Elektrische Zahnbürsten kombinieren kompakte Elektronik mit einem sorgfältig entwickelten Bürstmechanismus. Die unten gezeigte Vintage-Broxodent-Anzeige präsentiert ein frühes kabelgebundenes Design—ein nützlicher Ausgangspunkt, um zu erkunden, wie heutige elektrische Zahnbürsten aufgebaut sind.
Die hier gezeigte Broxodent verwendete ein Netzkabel. Moderne wiederaufladbare Designs platzieren Akku, Motor und Steuerelektronik im Handgriff und geben Nutzern mehr Bewegungsfreiheit. Der Fertigungsprozess bringt diese Komponenten in einem kompakten, komfortablen Produkt zusammen.
Wie reinigt eine Schallzahnbürste?
Eine elektrische Schallzahnbürste nutzt die schnelle mechanische Bewegung des Bürstenkopfs. Ihr Name bedeutet nicht, dass sie mit Ultraschall reinigt. Der Antrieb überträgt die Bewegung über einen Schaft, um die Borsten mit kleiner Amplitude zu bewegen; Richtung und Bewegungsmuster hängen vom Design ab.
Der Borstenkontakt entfernt Plaque von der Zahnoberfläche, während die schnelle Bewegung des Bürstenkopfs auch die umgebende Flüssigkeit bewegt. Die folgende Demonstration zeigt diese Flüssigkeitsbewegung um ein Zahnmodell. Sie veranschaulicht den Mechanismus, statt die Reinigungsleistung im Mund zu messen.
Mit dem grundlegenden Mechanismus im Hinterkopf wollen wir uns ansehen, wie eine elektrische Zahnbürste entwickelt, gefertigt und montiert wird.
Allgemeines Design
Das Design beginnt mit der Form des Handgriffs, der Materialauswahl, den Farben und den vorgesehenen Funktionen. Ingenieure planen auch das Layout von Motor, Leiterplatte, Akku und, falls verwendet, der Ladespule. Das vollständige Design muss Komfort, Erscheinungsbild, Portabilität, Montagezugänglichkeit und Benutzerfreundlichkeit ausbalancieren.
Spritzgegossenes Gehäuse
ABS ist einer der Kunststoffe, die für Zahnbürstengehäuse und interne Stützen verwendet werden; das Material hängt vom Produktdesign ab. Beim Spritzgießen werden Kunststoffgranulate geschmolzen und in eine Form eingespritzt. Das Teil kühlt ab und erstarrt, bevor es zur weiteren Nachbearbeitung und Montage entnommen wird.
Vor der Montage wird das Innere des Gehäuses gereinigt und auf unerwünschte Rückstände geprüft. Die folgende Abbildung zeigt eine mögliche kamerabasierte Prüfvorrichtung mit einer vergrößerten Ansicht des Gehäuseinneren.
Ein sauberes Gehäuse hilft, zu verhindern, dass lose Partikel Komponenten oder Dichtflächen beeinträchtigen. Saubere Montage und eine gut konstruierte Dichtung tragen beide zu einem zuverlässigen Endprodukt bei.
Schallantriebe und Motoren. Eine Schallzahnbürste’beworbene Hübe pro Minute sollten nicht mit Motorumdrehungen pro Minute verwechselt werden. Beispielsweise sind 31.000 Hübe pro Minute eine Bürstenbewegungsspezifikation, die für einige Modelle verwendet wird, keine universelle Motordrehzahl. Antriebskonstruktion und Betriebsfrequenz variieren je nach Produkt.
Der folgende Vergleich zeigt zwei verschiedene Antriebskonstruktionen: eine größere Antriebsbaugruppe links und einen kompakten Exzentermotor rechts. Ein Exzentermotor erzeugt Vibration durch eine unausgeglichene rotierende Masse. Ein dedizierter Schallantrieb ist darauf ausgelegt, kontrollierte Bewegung auf den Bürstenkopf zu übertragen. Das bloße Erscheinungsbild eines Motors belegt nicht die Reinigungsleistung der fertigen Zahnbürste.
Die folgende Demonstration zeigt einen Metalllöffel, der vom Antriebsgehäuse angezogen wird. Dies demonstriert magnetische Anziehung; es demonstriert weder einen reibungsfreien schwebenden Rotor noch misst es die Reinigungsleistung.
In einem elektromagnetischen Schallantrieb erzeugt ein kontrollierter elektrischer Strom ein sich änderndes Magnetfeld, das eine gelagerte mechanische Baugruppe bewegt. Der Schaft überträgt diese Bewegung auf den Bürstenkopf. Die genaue Anordnung von Spule, Magnet und Lagerung hängt vom Design ab. Der Begriff “Magnetlevitation” sollte nicht so verstanden werden, dass jede Schallzahnbürste einen frei schwebenden Rotor enthält.
