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Die
Erfindung betrifft einen oszillierenden Rotationsmotor zum Erzeugen
einer oszillierenden Bewegung gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 sowie ein Kleingerät, hier vorzugsweise
ein Rasierapparat, mit dem oszillierenden Rotationsmotor gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 13.
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Aus
der
DE-27 53 749 B2 ist
ein elektrisch betriebener Rasierapparat mit einem als Schwingankermotor
bezeichneten oszillierenden Rotationsmotor bekannt, bei dem zwei
miteinander verbundene und nebeneinander angeordnete Wickelkerne
mit Spulen umwickelt sind. Die Wickelkerne weisen je ein aus den
Spulen herausragendes Polende auf, dem je ein an einem Schwinganker
ausgebildeter Polschuh in geringem Abstand (Luftspalt) gegenübersteht.
Der Schwinganker ist um einen Drehpunkt hin und her schwenkbar,
so daß bei wechselndem Magnetfeld die Polschuhe an den
Polenden oszillierend vorbei schwingen können.
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An
dem Schwinganker greifen beidseitig in Form von Spiraldruckfedern
Federelemente an, die sich an einem Gehäuse abstützen.
Die mit den Spulen versehenen Wickelkerne bilden die erste Arbeitskomponente,
während der Schwinganker mit den Federn die zweite Arbeitskomponente
des oszillierenden Rotationsmotors bildet. Der Schwinganker ist
an seinem den Polschuhen gegenüberliegenden Ende jenseits
seines Drehpunktes über ein Antriebsglied mit einem Untermesser
einer Schneideinrichtung eines Rasierapparates verbunden. Auf diese
Weise können die Schwingbewegungen des Schwingankers auf
das Untermesser übertragen werden, so daß beim
Rasiervorgang über das vorzugsweise aus perforiertem Stahlblech
bestehende Obermesser eindringende Haare vom Untermesser abgeschert
werden.
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Aus
der
DE-102 25 024
A1 ist weiterhin gemäß den
10 und
11 ein
oszillierender Rotationsmotor der eingangs beschriebenen Art bekannt.
Dabei besteht die zweite Arbeitskomponente aus einem von einer Spule
umwickelten Eisenkern, der zentrisch an einer Drehachse gelagert
ist. Die Spule sowie der Wickelkern erstrecken sich jeweils zu beiden Seiten
der Drehachse, so daß an den freien Enden diametral zueinander
angeordnete Pole gebildet werden, denen jeweils in geringem Abstand
(Luftspalt) zwei nebeneinander angeordnete Dauermagnete gegenüberstehen,
die an einer rohrförmigen Trägerplatte befestigt
sind. Die Trägerplatte bildet mit den Dauermagneten die
erste Arbeitskomponente des oszillierenden Rotationsmotors. Beidseits
der Drehachse greifen an beiden Seiten des Wickel kerns je ein elastisches
Element in Form einer Schraubenfeder an. Die Schraubenfedern sorgen
einerseits dafür, daß in Ausgangsstellung des
Rotationsmotors der Wickelkern seine Gleichgewichtsposition stets
einnimmt, d. h., die Polenden stehen dann mittig zu den Dauermagneten.
Andererseits dienen die Schraubenfedern dazu, daß im Betrieb
die maximale Auslenkung des Wickelkernes begrenzt wird und dabei
auch eine besonders schnelle beschleunigte Rückführung
dieses Wickelkernes nach seiner Auslenkung ermöglicht wird,
um den Rotationsmotor in Resonanz betreiben zu können.
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Der
Rotationsmotor ist durch die rohrförmige Trägerplatte
radial nach außen verschlossen. Aufgrund der beidseitigen
Erstreckung des Wickelkerns zur Drehachse fällt dieser
Rotationsmotor in radialer Richtung verhältnismäßig
groß dimensioniert aus. Des weiteren müssen hier
aufgrund des massiven Wickelkerns recht große Massen beschleunigt
werden, was zu einer gewissen Trägheit des Rotationsmotor
führen kann. Weiterhin können auf die Dauer Probleme
bezüglich der Stromzuführung zu der schwingenden
Spule auftreten, da die Stromleitung ständig den oszillierenden
Schwingungen ausgesetzt ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es nun, einen oszillierenden Rotationsmotor zum
Erzeugen einer oszillierenden Bewegung für eine Arbeitseinheit
eines Kleingerätes zu schaffen, der möglichst
klein baut, der besonders einfach aufgebaut ist und der nur kleine
Massen beschleunigen muß. Weiterhin soll in einer zweiten
Erfindung ein Kleingerät, vorzugsweise ein Rasierapparat,
hierzu geschaffen werden, in dessen Rasierkopf besonders einfach
der erfindungsgemäße Rotationsmotor integrierbar
ist.
