DE102006034050A1

DE102006034050A1 - Elektrischer Rasierapparat

Info

Publication number: DE102006034050A1
Application number: DE200610034050
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dr. Kraus; Uwe Schober; Detlef Gleich; Thomas Verstege; Tobias Schwarz
Original assignee: Braun GmbH
Current assignee: Braun GmbH
Priority date: 2006-07-20
Filing date: 2006-07-20
Publication date: 2008-01-24
Also published as: WO2008009322A1; RU2438860C2; JP2009543620A; CN101489738A; CN101489738B; JP5179489B2; EP2043828B1; EP2043828A1; US20090165305A1; US8806756B2; RU2009105887A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Rasierapparat mit einem Gehäuse (1) und einem Scherkopf (4). Der Scherkopf (4) ist über wenigstens ein erstes elastisches Element (6, 31) mit dem Gehäuse (1) gekoppelt und weist wenigstens ein erstes Scherelement (5) auf. Der elektrische Rasierapparat weist ferner einen Elektromotor (2) zur Erzeugung einer Oszillationsbewegung des Scherkopfes (4) und einer davon abweichenden Oszillationsbewegung wenigstens eines zweiten Scherelementes (13) auf. Der Elektromotor (2) weist zwei Antriebskomponenten (7, 8) auf und eine erste Antriebskomponente (7) ist relativ zu einer zweiten Antriebskomponente (8) oszillierend antreibbar. Eine der Antriebskomponenten (7) ist mit dem wenigstens zweiten Scherelement (13) verbunden. Das wenigstens zweite Scherelement (13) oder ein mit diesem verbundenes Antriebsteil (12, 14) besitzt eine elastische Verbindung zum Scherkopf (4). Der Elektromotor (2) ist in dem Gehäuse (1) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Rasierapparat nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiger Rasierapparat ist aus der DE-A 103 30 978 bekannt. Dort ist ein elektrischer Rasierapparat mit einem Linearmotor mit zwei Läufern offenbart. Der Scherkopf dieses Rasierers ist durch Blattfedern schwingfähig mit dem Gehäuse verbunden und der Linearmotor ist innerhalb des Scherkopfes aufgehängt. Mindestens ein Läufer ist mit mindestens einem als Untermesser ausgebildeten Scherelement verbunden, um in Verbindung mit einem zugeordneten, als Scherfolie ausgebildeten, weiteren Scherelement Haare zu durchtrennen. Des weiteren ist eine gegenläufige Oszillation von Untermesser und Scherfolie vorgesehen. Dadurch, daß der gesamte Elektromotor mit seinen beiden Läufern im Scherkopf angeordnet ist, müssen zum einen sämtliche Energie- und Steuerleitungen in dieses schwingende Bauteil hineingeführt werden, darüber hinaus hat sich gezeigt, daß ein derartiger Rasierapparat ausgesprochen kopflastig wird. Dies wirkt sich nachteilig auf Ergonomie und Benutzerkomfort aus.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Rasierapparat zu schaffen, welcher sich durch einen einfachen Aufbau und eine optimale Ergonomie auszeichnet, wobei dieser Rasierapparat trotz allem die Vorteile eines hochfrequent betreibbaren Linearmotors mit gutem Wirkungsgrad aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Gemäß der Erfindung ist der Elektromotor mit seinen beiden Antriebskomponenten im Gehäuse und nicht, wie im obengenannten Stand der Technik, innerhalb des Scherkopfes angeordnet, wodurch dieser natürlich deutlich leichter ist und die Gewichtsverteilung des gesamten Rasierapparates sehr ausgewogen ist. Eine ganz besonders große Auswirkung auf die Handhabung des Rasierapparates hat die