Steuerung und Stromversorgung. Hersteller elektrischer Zahnbürsten verwenden eine Leiterplattenbaugruppe, um den Antrieb und andere Funktionen zu steuern. In der Steuerung gespeicherte Firmware legt das Betriebsverhalten fest, das Intensitätseinstellungen, einen Putztimer und Erinnerungen zum Wechsel in einen anderen Bereich umfassen kann. Ein wiederaufladbarer Akku liefert die Energie. Designs mit induktiver Ladung erfordern zudem eine Empfangsspule und die zugehörige Ladeschaltung.
Montage und Abdichtung. Motor, Leiterplatte und Akku werden an einer internen Stütze befestigt und dann in den Handgriff eingepasst. Dichtungen und andere Gehäuseteile werden gemäß dem Montagedesign des Produkts installiert.
Die Gehäusefugen, Schaftöffnung, Tasten und Ladeschnittstelle müssen alle geeignet abgedichtet sein. Die folgende Abbildung zeigt eine Montagekonfiguration. Eine einteilige Basis allein gewährleistet keine Wasserdichtigkeit; das fertige Gehäuse muss gegen die spezifizierten Wasserbeständigkeitsanforderungen des Produkts getestet werden.
Für OEM-Käufer umfassen nützliche Qualitätsprüfungen die Dichtheitsprüfung, den Akkuzustand, die Montagekonsistenz und die Produkttestaufzeichnungen des Lieferanten. Diese Prüfungen bieten eine stärkere Grundlage für die Bewertung der Zuverlässigkeit als das Erscheinungsbild oder der Preis allein.
Bürstenkopfmaterialien und Sicherheit beim Mundkontakt
Der Bürstenkopfkörper wird ebenfalls üblicherweise spritzgegossen, aber sein Material wird entsprechend dem vorgesehenen Design und dem Kontakt mit dem Mund ausgewählt. “Lebensmittelecht” bedeutet nicht, dass ein Kunststoff essbar ist oder dass jeder Bürstenkopf ABS verwendet. Materialauswahl und die relevanten Sicherheitstests sollten den vorgesehenen Verwendungszweck und Zielmarkt des Endprodukts widerspiegeln.
Borstenbündelung
Die Bürstenkopfleistung hängt von den Filamenten, ihrer Anordnung und ihrer sicheren Fixierung ab. Materialien wie Nylon und PBT werden in verschiedenen Designs verwendet. Beim unten dargestellten ankerbasierten Bündelungsverfahren wird ein Filamentbündel gefaltet und in ein vorbereitetes Loch im Bürstenkopfkörper eingeführt.
Befestigung der Borstenbündel
Bei der ankerbasierten Bündelung hält ein kleiner Anker das gefaltete Filamentbündel an Ort und Stelle. Ankerfreie Methoden verwenden ein anderes Befestigungsverfahren und vermeiden diesen Metallanker. Die gewählte Methode muss eine sichere Bündelretention gewährleisten; keine Methode allein belegt die Qualität des fertigen Bürstenkopfs.
Trimmen der Borsten
Nach der Bündelung werden die Borsten auf die spezifizierte Länge und das Profil getrimmt. Die folgende Abbildung zeigt eine Klinge, die die Borstenbündel in Form schneidet.
Bei Filamenten mit vorgesehenen abgerundeten Enden werden die Schnittspitzen poliert, um scharfe Kanten zu reduzieren. Filamente mit verjüngten Spitzen haben eine andere Spitzengeometrie und erfordern eigene Finishing- und Prüfkriterien.
Das Foto unten zeigt einen Bürstenkopf, der unter Vergrößerung untersucht wird. Beleuchtung und Fokus werden so eingestellt, dass die Filamentenden klar geprüft werden können.
Das vergrößerte Bild auf dem Bildschirm hilft dem Prüfer, einzelne Filamentenden zu untersuchen und mit den genehmigten Abnahmekriterien zu vergleichen. Die Kontur eines gesamten Tufts allein kann nicht feststellen, ob jedes Filamentende ordnungsgemäß verarbeitet ist.
Borsten nutzen sich mit der Zeit ab, daher bieten Hersteller elektrischer Zahnbürsten Ersatz- und Pflegehinweise für ihre Bürstenköpfe an. Eine gängige Empfehlung ist, den Kopf etwa alle drei bis vier Monate oder früher zu ersetzen, wenn die Borsten ausfransen. Befolgen Sie die Pflegehinweise des Produkts bei der Auswahl eines Ersatzes.
Auswahl von Borsten und Bürstenkopfgeometrie
Wählen Sie weiche Borsten und eine Bürstenkopfgröße, mit der Sie alle Zahnflächen, einschließlich der Backenzähne, bequem erreichen können. Die Spitzenform allein bestimmt nicht die Reinigungsqualität oder die Eignung für empfindliches Zahnfleisch. Filamentsteifigkeit, Kopfgeometrie und Putzdruck sind alle entscheidend.
Prüfen Sie für Reisen, ob das Produkt eine Schutzhülle enthält und ob seine Ladevorrichtung für Ihre Reise geeignet ist. Aufbewahrung, Laden und Desinfektion sind separate Funktionen; die unten abgebildete Zahnbürste zeigt kein Lade- oder Desinfektionsetui.
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