestimmung erhalten, wenn die Leistung aus der Betriebszeit, dem Betriebsdruck und der Betriebslage berechnet wird. Beim Berechnen der Leistung kann das obengenannte Produkt aus dem Skalierungsfaktor, der Betriebszeit und dem Betriebsdruck verwendet werden.
Eine weitere Ausführungsform einer elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass die Steuereinheit einen Strom überwachen kann, der von dem elektromechanischen Mittel geführt wird, wobei das Zeitmessmittel wirksam ist zum Anzeigen der Betriebszeit in Reaktion auf die Differenz zwischen dem vorhandenen Strom und dem Blindstrom. Wenn die Betriebszeit aus dem Strom gemessen wird, der von dem elektromechanischen Mittel geführt oder demselben zugeführt wird, soll der Blindstrom des elektromechanischen Mittels verringert werden um eine einwandfreie Anzeige des vorhandenen Stromes und der Betriebszeit zu erhalten.
Eine andere Ausführungsform einer elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass die Steuereinheit einen Strom überwachen kann, der von dem elektromechanischen Mittel geführt wird, wobei das Druckmessmittel wirksam ist zum Anzeigen des Betriebsdrucks in Reaktion auf die Differenz zwischen dem vorhandenen Strom und dem Blindstrom. Wenn der Betriebsdruck aus dem Strom gemessen wird, der von dem elektromechanischen Mittel geführt oder demselben zugeführt wird, soll der Blindstrom des elektromechanischen Mittels verringert werden um ein proportionales Verhältnis des vorhandenen Stromes zu dem Betriebsdruck zu erhalten.
Eine weitere Ausführungsform einer elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass die Steuereinheit den Blindstrom misst und anzeigt, wobei eine zurückkehrende Senke in der Kennlinie des Stromes als Blindstrom wiedererkannt wird. Das elektromechanische Mittel braucht einen Blindstrom, der auf Lebenszeit einer Änderung ausgesetzt wird. Dadurch soll zum Erhalten einer genauen Bestimmung der Leistung der Blindstrom ständig überwacht und angepasst werden. Da die Bürste der elektrischen Zahnbürste während des Zähnebürstens manchmal von den Zähnen abgehoben wird, kann die zurückkehrende Senke in der Stromkurve als Blindstrom betrachtet werden.
Eine andere Ausführungsform einer elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass das Anzeigemittel eine Anzeigevorrichtung umfasst um die Leistung anzuzeigen. Wenn eine genaue Bestimmung der Leistung erreicht wird, ist eine befriedigende Anzeige der erzielten Leistung erwünscht. Dadurch ist die elektrische Zahnbürste nach der Erfindung mit der Wiedergabevorrichtung versehen, welche die Leistung während und nach dem Zähnebürsten angibt.
Eine weitere Ausführungsform einer elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass das Anzeigemittel eine Wiedergabevorrichtung aufweist um die Betriebszeit anzugeben. Da die Betriebszeit wiedergegeben wird, wird der Benutzer informiert über die effektive Zeit des Zähnebürstens. Ein Hinweis auf eine minimale Zeit in der Wiedergabevorrichtung kann den Benutzer informieren über die Leistung in Bezug auf die effektive Zeit.
Eine andere Ausführungsform einer elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass das Anzeigemittel eine Wiedergabevorrichtung aufweist um den Betriebsdruck anzugeben. Durch die Wiedergabe kann der Benutzer den ausgeübten Druck beim Zähnebürsten anpassen.
Eine weitere Ausführungsform einer elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass der Betriebsdruck als Segmentintervall wiedergegeben wird. Die Wiedergabe des Betriebsdrucks als Segmentintervall informiert den Benutzer über den kleinsten und den größten Druck. Eine Bezugnahme auf einen minimalen und einen maximalen Druck in der Wiedergabevorrichtung kann den Benutzer über den auszuübenden Druck informieren.