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Die
erste Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Dadurch, daß sich
die aus dem Wickelkern und der Spule bestehende erste Arbeitskomponente
alleine nur zwischen der Drehachse und dem Dauermagneten des Rotors,
was die zweite Arbeitskomponente darstellt, erstreckt, kann der
Rotationsmotor in seiner länglichen Erstreckung besonders klein
gebaut werden. Durch den erfindungsgemäßen oszillierenden
Rotationsmotor können die Massenträgheitsmomente
besonders klein gehalten werden und der Massenschwerpunkt liegt
vorzugsweise in seinem Drehpunkt. Dadurch wird erreicht, daß keine Linearschwingungen,
sondern nur Drehschwingungen um den Drehpunkt der zweiten Arbeitskomponente,
nämlich des Rotors, auftreten können. Durch die
Rotation der zweiten Arbeitskomponenten bleibt der Abstand der Dauermagnete
gegenüber dem Polende stets konstant und kann daher besonders
klein gehalten werden, was zu einem besonders guten Wirkungsgrad
des erfindungsgemäßen Rotationsmotors führt.
Aufgrund der ortsfesten Lagerung der ersten Arbeitskomponente, die
vom gewichtsmäßig grö ßeren Wickelkern
und der Spule gebildet wird, kann einerseits eine unkritische Stromverbindung
zur Spule hergestellt werden und andererseits können die bewegenden
Massen der zweiten Arbeitskomponente klein gehalten werden.
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Um
den Wirkungsgrad des Rotationsmotors zu erhöhen, und gleichzeitig
die Radialkraft im Lager der Drehachse zu verringern, sind die Merkmale
des Patentanspruchs 2 vorgesehen. Durch den magnetisierten Rückschluß werden
hohe magnetische Streuverluste vermieden und es kann durch den Rückschluß aufgrund
der konstant auftretenden Magnetkräfte der Luftspalt zwischen
dem Polende und den Dauermagneten und dem Rückschluß im
Betrieb des Rotationsmotors konstant gehalten werden. Dabei verläuftt
die Magnetisierungsrichtung im Wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung.
Der Rückschluß ist dabei normal kraftfrei aufgehängt.
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Ein
besonders einfach aufgebauter Rotationsmotor ergibt sich gemäß den
Merkmalen des Patentanspruchs 3. Dabei ist der als magnetischer Rückschluß fungierende
Eisenkern mit dem Wickelkern verbunden. Die Verbindung kann über
metallische oder nicht metallische Verbindungsbrücken erfolgen,
die an dem Wickelkern, vorzugsweise durch Anschweißen,
befestigt werden. So kann der Wickelkern und der Rückschluß beispielsweise
in eine Kunststoffmasse eingegossen werden. Es ist aber auch denkbar,
den Rückschluß sowie den Wickelkern an einem separaten
Gehäuseteil zu zentrieren und anschließend miteinander
zu verbinden.
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Gemäß den
Merkmalen des Patentanspruchs 4 ist die erste mit der zweiten Arbeitskomponente
alleine über die Drehachse verbunden. Dabei durchdringt
die Drehachse den außerhalb der Spule liegenden Wickelkern,
wobei dann an den aus dem Wickelkern austretenden Enden der Drehachse
beidseitig die zweite Arbeitskomponente schwenkbar gelagert ist,
von der sich dann zumindest an einer Seite Arme erstrecken, an deren
Ende die Dauermagnete befestigt sind. Vorteilhaft ist die zweite
Arbeitskomponente schiffschaukelähnlich ausgebildet, an
dessen Rumpf (Schiff) die Dauermagnete befestigt sind. Von dem Rumpf
erstrecken sich dann mindestens zwei, vorzugsweise vier Zugstreben,
die mit der Drehachse verbunden sind.
