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Schwingmotor, insbesondere für Trockenrasierapparate
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Schwingungsweite nach aussen auch noch von der Betriebsfrequenz abhängig, d. h. sie ändert sich erheblich, wenn das Gerät beispielsweise einmal mit 50 Hz und dann mit 60 Hz betrieben wird.
Es ist an sich bekannt, die Schwingungsweite schwingender Systeme durch elastische oder energieverzehrende Puffer zu begrenzen. Solche Puffer erfordern aber häufig konstruktiv hinderliche Befestigungsteile, sind dem Verschleiss unterworfen und wirken, wenn sie Energie verzehren, auch leistungsvermindernd.
Es wurde nun gefunden, dass bei einem Schwingmotor gemäss dem Stammpatent, bei dem der zweiarmige Hebel mittels einer am Stator befestigten Torsionsfeder oder Biegefeder reibungsfrei gelagert ist, die erwünschte Begrenzung des Auswärtsschwingens des Schwingankers, d. h. die gewünschte Verminderung dieser Schwigweite auf einfache Weise dadurch erreicht werden kann, dass eine Einrichtung zur Erhöhung der Steifigkeit der Feder während der Auswärtsbewegung des Ankers aus dem Luftspalt vorgesehen ist, so dass während der Auswärtsbewegung des Ankers eine steilere Federkennlinie als während der Einwärtsbewegung desselben wirksam ist.
Wenn das Schwingankersystem mit Hilfe einer Torsionsfeder am Statorschenkel gelagert ist, kann die Erhöhung der Steifigkeit dieser Feder bei der Auswärtsbewegung des Ankers auf einfache Weise dadurch erreicht werden, dass mit Abstand von der Einspannstelle der Torsionsfeder ein die tordierbare Länge der Feder begrenzender Anschlag vorgesehen ist, gegen den die Feder bei einer Torsion infolge des Auswärtsschwingens des Ankers zur Anlage kommt.
Ist anderseits das Schwingankersystem mit Hilfe einer Biegefeder am Statorschenkel gelagert, so kann der gleiche Effekt auf ähnliche einfache Weise dadurch erreicht werden, dass mit einem Arm des das Schwingankersystem bildenden zweiarmigen Hebels ein Bauteil verbunden ist, der derart einseitig an der Biegefeder angreift, dass er bei der Federverformung während der Einwärtsbewegung des Ankers wirkungslos bleibt, bei der Federverformung während der Auswärtsbewegung des Ankers hingegen die Feder versteift.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung genauer erläutert. Die Fig. la und lb zeigen in Stirnansicht bzw. in Seitenansicht einen erfindungsgemässen Schwingmotor, bei dem der das Schwingankersystem bildende, im wesentlichen gerade zweiarmige Hebel mittels einer Torsionsfeder an einem Statorschenkel gelagert ist ; Fig. lc stellt im Querschnitt nach der Linie C-C in Fig. lb die Ankerlagerung mittels der Torsionsfeder dar ; die Fig. ld und le stellen die in Richtung der Pfeile d in Fig. lc gesehenen erfindungsgemässen Anschläge für die Torsionsfeder in unwirksamer bzw. wirksamer Relativlage zu dieser Feder dar.
Fig. 2 zeigt in teilweise geschnittener Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem das Schwingankersystem mittels einer Biegefeder an einem Statorschenkel gelagert ist, wobei die Anordnung im entspannten Zustand, also in der Ruhelage der Einzelteile, gezeichnet ist ; Fig. 2a stellt die eine Extremlage des Schwingankersystems bei maximal in den Luftspalt zwischen den Statorschenkeln eingetauchten Anker dar und Fig. 2b zeigt die andere Extremlage bei maximal aus dem Luftspalt herausgeschwungenem Anker.
In den Fig. la und lb ist ein U-förmiger ferromagnetischer Stator-l-erkennbar, dessen Schenkel--la und lb-horizontal angeordnet sind und parallel zu der in Fig. lb durch einen Doppelpfeil P angedeuteten Richtung der hin- und hergehenden Arbeitsbewegung des anzutreibenden Geräteteiles-2-verlaufen. Der anzutreibende Geräteteil --2-- ist in den Zeichnungen nur schematisch dargestellt, da seine Ausgestaltung für das Wesen der Erfindung belanglos ist. Bei einem bevorzugten Anwendungsfall ist der Teil--2--das hin-und herbewegliche Untermesser eines Trockenrasierapparates, das beispielsweise mit einer gewölbten Scherfolie zusammenwirkt.