Eine andere Ausführungsform einer elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass das Anzeigemittel eine Wiedergabevorrichtung aufweist um die Betriebslage anzugeben. Durch die Wiedergabe kann der Benutzer die Lage der elektrischen Zahnbürste anpassen.
Eine weitere Ausführungsform einer elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass das Anzeigemittel eine ständige Wiedergabe hat während des Zähnebürstens. Durch die ständige Wiedergabe kann die leistung während des Zähnebürstens sofort korrigiert und verbessert werden. In Bezug auf den Betriebsdruck und die Betriebslage ist die ständige Wiedergabe von besonderem Vorteil.
Eine andere Ausführungsform einer elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass das Anzeigemittel eine vorübergehende Wiedergabe nach oder vor dem Zähnebürsten hat. Die vorübergehende Wiedergabe kann den Benutzer eine kurze Zeit vor oder nach dem Zähnebürsten informieren, wobei die kurze Zeit starten kann, wenn die elektrische Zahnbürste aufgenommen oder abgeschaltet wird.
Eine weitere Ausführungsform einer elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass die elektrische Zahnbürste weiterhin eine Ladevorrichtung aufweist, die eine Ladeeinheit umfasst zum Aufladen einer aufladba ren Batterie in einer Speiseeinheit, wobei die Speiseeinheit mit der Steuereinheit elektrisch gekoppelt ist. Die Speiseeinheit kann eine aufladbare Batterie enthalten, wodurch eine Ladeeinheit erforderlich ist.
Eine andere Ausführungsform einer elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass das Anzeigemittel eine Wiedergabevorrichtung aufweist um den Zustand der Speiseeinheit anzugeben. Die Speiseeinheit der Zahnbürste nach der Erfindung kann mit einer normalen Batterie, einer aufladbaren Batterie oder mit einer Netzspeisung versehen sein. Im Falle einer normalen und einer aufladbaren Batterie wird der Benutzer dadurch geholfen, dass der aktuelle Zustand der anwesenden Batterie angezeigt wird.
Eine weitere Ausführungsform einer elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass das Anzeigemittel in der Ladeeinrichtung liegt, wobei die Steuereinheit und die Ladeeinrichtung mittels einer drahtlosen Kommunikationsverbindung miteinander gekoppelt sind. Da die elektrische Zahnbürste beim Zähnebürsten in der Hand gehalten wird, kann die ständige Wiedergabe nicht vom Benutzen ausgelesen werden. Die Leistung kann aber am besten während des Zähnebürstens korrigiert und verbessert werden. Deswegen ist die elektrische Zahnbürste nach der Erfindung mit einer drahtlosen Steuerung versehen. Das Anzeigemittel auf der Ladeeinrichtung ist nun vom Benutzer sichtbar.
Eine andere Ausführungsform einer elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass die drahtlose Kommunikationsverbindung einen IR-Sender in der Steuereinheit und einen IR-Empfänger in der Ladeeinrichtung umfasst, wobei die drahtlose Kommunikation durch eine IR-Übertragung erreicht wird. Obschon die drahtlose Kommunikation verschiedenartig implementiert werden kann, hat es sich herausgestellt, dass die IR-Übertragung ein befriedigendes Resultat ergibt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ausführungsform einer elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung,
Fig. 2 ein Beispiel eines Steuereinheit für eine elektrische Zahnbürste nach der Erfindung,
Fig. 3 ein Beispiel eines Anzeigemittels für eine elektrische Zahnbürste nach der Erfindung, und
Fig. 4 ein Schaltbild einer Ausführungsform einer elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung.
In den Figuren sind entsprechende Teile durch dieselben Bezugszeichen angegeben.