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Bei
dieser Ausführungsform kann entweder die Drehachse an der
ersten oder zweiten Arbeitskomponente drehfest befestigt sein, während
die jeweils andere Arbeitskomponente schwenkbar um die Drehachse
gelagert ist, damit beide Arbeitskomponenten konzentrisch zueinander
schwingen können. Dadurch bleiben die Luftspalte absolut
konstant und Berührungen im Betrieb werden so vermieden.
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Es
kann aber auch gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs
5 eine derartige Lagerung gewählt werden, bei der zur Ausführung
einer gegenphasig oszillierenden Bewegung der einen Arbeitskomponente
gegenüber der anderen Arbeitskomponente beide Arbeitskomponenten
drehbar auf der Drehachse gelagert sind. Bei dieser Ausführungsform
schwingen beide Arbeitskomponenten gegenphasig oszillierend, was
zu dem Vorteil führt, daß eine wesentlich höhere
Relativgeschwindigkeit zwischen den Antriebskomponenten als bei
einem herkömmlichen Antrieb erzielt wird, bei dem sich
nur eine Antriebskomponente bewegt und die andere Antriebskomponente
ruht. Da der Wirkungsgrad bei derartigen Antrieben mit der Relativgeschwindigkeit
der Antriebskomponenten zueinander zunimmt, lassen sich mit der
erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung höhere
Wirkungsgrade erreichen als mit vergleichbar bekannten Antrieben.
Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform
ist die Drehachse am Gehäuse des Kleingerätes
gelagert. Durch die gegenphasig oszillierende Bewegung können
die am Gehäuse eines Kleingerätes unweigerlich
auftretenden Vibrationen gering gehalten werden.
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Um
die Spaltbreite bei der oszillierenden Drehbewegung konstant zu
halten, sind die Merkmale des Patentanspruchs 6 vorgesehen. Sowohl
die Fläche am Polende wie die Außen- und Innenfläche der
Dauermagnete als auch die den Dauermagneten zugewandte Fläche
des Rückschlusses verlaufen konzentrisch zur Drehachse.
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Damit
die Impulskräfte zum Verschwenken der zweiten Arbeitskomponente
besonders groß sind, ist gemäß den Merkmalen
des Patentanspruchs 7 der Wickelkern E-förmig ausgebildet,
wodurch drei Polenden entstehen. Dabei ist der Mittelbalken von der
Spule umwickelt. Auf diese Weise entsteht ein besonders kraftvoller
und schnell pulsender Rotationsmotor bei entsprechender elektronischer
Ansteuerung.
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Nach
den Merkmalen des Patentanspruchs 8 wirkt mindestens ein elastisches
Element auf die schwingende Arbeitskomponente ein, um nach jeder Auslenkung
der hin und her schwingenden Arbeitskomponente diese wieder möglichst
schnell zurückzustellen. Die Rückstellkraft wirkt
also der motorischen Bewegungskraft entgegen. Die Rückstellkräfte des
oder der elastischen Elemente müssen dabei so auf den Rotationsmotor
abgestimmt sein, daß sich Resonanzschwingungen am Motor
ergeben. Die Größe der rotatorischen Auslenkung
steht dabei im Gleichgewicht mit der Rückstellkraft. Bei
dieser Ausführung kann ent weder die erste Arbeitskomponente ortsfest
am Gehäuse eines Kleingerätes befestigt sein,
während die andere Arbeitskomponente um die Drehachse schwingt
oder es kann die zweite Arbeitskomponente ortsfest am Gehäuse
eines Kleingerätes befestigt sein, während die
erste Arbeitskomponente um die Drehachse schwingt. An der schwingenden Arbeitskomponente
ist dann das Abtriebsglied für ein anzutreibendes Antriebsglied
eines Kleingerätes befestigt bzw. ausgebildet. Das oder
die elastischen Elemente bestehen vorzugsweise aus Spiralfedern, Blattfedern
oder Elastomeren, die entweder ein- oder beidseitig an der schwingenden
Arbeitskomponente einwirken, während die andere Arbeitskomponente ortsfest
am Gehäuse befestigt ist. Es ist aber auch möglich,
beide Arbeitskomponenten gegeneinander schwingen zu lassen, wobei
dann auf beide Antriebskomponenten elastische Elemente einwirken.