gemäß der Erfindung bessere Gewichtsverteilung bei Rasierapparaten mit einem sogenannten schwenkbaren Scherkopf, der bei deutlich reduziertem Scherkopfgewicht natürlich viel leichter den Hautkonturen folgen kann als ein Scherkopf, innerhalb dem der komplette Rasiererantrieb angeordnet ist. Das Anordnen des Elektromotors innerhalb des Gehäuses erleichtert natürlich außerdem noch die Anordnung und Montage von Energie- und Steuerleitungen zum Betrieb des Elektromotors. Dadurch, daß die elastische Verbindung vom zweiten Scherelement bzw. von einem mit diesem verbundenen Antriebsteil zum Scherkopf innerhalb des Scherkopfes angeordnet ist, läßt sich der Scherkopf besonders einfach und kostensparend aufbauen und montieren. Es ist nämlich nur eine angetriebene Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Scherkopf nötig, da der Scherkopf selbst nicht direkt vom Motor im Gehäuse, sondern über die elastische Verbindung zwischen dem Scherelement und dem Scherkopf oszillierend angetrieben wird. Die gegenläufige Oszillationsbewegung der beiden Scherelemente (Scherfolie und Untermesser) ist für eine effektive und gründliche Rasur besonders wichtig und in der DE-C 197 36 776 ausführlich beschrieben, wobei dort die gegenläufige Bewegung der Scherelemente mechanisch auf andere Weise und ohne die Verwendung eines Linearmotores realisiert ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Elektromotor über elastische Mittel im Gehäuse gelagert ist. Dadurch lassen sich verbleibende und nicht im Elektromotor selbst kompensierte Vibrationen gegenüber dem Gehäuse isolieren. Eine besonders schwingungskompensierte Ausführung des Elektromotors sieht vor, daß beide Antriebskomponenten relativ zueinander und relativ zu dem Gehäuse oszillierend angetrieben sind. Dadurch können die beiden Läufer des Linearmotors gegenphasig zueinander innerhalb des Gehäuses oszillieren und damit kann durch entsprechendes Austarieren der bewegten Massen ein in Bezug auf störende Schwingungen optimal kompensierter Elektromotor geschaffen werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, daß die elastische Verbindung zwischen dem wenigstens zweiten Scherelement und dem Scherkopf mindestens eine Blattfeder ist. Diese kann insbesondere nach Art einer an sich bekannten Schwingbrücke ausgebildet werden und läßt sich besonders einfach, kosten- und raumsparend innerhalb des Scherkopfes integrieren.
Vorteilhafterweise ist das erste elastische Element als ein mit dem Gehäuse verbundener Scherkopfträger ausgebildet, an dessen freiem Ende zumindest ein Teil eines Drehlagers für den Scherkopf ausgebildet ist, mittels dessen der Scherkopf schwenkbar gelagert ist. Durch diese Verschwenkbarkeit wird ein besonders flexibles Schersystem geschaffen, welches sich automatisch an die zu rasierende Kontur anpaßt. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Scherkopf um eine parallel zur Längsachse der Scherelemente verlaufende Achse schwenkbar ist.
Sowohl für die Ausführung mit schwenkbarem Scherkopf, als auch für die Ausführung mit starrem Scherkopf ist es von Vorteil, wenn der Elektromotor einen Antriebsstift aufweist, der in eine im Scherkopf gelagerte Schwingplatte eingreift, da sich ein solcher Antriebsstift mit relativ wenig Aufwand sicher abdichten läßt, was die Ausführung eines wasserdichten und damit waschbaren Gehäuses fördert.