In Fig. 1 ist eine Ausführungsform einer elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung dargestellt. Die Zahnbürste umfasst eine Ausführungseinrichtung 100 und eine Ladeeinrichtung 200, wobei diese Einrichtungen beide schematisch dargestellt sind. Die Ausführungseinrichtung 100 umfasst eine Speiseeinheit 110, eine Steuereinheit 120, ein Antriebsmittel 130, eine Bürste 140 und einen Schalter 150. Die Speiseeinheit ist mit der Steuereinheit 120 elektrisch gekoppelt (über die Steuereinheit 120), sowie mit dem Antriebsmittel 130 zum Liefern einer Speisespannung. Die Steuereinheit 120 ist weiterhin mit dem Antriebsmittel 130 und dem Schalter 150 verbunden zur Steuerung des Antriebsmittels 130, wobei dieses Mittel ein elektromechanisches Mittel 131 aufweist zum Antreiben der Bürste 140. Die Ladeeinrichtung 200 umfasst ein Anzeigemittel 210, eine Ladeeinheit 220, einen IR-Empfänger 230; ein Stromkabel 240 und einen Spannungstransformator 250. Das Anzeigemittel 210 ist mit der Ladeeinheit 220 elektrisch gekoppelt zum Empfangen einer Speisespannung und empfängt über den IR-Empfänger 230 Datensignale von dem Steuermittel 120 in der Ausführungseinrichtung 100. Die Ladeeinheit 220 empfängt über das Stromkabel 240 und den Spannungstransformator 250 eine Speisespannung. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Ladeeinrichtung 200 die Ladeeinheit 220 und die Speiseeinheit 110 ist mit einer aufladbaren Batterie versehen. Die Ausführungseinrichtung 100 und die Ladeeinrichtung 200 sind voneinander loskuppelbar und mit einem zweiteiligen Verbindungselement 160 versehen, wobei sich der männliche Teil auf der Speiseeinheit 110 und der weibliche Teil auf der Ladeeinheit 220 befindet. Eine andere Option ist ein zweiteiliger Transformator 250, dessen Primärwicklung sich in der Ladeeinrichtung 200 befindet und dessen Sekundärwicklung sich in der loskuppelbaren Ausführungseinrichtung 100 befindet. Alternative Ausführungsformen ohne loskuppelbare Teile sind auch möglich, wobei dann die Speiseeinheit 110 eine normale Batterie oder einen Netzadapter aufweisen kann und das Anzeigemittel auf der Ausführungseinrichtung 100 vorgesehen sein kann. Die Speisemittel (100, 220, 240, 250) werden weiterhin nicht näher beschrieben, da die einzelnen Elemente auf herkömmliche bekannte Art und Weise konstruiert werden können. Deswegen wird das elektromechanische Mittel 131, wie dies in der elektrischen Zahnbürste vorgesehen ist, nicht näher beschrieben, da es aus dem Stand der Technik bekannt ist, wobei das elektromechanische Mittel 131 die Bürste in Längsrichtung und/oder rotierend bewegen kann. Die weiteren Funktionen der elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben, die ein Beispiel der Steuereinheit 120 und ein Beispiel des Anzeigemittels 210 zeigen.
In Fig. 2 ist ein Beispiel einer Steuereinheit 120 für eine elektrische Zahnbürste nach der Erfindung dargestellt. Die Steuereinheit 120 umfasst ein Zeitmessmittel 121 und ein Druckmessmittel 122, ein Berechnungsmittel 123, ein Lagenbestimmungsmittel 124 und einen IR-Sender 125. Die obengenannten Teile 121, 122, 123, 124, 125 sind mit der Speiseeinheit 110 zum Empfangen einer Speisespannung elektrisch verbunden. Das Berechnungsmittel 123 ist weiterhin mit dem Antriebsmittel 130 zur Steuerung des elektromechanischen Mittels 131 und mit dem Schalter 150 zum Empfangen einer Zustandsanzeige (Ein/Aus) elektrisch verbunden. Das Berechnungsmittel 123, das die Zentrale der Steuereinheit 120 ist, ist mit dem Zeitmessmittel 121 zum Empfangen der Betriebszeit, mit dem Druckmessmittel 122 zum Empfangen des Betriebsdrucks, mit dem Lagenbestimmungsmittel 124 zum Empfangen der Betriebslage und mit dem IR-Sender 125 zum Steuern des Anzeigemittels 210 elektrisch verbunden. In der dargestellten Steuereinheit 120 ist das Zeitmessmittel 121 ebenfalls mit dem Druckmessmittel 122 und mit dem Lagenbestimmungsmittel 124 elektrisch verbunden, da der Betriebsdruck und die betriebslage in Abhängigkeit von der Betriebszeit bestimmt werden kann.