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Nach
den Merkmalen des Patentanspruchs 9 besteht das elastische Element
vorzugsweise aus einem Torsionsstab, der an seinem einen Ende an der
ersten Arbeitskomponente und an seinem anderen Ende an der zweiten
Arbeitskomponente drehfest befestigt ist. Der Torsionsstab hat den
Vorteil, daß er klein baut und bereits bei geringen Durchmessern
in Abhängigkeit des Verdrehwinkels hohe Rückstellkräfte
aufbringt. Dabei bildet der Torsionsstab in vorteilhafter Weise
die Drehachse der oszillierenden Arbeitskomponente(n).
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Gemäß den
Merkmalen des Patentanspruchs 10 ist es zwecks symmetrische Anordnung und
stabiler Lagerung weiterhin möglich, daß der Torsionsstab
an zwei gegenüberliegenden Lagerschilden gelagert ist,
wobei das eine Ende des Torsionsstabes drehfest mit dem einen Lagerschild
verbunden ist, während das andere Ende des Torsionsstabes
drehbar an dem anderen Lagerschild gelagert ist. Beide Lagerschilde
sind an der ersten Arbeitskomponente befestigt, d. h., wird die
erste Arbeitskomponente festgehalten, so schwingt die zweite Arbeitskomponente
am Torsionsstab oszillierend hin und her, wird hingegen die zweite
Arbeitskomponente festgehalten, so schwingt die erste Arbeitskomponente
am Torsionsstab oszillierend hin und her.
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Zwischen
den Lagerschilden ist auf dem Torsionsstab vorteilhaft die zweite
Arbeitskomponente gelagert, wobei in Nähe des drehbaren
Endes des Torsionsstabes am Lagerschild die zweite Arbeitskomponente
am Torsionsstab drehfest befestigt ist, während in Nähe
des drehfesten Endes des Torsionsstabes an dem anderen Lagerschild
die zweite Arbeitskomponente am Torsionsstab drehbar gelagert ist.
Auf diese Weise sind die beiden Arbeitskomponenten über
den Torsionsstab und die Lagerschilde miteinander verbunden und
bauen bei gegenseitiger Verdrehung aus ihrer Ausgangsstellung im
Torsionsstab eine Torsionskraft als Rückstellkraft auf.
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Die
Lagerschilde selbst dienen in einer vorteilhaften Ausführungsform
als Befestigungsstelle im Gehäuse eines Kleingerätes,
d. h., die erste Arbeitskomponente bildet hier den Stator. Die Lagerschilde können
entweder einteilig mit der ersten Arbeitskomponente ausgeführt
sein, sie können aber auch an dem vorzugsweise als Blechpaket
ausgebildeten Statorteil des Wickelkerns angeflanscht, angeschweißt,
angeklebt oder sonst wie befestigt sein. Die Lagerschilde können
aus Metall, Kunststoff oder einem ansonsten ausreichend festen Material
bestehen.
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Nach
den Merkmalen des Patentanspruchs 11 ist nun der erfindungsgemäße
Rotationsmotor in einem Rasierapparat integriert, bei dem an dem
an der vorzugsweise schwenkbaren zweiten Arbeitskomponente ein Antriebsglied
drehfest verbunden ist, das die oszillierende Hin- und Herbewegung
des Rotationsmotors aufnimmt und auf das oder die Untermesser einer
Schneideinheit überträgt. Durch den Platz sparenden
Aufbau des oszillierenden Rotationsmotors ist es möglich,
diesen im Rasierkopf eines Rasierapparates zu integrieren, so daß mechanische Kopplungsmittel
vom ortsfesten Handstück zum schwingenden Rasierkopf vermieden
werden können.
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Nach
den Merkmalen des Patentanspruchs 12 ist erfindungsgemäß die
erste Arbeitskomponente ortsfest im Gehäuse eines Kleingerätes
befestigt. Dadurch bleibt die Stromleitung zur Spule schwingungsfrei,
so daß Kabelbrüche vermieden werden.