Wird das durch den Scherkopf selbst und seine elastische Anlenkung an das Gehäuse gebildete Schwingsystem oberhalb seiner Resonanzfrequenz, also überresonant, durch das zweite Scherelement angeregt, so ist stets sichergestellt, daß sich der Scherkopf und damit die an ihm befestigten Scherfolien gegenphasig zu den angetriebenen Untermessern bewegen, so daß hierzu keine besonderen weiteren Mittel angewandt werden müssen. Sowohl die Bewegung der Untermesser als auch die gegenläufige Bewegung des Scherkopfes mit den daran befestigten Scherfolien wird gemäß der Erfindung nur durch eine bewegte Verbindung zwischen dem Handstück und dem Scherkopf realisiert. Dies wird dadurch erreicht, daß der aktiv angetriebene Scherkopf nicht direkt vom Motor im Handstück, sondern über die elastische Verbindung zwischen dem Scherkopf und den angetriebenen Untermessern bewerkstelligt ist, wobei der Scherkopfträger selbst als federndes Element ausgebildet ist. Durch die Verwendung eines Linearmotors als Antrieb sind sehr hohe Betriebsfrequenzen im Vergleich zur Verwendung von Gleichstrommotoren möglich, trotzdem werden in der Antriebsmechanik der Scherteile Reibung und Geräusch vermieden, da keinerlei Getriebe, Hebel oder andere Übertragungsglieder eingesetzt sind, sondern sämtliche Antriebsverbindungen über Federn, insbesondere über Blattfedern, realisiert sind.
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele. Dabei bilden alle beschriebenen oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand vorliegender Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Hierzu zeigt:
1 die schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Trockenrasierapparates,
2 ein mechanisches Ersatzmodell für die Kinematik nach 1,
3 eine perspektivische Darstellung eines erfindungemäßen elektrischen Rasierapparates und
4 den Schwingungsverlauf einzelner Rasiererkomponenten des erfindungsgemäßen Rasierapparates.
Der in 1 schematisch dargestellte Rasierapparat besitzt ein vom Benutzer in der Hand gehaltenes Gehäuse 1, das den Elektromotor 2 sowie dessen zeichnerisch nicht dargestellte Energieversorgung in Form von Akku und/oder Netzteil sowie die komplette Motorsteuerung, Schalter usw. aufnimmt. Der Elektromotor 2 ist über eine in Form von mehreren Blattfedern ausgeführte Motoraufhängung 3 im Gehäuse 1 elastisch gelagert, um die Übertragung von Motorvibrationen auf das Gehäuse 1 zu vermeiden.
Der Scherkopf 4, welcher mindestens eine Scherfolie 5 trägt, die ein erstes Scherelement darstellt, ist mittels zweier Scherkopfträger 6 schwingfähig mit dem Gehäuse 1 verbunden. Die blattfederartig ausgeführten Scherkopfträger 6 erlauben eine Querschwingung des Scherkopfes 4 und damit der Scherfolie 5 innerhalb der Zeichenebene, wie sie durch den Doppelpfeil a angezeigt ist.
Der Elektromotor 2 besteht aus einem ersten Läufer 7 und einem zweiten Läufer 8, die mittels einer Resonanzfeder 9 gekoppelt sind. Der zweite Läufer 8 besitzt einen U-förmigen Querschnitt, so daß zwei Eisenkerne gebildet werden, um welche jeweils eine Spule 10 gewickelt ist. Die Spulen 10 sind an zeichnerisch nicht dargestellte elektronische Schaltungen angeschlossen, die innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet sind und über welche die Bestromung der Spulen 10 gesteuert wird.
Der erste Läufer 7 weist auf seiner dem zweiten Läufer und damit den Spulen 10 zugewandten Seite ein oder mehrere Permanentmagneten 11 auf, deren Nord- bzw. Südpole in der Figur eingezeichnet sind.
Der erste Läufer 7 trägt einen Antriebsstift 12, der in eine Schwingplatte 14 eingreift, auf welcher ein oder mehrere Untermesser 13 befestigt sind. Die Untermesser 13 arbeiten mit ein oder mehreren Scherfolien 5 zusammen, so daß jeweils zugeordnete Schneidelemente Haare schneiden können, welche durch die Löcher der Scherfolien 5 hindurchragen. Um den Scherkopf 4 selbst auch schwingend antreiben zu können, ist an der Schwingplatte 14 links und rechts jeweils ein Ende einer Blattfeder 15 befestigt, deren anderes Ende am Scherkopf 4 angelenkt ist.