Das Zeitmessmittel 121 und das Druckmessmittel 122 können auf herkömmliche und bekannte Art und Weise konstruiert werden. Das Zeitmessmittel 121 und das Druckmessmittel 122 können aber in Reaktion auf den anwesenden Strom und den Blindstrom des elektromechanischen Mittels 131 die Betriebszeit und den Betriebsdruck anzeigen. Der vorhandene Strom ist der von dem elektromechanischen Mittel 131 verbrauchte Strom, wenn der Benutzer Druck auf die Bürste ausübt. Der Blindstrom ist der von dem elektromechanischen Mittel 131 verbrauchte Strom, wenn die Zahnbürste unbelastet funktioniert. Der vorhandene Strom kann von einer ersten Vergleichsschaltung überwacht werden deren erster und zweiter Eingang über einen Widerstand miteinander gekoppelt sind, wobei dieser Widerstand mit dem elektromechanischen Mittel 131 zum Leiten des Speisestroms in Reihe geschaltet ist, und deren Ausgang mit einer zweiten Vergleichsschaltung gekoppelt ist zum Detektieren und Anzeigen des Blindstroms als zurückkehrende Senke in der Kennlinie des Speisestroms des elektromechanischen Mittels 131. Dazu kann die zweite Vergleichsschaltung einen ersten Eingang aufweisen, der mit dem Ausgang der ersten Vergleichsschaltung gekoppelt ist zum Abtasten des Ausgangssignals, wobei ein zweiter Eingang mit einer Speicherzelle gekoppelt ist, die einen aktualisierten Wert entsprechend dem Blindstrom aufweist, und wobei ein Ausgang mit einer logischen Schaltung gekoppelt ist zum Detektieren und Anzeigen einer zurückkehrenden Senke. Auf diese Weise wird die Betriebszeit nur dann gemessen, wenn der Benutzer Druck auf die Bürste ausübt. Durch Überwachung des Blindstromes und durch Speicherung des aktuellen Wertes in einem Register oder einem nicht flüchtigen Speicher, wird jede Änderung in dem Blindstrom, verursacht beispielsweise durch Alterung überwacht. Im Gebrauch der elektrischen Zahnbürste entfernt der Benutzer manchmal die Bürste von den Zähnen, beispielsweise wenn er die Position der Zahnbürste ändert. Während dieser Zeitpunkte fällt der Strom von dem aktuellen Stromwert auf den Blindstromwert ab. Die Senke in dem Strom bezeichnet den Anfang des Blindstromes und kann zum Aktualisieren des Wertes des durch Abtastung des Stromes in dem Speicher gespeicherten Blindstromes benutzt werden.
Die Leistung kann ein Wert sein, der dadurch berechnet wird, dass das Produkt aus der gemessenen Betriebszeit, dem gemessenen Betriebsdruck und einem Skalierungsfaktor genommen wird. Unter hohem Betriebsdruck erhält die Betriebszeit ein größeres Gewicht als unter einem geringen Betriebsdruck, indem der Skalierungsfaktor in Reaktion auf den aktuellen Wert des Betriebsdrucks geändert wird. Auf diese Weise wird die Betriebszeit gedehnt unter Niederdruckumständen und komprimiert unter Hochdruckumständen.
Das Lagenbestimmungsmittel 124 kann eine Doppellagenbestimmung schaffen und kann durch einen Quecksilberschalter gebildet sein, wie dies aus elektrischen Bügeleisen bekannt ist, oder durch einen Dauermagneten, der gegenüber einem Reed-Relaiskontakt beweglich ist. Die Doppellagenbestimmung durch das Lagenbestimmungsmittel 124 liefert Information über die Lage der Zahnbürste. Vorzugsweise kann die Zahnbürste in einer ersten Lage eine linke Zahnfläche reinigen und in einer zweiten Lage kann die Zahnbürste eine rechte Zahnfläche reinigen. Das Lagenbestimmungsmittel 124 unterscheidet die erste Lage der Zahnbürste von der zweiten Lage der Bürste. Die betreffenden Zeiten zum Zähnebürsten in den beiden Lagen oder die Differenz zwischen diesen betreffenden Zeiten kann als weiterer Parameter zur Steigerung der Genauigkeit der berechneten Leistung benutzt werden. Das Messen der betreffenden Zeiten kann wieder abhängig gemacht werden von dem aktuellen Betriebsdruck, und zwar durch Dehnung der Zeit bei geringem Druck und durch Komprimierung der Zeit bei hohem Druck.