In eine Ausnehmung-2a-des Geräteteiles-2-greift der eine Hebelarm --3a-- des als zweiarmiger gerader ausgebildeten Schwingankersystems --3-- ein, das am freien Ende des oberen Statorschenkels-la-mit Hilfe einer als Blattfeder ausgebildeten Torsionsfeder-4schwingfähig gelagert ist. Wie Fig. 1c erkennen lässt, durchsetzt die Torsionsfeder --4-- den
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--3a-- des- zugekehrten Seite eine Ausnehmung --3d-- aufweisen, in welche ein gespaltener Endteil des Schenkels-Ib-eindringt, wenn der Anker --3a-- bei seiner Schwingbewegung zwischen den Endteilen der beiden Schenkel-la, lb-- des Stators eintaucht.
Aus den beiden Ankerblechen rechtwinkelig herausgebogene Flanschteile --3c-- nehmen als Polschuhe den magnetischen Fluss vom Schenkel-la-auf. Die beiden Ankerbleche sind, beispielsweise durch Punktschweissung, miteinander verbunden und klemmen zwischeneinander nahe ihren Flanschteilen --3c-- die äusseren
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Enden dar Torsionsfeder --4-- ein.
Auf dem Statorschenkel--lb--sitzt die Erregerspule --6-- mit der Klemmleiste --7-- für die elektrischen Anschlüsse.
Erfindungsgemäss sind nun die Flanschteile --3c-- des Schwingankersystems, welche von der Torsionsfeder --4-- durchsetzt werden, gemäss den Fig. ld und le, die Ansichten in Richtung der
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festgeklemmten Federenden y Anschläge --3e-- bilden, welche an der Torsionsfeder --4-- zur Anlage kommen können, um die tordierbare Länge der Torsionsfeder --4-- zu begrenzen;
Die Anschlagflächen --3e--, die in Fig.1c in den Punkten z zwischen den Punkten x und y liegen, heben sich, wenn der Anker gemäss Fig. ld im Sinne des Pfeiles P1 unter geringfügiger Tordierung der Torsionsfeder --4-- in den Luftspalt zwischen den beiden Statorschenkeln-la und 1 b-- hineinschwingt, von der Torsionsfeder--4--ab, so dass sie wirkungslos bleiben und auf jeder Seite des Statorschenkels-la-der Längsabschnitt x - y der Torsionsfeder tordierbar ist.
Beim Auswärtsschwenken des Ankers aus dem Luftspalt legen sich hingegen die Anschlagflächen gemäss Fig. le an die Torsionsfeder --4-- an, so dass die tordierbare Länge dieser Feder auf die zwischen den Punkten x und z in Fig. 1c liegenden Federabschnitte begrenzt wird und die Feder dadurch versteift wird.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist im Gesamtbau ähnlich dem bereits beschriebenen, nur dass zur reibungsfreien Lagerung des Schwingankersystems-3-eine Biegefeder --8-- vorgesehen ist, die nahe dem freien Ende des Statorschenkels-la-z. B. mit einem Klemmstift--9-, in einer Nut dieses Schenkels befestigt ist.
Der Hebelarm --3a-- greift wieder am anzutreibenden Geräteteil --2-- an, während der
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eintauchen kann. An die aus einem Blechstück gestanzten und zurechtgebogenen Hebelarme --3a, 3b- ist die als Blattfeder ausgebildete Biegefeder --8-- angenietet.
Wie nun aus Fig. 2 erkennbar ist, weist der Hebelarm --3a-- erfindungsgemäss eine sich über
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--5-- hinaus--la, lb-- hineingezogen, so wird die Biegefeder--8--nach aussen konkav durchgebogen, wobei sich der Verlängerungsteil --3a'-- des Hebelarmes --3a-- an der konvexen Innenseite der Feder --8-- von dieser abhebt und daher in dieser SchwingungsphÅase des Ankers keinen Einfluss auf die Feder-8-ausübt.
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--10-- wirdBiegefeder --8-- nach aussen konvex durchgebogen und der Verlängerungsteil --3a'-- des Hebelarmes --3a-- trifft auf die konkave Innenseite der Biegefeder --8-- auf, wodurch diese versteift wird, also auf eine Federkennlinie übergeht, die einer "steiferen" Feder entspricht.
Dadurch wird die Schwingung des Ankers nach aussen auf einen kleineren Wert begrenzt, als dies der Eigenkennlinie der Feder --8-- entsprechen würde.
Bei beiden beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung wird beim Auswärtsschwingen des Ankers in der Feder (Torsionsfeder --4-- bzw. Biegefeder --8--) Energie gespeichert ; in der nächsten Bewegungsphase muss der Anker nur aus relativ geringer Entfernung vom Stator --1-angezogen werden, wobei zusätzlich noch die Federenergie zurückgewonnen wird, wodurch sich ein hoher Wirkungsgrad ergibt. Die Schwingungsamplitude des Ankers nach aussen ist bei Anwendung der Erfindung wesentlich weniger von der Belastung und von der Betriebsfrequenz abhängig, als dies bei einer in beide Schwingungsrichtungen gleichmässig wirksamen Feder der Fall wäre.
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