Im Betriebszustand des Rasierapparates werden die Spulen 10 des zweiten Läufers mit Strom versorgt und erzeugen ein Magnetfeld, das auf die Permanentmagnete 11 des ersten Läufers einwirkt. Dadurch wird der erste Läufer 7 relativ zum zweiten Läufer 8 seitlich ausgelenkt. Mittels einer an sich bekannten periodischen Ansteuerung der Spulen 10 werden die beiden Läufer 7, 8 abwechselnd in einander entgegengesetzte Richtungen ausgelenkt und jeweils durch die Rückstellkräfte der Resonanzfedern 9 wieder in die Ausgangsstellung zurückbelastet. Auf diese Weise wird den Läufern eine lineare Schwingungsbewegung aufgezwungen. Die gegenphasige Oszillationsbewegung der Läufer 7, 8 ist durch die zugeordneten Doppelpfeile b bzw. c angedeutet. Dadurch, daß sich beide Läufer gegenphasig zueinander bewegen und keiner der Läufer 7, 8 fest mit dem Gehäuse 1 verbunden ist, werden die aus den bewegten Massen resultierenden Schwingungen automatisch kompensiert. Dies gilt insbesondere dann, wenn sich die Massenschwerpunkte der beteiligten Läufer 7, 8 und den mit ihnen fest verbundenen und mitbewegten Bauteile auf einer gemeinsamen Gerade bewegen.
Die Bewegung des Läufers 7 wird über den Antriebsstift 12 auf die Schwingplatte 14 und damit auf das Untermesser 13 übertragen. Gleichzeitig wird der Scherkopf 4 über seine Verbindung mit der Schwingplatte 14 über die Blattfedern 15 zum Schwingen angeregt. Da die Anregung des Scherkopfes 4 überresonant ist, d.h. die Anregungsfrequenz über den Antriebsstift 12 liegt deutlich oberhalb der Resonanzfrequenz des Schwingsystems aus Scherkopf 4 als Masse und Blattfeder 15 als Feder, so daß die Oszillationsbewegung des Scherkopfes entsprechend dem Doppelpfeil a phasenverschoben zur Oszillationsbewegung des Untermessers 13, angedeutet durch den Doppelpfeil d, erfolgt. Die sich während des Betriebes tatsächlich einstellende Phasenverschiebung ist unter anderem auch von der Reibung abhängig, welche zwischen dem Untermesser 13 und der Scherfolie 5 entsteht, welche Reibung wiederum auch vom Anpreßdruck durch den Benutzer abhängt. Im Idealfall beträgt der Phasenverschiebungswinkel 180°, so daß die Scherfolie 5 exakt gegenphasig zur Bewegung des Untermessers 13 verläuft.
2 zeigt nochmals die gerade beschriebene Kinematik mit sämtlichen bewegten Massen und Elastizitäten. Mit 3 ist die elastische Motoraufhängung bezeichnet, die den Schwingrahmen 20 mit dem Gehäuse 1 koppelt. Der Schwingrahmen 20 ist fest mit dem ersten Läufer 7 verbunden. Der zweite Läufer 8 stützt sich über die Resonanzfedern 9 am Schwingrahmen 20 ab. Da der Antriebsstift 12 bzw. auch der Schwingrahmen 20 eine gewisse Elastizität aufweist, ist diese als Federelement 21 eingezeichnet. Der elastische Scherkopfträger 6 ist ebenso als Federelement, das das Gehäuse 1 mit dem Scherkopf 4 verbindet, gezeichnet. Die Blattfeder 15 verbindet den das Untermesser 13 tragenden Antriebsstift mit dem Scherkopf 4. Aufgrund der durch das Federelement 21 dargestellten Elastizität des Schwingrahmens 20 bzw. des daran befestigten Antriebsstiftes 12 wirkt dieses Antriebselement als relativ steife Feder, weswegen, wie später noch anhand der 4 erklärt wird, die Amplitude des Untermessers 13 größer ist als die Schwingungsamplitude des ersten Läufers 7.