Da die vorliegende Ausführungsform das Zeitmessmittel, das Druckmessmittel und das Lagenbestimmungsmittel aufweist, wird die genaue Bestimmung der Leistung im Allgemeinen erreicht durch Berechnung eines Wertes oder einer Zahl, was eine mathematische Bearbeitung der Betriebszeit, des Betriebsdrucks und der Betriebslage ist, wobei diese Tätigkeit beispielsweise das Produkt aus einem Skalierungsfaktor, der Betriebszeit und dem Betriebsdruck ist, wobei der Skalierungsfaktor u. a. von der Betriebslage abhängig ist.
Die drahtlose IR-Kommunikationsverbindung zwischen der Ausführungseinrichtung 100 und der Ladeeinrichtung 200 ermöglicht eine ständige Überwachung des Anzeigemittels 210 durch den Benutzer beim Zähnebürsten. Da der Benutzer ständig die an dem Anzeigemittel 210 wiedergegebene Information beobachten kann, gibt es keinen Grund den Zähnebürstvorgang zu unterbrechen um auf die Wiedergabe zu schauen um zu sehen, ob der Benutzer eine befriedigende Leistung erzielt hat. Der Benutzer kann weiterhin durch ein Tonsignal darauf hingewiesen werden, dass er eine vorbestimmte Leistung erzielt hat. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei einer nicht loskuppelbaren, aus nur einem Teil bestehenden Zahnbürste, wobei das Anzeigemittel 210 auf der Ausführungseinrichtung 100 selbst vorgesehen ist. Außerdem kann das elektromechanische Mittel 131 durch das Berechnungsmittel 123 automatisch abgeschaltet werden, wenn die vorbestimmte Leistung erzielt worden ist. Eine Schaltungsanordnung für eine drahtlose Kommunikation, insbesondere eine IR-Übertragung ist bekannt und kann auf herkömmliche Art und Weise konstruiert werden.
In Fig. 3 ist ein Beispiel eines Anzeigemittels 210 für eine elektrische Zahnbürste nach der Erfindung dargestellt. Das Anzeigemittel 210 umfasst eine Leistungswiedergabeanordnung 21 I um die Leistung anzugeben, eine Betriebszeitwiedergabeanordnung 212 um die Betriebszeit anzugeben, eine Betriebsdruckwiedergabeanordnung 213 um den Betriebsdruck anzugeben, eine Lagenwiedergabeanordnung 214 um die Betriebslage wieerzugeben und eine Stromzustandswiedergabeanordnung 215, 216 um Information zu erteilen über den Energiezustand der Speiseeinheit 110. Außerdem umfasst das Anzeigemittel 210 ein Empfangsfenster 231 für die IR- Strahlung zu dem IR-Empfänger 230. Die Leistungswiedergabeanordnung 211 ist als Anzeigelampe ausgebildet, die blinkt, wenn die berechnete Leistung eine Schwelle überschreitet. Die Leistungswiedergabeanordnung 211 kann weiterhin als Segmenthistogramm ausgebildet sein, wie für die Betriebszeitwiedergabeanordnung 212 angegeben. Die Betriebszeitwiedergabeanordnung 212 ist als Segmenthistogramm ausgebildet, wobei eine einzige Schwelle 217 die minimale Zeit angibt, um eine befriedigende Leistung zu erzielen. Die Betriebsdruckwiedergabeanordnung 213 ist ebenfalls als Segmentdiagramm ausgebildet, wobei eine Doppelschwelle 218 den minimalen und maximalen Druck angibt zum Erreichen einer befriedigenden Leistung und wobei der ausgeübte Druck als Segmentintervall wiedergegeben wird. Die Betriebslagenwiedergabeanordnung 214 ist als Segmentdiagramm konstruiert, wobei eine einfache Schwelle 219 das idealte Ergebnis der Links/Rechts-Aufteilung angibt. In der Betriebslagenwiedergabeanordnung 214 sind die betreffenden Zeiten skaliert und in dem linken sowie rechten Teil der Wiedergabeanordnung angegeben. Die Stromzustandswiedergabeanordnung 215, 216 ist als Segmenthistogramm 215 und als Lampe 216 konstruiert. Das Histogramm 215 und die Wiedergabeanordnung 216, sowie die zugeordnete Schaltungsanordnung sind an sich aus vielen auf dem Markt erhältlichen Ra siergeräten bekannt. In der Stromzustandswiedergabeanordnung 215, 216 gibt das liistogramm 215 eine Anzeige des Ladungszustandes der aufladbaren Batterie und die Lampe 216 blinkt, wenn die Ladung einen minimalen Pegel erreicht.
Fig. 4 zeigt eine Schaltungsanordnung einer Ausführungsform einer elektrischen Zahnbürste nach der Erfindung. Die Bürste 140 wird von einem Motor 302 angetrieben, der Speisespannung von dem positiven Pol einer aufladbaren Batterie 304 erhält, wenn ein Schalter 306 geschlossen ist. Der Motorstrom Im fließt über einen Reihenwiderstand 308 zu dem negativen Pol der aufladbaren Batterie 304, wobei dieser negative Pol ebenfalls als Erdung wirksam ist. Der Motorstrom Im entwickelt einen Spannungsabfall am Reihenwiderstand 308, der durch einen Verstärker 310 verstärkt wird. Die analoge Ausgangsspannung des Verstärkers 310 wird in einem ersten Analog-Digital-Wandler (ADC) 312 zu einem digitalen Signal PR umgewandelt. Das digitale Signal PR ist zu dem Ist-Wert des Motorstroms Im proportional. Wenn auf die Bürste 140 Druck ausgeübt wird, wird vom Motor 302 mehr Strom gezogen um die Bürste 140 in Bewegung zu halten. Deswegen ist der Ist-Wert des Motorstroms Im, und folglich auch das digitale Signal PR ein Maß des beim Zähnebürsten auf die Bürste ausgeübten Drucks. Das digitale Signal PR wird einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) 314 zugeführt, die programmiert ist um das digitale Signal PR in einem nicht flüchtigen Speicher 316, beispielsweise einem EEPROM, zu speichern, wenn kein Druck auf die Bürste 140 ausgeübt wird. Der Motorstrom Im entspricht dann dem Blindstrom unter unbelasteten Umständen. Die CPU 314 liefert ein digitales Signal IC, das den Wert des Blindstroms darstellt, zu dem Digital-Analog-Wandler (DAC) 318. Der DAC 318 verwandelt das digitale Signal IC in eine analoge Bezugsspannung VR, die mit der analogen Ausgangsspannung des Verstärkers 310 in der ersten Vergleichsschaltung 320 verglichen wird. Das Ausgangssignal NL der ersten Vergleichsschaltung 320 wird der CPU 314 zugeführt und gibt an, ob der Ist-Motorstrom Im ggf. größer ist als der Blindstrom. Das Signal gibt also einen unbelasteten Zustand an und teilt der CPU 314 mit, dass die digitale Zahl, die den in dem Speicher 316 gespeicherten Blindstrom darstellt, aktualisiert werden kann. In der CPU 314 wird der Blindstromwert von dem Ist-Stromwert subtrahiert und der resultierende Wert wird für weitere Berechnungen benutzt. Wenn der Schalter 306 geschlossen wird, wird der Motor 302 über den Reihenwiderstand 308 nach Erde verbunden und an dem geerdeten Seitenan schluss 322 des Motors 302 tritt ein negativer Spannungssprung auf. Dieser Sprung wird als Schaltsignal SW benutzt, das der CPU 314 zugeführt wird um die Abschaltung des Motors 302 anzugeben. Das Ausgangssignal NL der ersten Vergleichsschaltung 320 und das Schaltsignal SW werden mit Eingängen einer zweiten Vergleichsschaltung 324 verbunden. Die zweite Vergleichsschaltung 324 erzeugt ein Zähnebürstzeitsignal BT, das ebenfalls der CPU 314 zugeführt wird. Dieses Zähnebürstzeitsignal BT gibt also an, dass der Motor 302 läuft und durch Druck, ausgeübt vom Benutzer der Zahnbürste, belastet ist. Die CPU 314 wird programmiert die vom Signal BT angegebene Zähnebürstzeit zu zählen, den in dem Speicher 316 gespeicherten Blindstrom von dem durch das Signal PR angegebenen Ist-Strom zu subtrahieren und die Zähnebürstzeit sowie den Zähnebürstdruck einer Wiedergabeanordnung 326, beispielsweise einer LCD, zuzuführen. Die CPU 314 ist weiterhin programmiert, die Leistung in Reaktion auf die Zähnebürstzeit und den Zähnebürstdruck nach einem Algorithmus zu berechnen. Die Zähnebürstzeit wird beispielsweise in Abhängigkeit von dem Ist-Druck gewichtet. Ein hoher Druck verursacht ein schnelleres Zählen der Zeitimpulse und ein niedrigerer Druck verursacht ein langsameres Zählen der Zeitimpulse. Die Leistung ist die Summe der akkumulierten Zeitimpulse, wobei diese Summe ebenfalls der Wiedergabeanordnung 326 zugeführt wird. Eine befriedigende Leistung wird erreicht, wenn die Summe der akkumulierten Zeitimpulse eine vorbestimmte Zahl übersteigt.