In 3 ist in perspektivischer Darstellung mit aufgebrochenem Gehäuse 1 der obere Teil eines Trockenrasierers dargestellt, wobei der Übersichtlichkeit wegen die Scherfolie 5, die mit dem Scherkopf 4 verbunden ist, bewußt nicht dargestellt wurde. Der Elektromotor 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel mittels der Motoraufhängung 3 elastisch in einem gehäusefesten Motorträger 22 aufgehängt. Der Motorträger ist als kastenförmiger Rahmen ausgebildet und weist mehrere Befestigungslaschen 23 auf, mittels derer er mit dem Gehäuse 1 verbindbar ist. Der Motorträger 22 eignet sich für eine komplette Vormontage des gesamten Elektromotors 2 samt Motoraufhängung 3, Schwingrahmen 20 sowie Antriebsstift 12. Während der die Permanentmagnete 11 tragende erste Läufer 7 fest mit dem Schwingrahmen 20 verbunden ist, ist der zweite Läufer 8, welcher die Spulen 10 trägt, in einem Hilfsrahmen 24 angeordnet, welcher schwingfähig mit dem Schwingrahmen 20 gekoppelt ist. Der zweite Läufer 8 ist mit einem als Blechformteil ausgeführten Koppelelement 25 verbunden, das eine Verlängerung nach unten darstellt und im Bereich der Resonanzfedern 9 endet. Die beiden Resonanzfedern 9 sind als Schraubenfedern ausgebildet und stützen sich jeweils mit ihrem zur Mitte weisenden Endabschnitt am Koppelelement 25 und mit ihrem nach außen weisenden Ende am Schwingrahmen 20 ab. Dadurch können der erste Läufer 7 und der zweite Läufer 8 gegenphasig zueinander oszillierend bei entsprechender Ansteuerung der Spulen 10 angetrieben werden. Parallel zur Motoraufhängung 3 verlaufende Blattfedern geringer Biegesteifigkeit dienen der Parallelführung des Hilfsrahmens 24 relativ zum Schwingrahmen 20. Der Schwingrahmen 20 trägt an seinem oberen Ende den Antriebsstift 12, der abgedichtet durch die Dichtungsmanschette 26 aus dem Gehäuse 1 herausgeführt ist. Das nach oben weisende Ende des Antriebsstiftes 12 greift in die querverlaufende Nut 27 der Schwingplatte 14 ein, welche längsverschiebbar im Scherkopf 4 geführt ist. Auf der Schwingplatte 14 sind Tragbolzen 28 angeordnet, welche die Schwingplatte 14 mit den Untermessern 13 verbinden. Mittels der Druckfedern 29, welche die Tragbolzen 28 umgeben, sind die jeweils aus einem Untermesser 13 und einer zugeordneten Scherfolie 5 bestehenden Schersysteme abtauchbar im Scherkopf 4 gelagert.
Der Scherkopf 4 selbst ist mittels eines gabelförmigen Scherkopfträgers 6 mit dem Gehäuse 1 verbunden, wobei die Verbindung zwischen dem Scherkopf 4 und dem Scherkopfträger 6 über Drehgelenke 30 erfolgt, die jeweils am freien Ende der beiden Arme 31 angeordnet sind. Dadurch ist der Scherkopf 4 um eine parallel zur Oszillationsrichtung – siehe Doppelpfeil d – der Untermesser 13 verlaufende Drehachse schwenkbar mit dem Gehäuse verbunden. Die Arme 31 sind blattfederartig ausgeführt und damit biegeweich in Bezug auf Kräfte, die parallel zur Längsachse der Untermesser 13 bzw. deren Oszillationsrichtung d verlaufen. Dadurch stellen der Scherkopf 4 und die Arme 31 ein schwingfähiges System dar, welches über die Blattfeder 15 angeregt wird, deren unterer Endabschnitt 32 mit der Schwingplatte 14 in Verbindung steht, während ihr oberer Endabschnitt 33 am Gehäuse des Scherkopfes 4 befestigt ist.
4 stellt den Schwingungsverlauf der einzelnen oszillierend angetriebenen Elemente Untermesser 13, erster Läufer 7, Scherkopf 4 und zweiter Läufer 8 in einem Diagramm dar. Darüber hinaus ist auch die Schwingung dargestellt, welche am Motorträger 22 meßbar ist und die der Vibration im Gehäuse 1 entspricht. Wie klar zu erkennen, verläuft die Schwingung des ersten Läufers 7 gegenphasig zu der des zweiten Läufers 8, wobei die Amplitude des zweiten, die Spulen 10 tragenden Läufers 8 etwas größer ist als die Amplitude des die Magnetanordnung tragenden ersten Läufers 7. Aufgrund einer gewissen Elastizität des Schwingrahmens 20 und des Antriebsstifts 12 ist die Amplitude des Untermessers 13 etwas größer als die des mit ihm verbundenen ersten Läufers 7. Die Amplitude des Scherkopfes 4 beträgt aufgrund der Auslegung der Blattfeder 15 etwa 10 % der Untermesser- bzw. Schwingplattenamplitude und verläuft gegenphasig zur Schwingung der Schwingplatte 14, da die Anregungsfrequenz durch die Schwingplatte 14 oberhalb der Resonanzfrequenz des Schwingsystems aus der Masse des Scherkopfes 4 und der als Feder wirkenden Blattfeder 15 liegt.
Aufgrund der Gegenphasigkeit der Bewegungsabläufe der unterschiedlichen Massen ist die auf das Gehäuse 1 bzw. auf den Motorträger 22 übertragene Vibration nahezu Null, wie aus dem Verlauf dieser Schwingungskurve hervorgeht.

Claims

Elektrischer Rasierapparat mit einem Gehäuse (1), einem Scherkopf (4), der über wenigstens ein erstes elastisches Element (6, 31) mit dem Gehäuse (1) gekoppelt ist und wenigstens ein erstes Scherelement (5) aufweist, einem Elektromotor (2) zur Erzeugung einer Oszillationsbewegung des Scherkopfes (4) und einer davon abweichenden Oszillationsbewegung wenigstens eines zweiten Scherelementes (13), wobei der Elektromotor (2) zwei Antriebskomponenten (7, 8) aufweist und eine erste Antriebskomponente (7) relativ zu einer zweiten Antriebskomponente (8) oszillierend antreibbar ist, und wobei eine der Antriebskomponenten (7) mit dem wenigstens zweiten Scherelement (13) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens zweite Scherelement (13) oder ein mit diesem verbundenes Antriebsteil (12, 14) eine elastische Verbindung zum Scherkopf (4) besitzt und der Elektromotor (2) in dem Gehäuse (1) angeordnet ist.
Rasierapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (2) über elastische Mittel (3) im Gehäuse (1) gelagert ist.
Rasierapparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel (3) Blattfedern sind.
Rasierapparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Verbindung zwischen dem wenigsten einen zweiten Scherelement (13) und dem Scherkopf (4) mindestens eine Blattfeder (15) ist.
Rasierapparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste elastische Element (6) ein mit dem Gehäuse (1) verbundener Scherkopfträger ist, der an seinem freien Ende zumindest ein Teil eines Drehlagers (30) für den Scherkopf (4) aufweist, mittels dessen der Scherkopf (4) schwenkbar gelagert ist.
Rasierapparat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Scherkopf (4) um eine parallel zur Längsachse der Scherelemente verlaufende Achse schwenkbar ist.
Rasierapparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (2) einen Antriebsstift (12) aufweist, der in eine im Scherkopf (4) gelagerte Schwingplatte (14) eingreift.
Rasierapparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsanregung des Scherkopfes (4) überresonant ist.
Rasierapparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Antriebskomponenten (7, 8) relativ zueinander und relativ zum Gehäuse (1) oszillierend antreibbar sind.