Ein von einem Positionsschalter 328, beispielsweise einem Reed-Relais und einem beweglichen Magneten, erzeugtes Positionssignal PS kann weiterhin mit der CPU 314 verbunden werden, damit Information über die Lage der Zahnbürste erhalten wird. Die CPU 314 ist programmiert einen Zähler während eines ersten Wertes des Positionssignals PS zu erhöhen und den Zähler während eines zweiten Wertes des Positionssignals PS zu verringern. Im Idealfall soll die Anzahl Erhöhungen der Anzahl Verringerungen entsprechen. Die Differenz zwischen den beiden Zahlen wird der Wiedergabeanordnung 326 zugeführt und informiert den Benutzer über die Symmetrie dieser Bürstenhandhabung. Es kann ein spezielles Warnungssignal erzeugt und der Wiedergabeanordnung zugeführt werden um den Benutzer darüber zu informieren, dass die Leistung nicht ausreicht. Die Positionsdetektion, die Berechnung der Differenz und die Wiedergabe der Differenz können völlig einzeln benutzt werden aus der obengenannten Leistungsberechnung und Leistungsangabe, und können als alternative Art und Weise der Bestimmung einer Leistung einer elektrischen Zahnbürste betrachtet werden. Die Lageninformation kann aber auf vorteilhafte Weise in dem Algorithmus der obengenannten Leistungsberechnung einverleibt werden. So kann beispielsweise die Akkumulation der Zeitimpulse von der Anzahl Erhöhungen und Verringerungen abhängig gemacht werden, so dass die erforderliche Leistung nur dann erreicht wird, wenn der Benutzer die Zahnbürste gleichmäßig in beiden Lagen benutzt. Da die Wiedergabeanordnung dem Benutzer nicht nur Information erteilt über die Leistung, sondern auch über die Ist-Werte der einzelnen Parameter (Zeit, Druck und, ggf., Lage) kann der Benutzer erfahren, weshalb die angestrebte Leistung noch nicht ganz erreicht worden ist, weil er Information erhält, dass beispielsweise der Druck zu niedrig ist. Die Schwellen 217, 218 und 219 in Fig. 3 können nützlich sein um den benutzer über die Mängel zu informieren. Die Wiedergabeanordnung kann weiterhin mit Symbolen versehen werden um den Benutzer darauf hinzuweisen, mehr Druck auszuüben und/oder mehr Zeit zu verwenden und/oder die Handhabungssymmetrie zu ändern.
Die Spannung der aufladbaren Batterie wird durch eine zweite ADC 330 überwacht und als digitales Batteriespannungssignal BV der CPU 314 zugeführt. Das Batteriespannungssignal BV, das Schaltsignal SW und das Drucksignal PR werden zum Berechnen des Ladungszustandes der Batterie 304, zum Speichern eines entsprechenden Wertes in dem nicht flüchtigen Speicher 316 und zum Wiedergeben dieses Wertes, wie in Fig. 3 dargestellt, benutzt. Die Batterie 304 wird unter Verwendung eines Transformators 332, eines Gleichrichters 334 und eines Schalttransistors 336 aufgeladen, wobei dieser Transistor unter Ansteuerung eines Batterieladesignals BC von der CPU 314 umgeschaltet wird. Die gleichgerichtete Netzspannung CH wird der CPU 314 zugeführt um zu fühlen, ob es Netzspannung gibt und um eine geeignete Anzeige an der Wiedergabeanordnung 326 zu erzeugen, beispielsweise das Symbol 216 in Fig. 3, um den Benutzer darauf hinzuweisen, dass eine Aufladung erforderlich, aber nicht möglich ist.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten Ausführungsformen und Beispiele. Im Rahmen der Erfindung kann ein Fachmann weitere Ausführungsformen und Beispiele bedenken. So kann beispielsweise die Steuereinheit eine intelligente Einheit sein, basiert auf Fuzzy-Logik und das Lagenbestimmungsmittel kann eine Mehrlagenbestimmung verwirklichen um mehr Information über die handhabungslagen der Zahnbürste zu erteilen. Die Handhabungszeit in jeder Lage kann als zusätzlicher Parameter benutzt werden zum Beeinflussen der Berechnung der Leistung.

Claims

1. Elektrische Zahnbürste mit einer Steuereinheit (120) mit einem Zeitmessmittel (121) zum Messen der Betriebszeit beim Zähnebürsten und mit einem Druckmessmittel (122) zum Messen des Betriebsdrucks beim Zähnebürsten, mit einem Antriebsmittel (130), das mit der Steuereinheit (120) elektrisch gekoppelt ist, wobei das Antriebsmittel (130) ein elektromechanisches Mittel (131) aufweist zum Antreiben einer Bürste (140) und mit einem Anzeigemittel (210), das von der Steuereinheit (120) betrieben wird zum Informieren eines Benutzers der elektrischen Zahnbürste, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (120) weiterhin ein Berechnungsmittel (123) aufweist zur ständigen Berechnung einer Leistung aus der Betriebszeit und dem Betriebsdruck, wobei das Zeitmessmittel (121) und das Druckmessmittel (122) das Berechnungsmittel (123) betreiben und wobei das Berechnungsmittel (123) das Anzeigemittel (210) betreibt, und dass das Anzeigemittel (210) den Benutzer während oder nach dem Zähnebürsten über die Leistung informiert.

2. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die leistung das Produkt aus einem Skalierungsfaktor, der Betriebszeit und dem Betriebsdruck ist.

3. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (120) weiterhin ein Lagenbestimmungsmittel (124) aufweist zum Ermitteln der Betriebslage beim Zähnebürsten, wobei das Lagenermittlungsmittel (124) das Berechnungsmittel (123) betreibt und das Berechnungsmittel (123) das Anzeigemittel (210) betreibt und dass das Berechnungsmittel (123) aus der Betriebslage die Leistung berechnet.

4. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung das Ergebnis der Betriebszeit, des Betriebsdrucks und der Betriebslage ist.

5. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (120) einen Strom überwachen kann, der von dem elektromechanischen Mittel (131) geführt wird, wobei das Zeitmessmittel (123) wirksam ist zum Anzeigen der Betriebszeit in Reaktion auf die Differenz zwischen dem vorhandenen Strom und dem Blindstrom.

6. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (120) einen Strom überwachen kann, der von dem elektromechanischen Mittel (131) geführt wird, wobei das Druckmessmittel (122) wirksam ist zum Anzeigen des Betriebsdrucks in Reaktion auf die Differenz zwischen dem vorhandenen Strom und dem Blindstrom.

7. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (120) den Blindstrom misst und anzeigt, wobei eine zurückkehrende Senke in der Kennlinie des Stromes als Blindstrom wiedererkannt wird.

8. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigemittel (210) eine Wiedergabeanordnung (211) zum Anzeigen der Leistung umfasst.

9. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigemittel (210) eine Wiedergabeanordnung (212) zum Anzeigen der Betriebszeit umfasst.

10. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigemittel (210) eine Wiedergabeanordnung (213) zum Anzeigen des Betriebsdrucks umfasst.

11. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsdruck als Segmentintervall angezeigt wird.

12. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigemittel (210) eine Wiedergabeanordnung (214) zum Anzeigen der Betriebslage umfasst.

13. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigemittel (210) beim Zähnebürsten eine ständige Anzeige liefert.

14. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigemittel (210) eine vorübergehende Wiedergabe nach oder vor dem Zähnebürsten hat.

15. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 1 l, 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Zahnbürste weiterhin eine Ladevorrichtung (200) aufweist, wobei diese Ladevorrichtung (200) eine Ladeeinheit (220) umfasst zum Aufladen einer aufladbaren Batterie (304) in einer Speiseeinheit (110), wobei die Speiseeinheit (110) mit der Steuereinheit (120) elektrisch gekoppelt ist.

16. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigemittel (210) in der Ladeeinrichtung (200) liegt, wobei die Steuereinheit (120) und die Ladeeinrichtung (200) mittels einer drahtlosen Kommunikationsverbindung miteinander gekoppelt sind.

17. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die drahtlose Kommunikationsverbindung einen IR-Sender (125) in der Steuer einheit (120) und einen IR-Empfänger (125) in der Ladeeinrichtung (120) umfasst, wobei die drahtlose Kommunikation durch eine IR-Übertragung erreicht wird.

18. Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 15, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigemittel (210) eine Wiedergabeanordnung (215, 216) umfasst zum Anzeigen eines Zustandes der Speiseeinheit (110).