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Gemäß der
zweiten Erfindung nach den Merkmalen des Patentanspruchs 13 ist
der erfindungsgemäße Rotationsmotor nun zusätzlich
noch über eine Drehachse schwenkbar im Gehäuse
des Rasierkopfes gelagert. Durch die Befestigung mit rotatorischem
Freiheitsgrad werden die Rotationsschwingungen der ersten Arbeitskomponente
nicht auf den Kopf und das Rasierergehäuse überfragen, weil
die erste Arbeitskomponente hier nunmehr als Gegenschwinger zur
zweiten Arbeitskomponente wirkt. Dabei ist hier weiterhin unter
der ersten Arbeitskomponente der Spulenkörper mit Wickelkern
und unter der zweiten Arbeitskomponente der Rotor mit seinen Permanentmagneten
zu verstehen. Durch die drehbar gelagerte Aufhängung des
oszillierenden Rotationsmotors im Rasierkopf eines Rasierapparates
kann der Schwerpunkt der ersten Arbeitskomponente von seinem Drehpunkt
bzw. der Drehachse entfernt liegen, wodurch sich eine gegenphasig
zum Untermesser schwingende Kraft ergibt, die sich als Linearanregung
auf die Lagerachse überträgt. Dadurch gerät
der Rasierkopf leicht ins Schwingen, so daß man hier von
einem „active head” sprechen kann.
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Dies
wirkt sich dann besonders positiv aus, wenn gemäß den
Merkmalen des Patentanspruchs 14 die Lagerachse des Rotationsmotors
mit seiner Drehachse zusammenfällt. Darüber hinaus
können natürlich zwischen der ersten Arbeitskomponente und
dem Rasierkopf zusätzliche Federn angebracht sein, womit
zum einen eine definierte stromlose Statorposition und zum anderen
eine Kraftwirkung zwischen Stator und Kopf erreicht wird, die sich
auf die „active head”-Funktion und die Resonanzfrequenz auswirken
kann.
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Um
die Lagerachse des Rotationsmotores besser im Rasierkopf befestigen
zu können, ist gemäß den Merkmalen des
Patentanspruchs 15 die Lagerachse an ihren beiden Enden drehbar
an Befestigungselementen aufgehängt. Selbstverständlich können
dabei gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs
16 die Befestigungselemente von Gehäuseteilen des Rasierkopfes
gebildet werden.
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Je
ein Ausführungsbeispiel der Erfindungen ist in der Zeichnung
dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische skizzenhafte Vorderansicht von links auf den erfindungsgemäßen
Rotationsmotor in Ausgangsstellung und in vergrößertem
Maßstab, an dessen zweiter Arbeitskomponente am vorderen
Antriebsglied ein Untermesser eines nicht dargestellten Rasierapparates
befestigt ist,
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2 eine
perspektivische Ansicht eines senkrechten Teilmittelschnittes des
oszillierenden Rotationsmotors nach 1, wobei
allerdings das vordere und hintere Lagerschild sowie das Untermesser
nach 1 weggelassen wurden,
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3 ein
perspektivische Vorderansicht eines aus einem Handstück
eines Rasierapparates herausgenommenen Rasierkopfes in seiner Mittenstellung,
wobei im Gehäuse der Rotationsmotor (nicht sichtbar) eingebettet
ist und wobei zur besseren Darstellung das Obermesser der Arbeitseinheit
vom Rasierkopf entfernt wurde,
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4 eine
perspektivische Vorderansicht, ähnlich wie 3,
jedoch in stark vergrößertem Maßstab,
wobei zum Unterschied das Gehäuse des Handstücks
teilweise dargestellt ist, wobei zusätzlich der Rasierkopf
zur rechten Seite hin verschoben und ent gegen dem Uhrzeigersinn
ein wenig verschwenkt dargestellt ist und wobei der Rasierkopf und
das Gehäuse des Handstückes mittig aufgebrochen
wurden, um die Antriebseinrichtung und die durch die seitliche Verschiebung
des Rasierkopfes geänderte Lage der Führungsmittel
gegenüber 3 zeigen zu können,
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5 wie 4,
allerdings wurde hier die entgegengesetzte Stellung des Rasierkopfes
gezeigt, wobei dieser also nicht nach rechts sondern nach links
verschoben und dabei ein wenig im Uhrzeigersinn verdreht dargestellt
ist,
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6 eine
perspektivische skizzenhafte Vorderansicht von links auf den Rotationsmotor
gemäß 1 in vergrößertem
Maßstab, allerdings ist hier die zweite Arbeitskomponente
nach links ausgeschwenkt und es wird zusätzlich der Gegenstand
der zweiten Erfindung gezeigt. An der zweiten Arbeitskomponente
ist zusätzlich am hinteren Antriebsglied ein zweites Untermesser
eines ansonsten nicht näher dargestellten Rasierapparates
befestigt und
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7 ein
senkrechter skizzenhafter Mittelschnitt durch den oberen Teil des
Rotationsmotors gemäß der Schnittführung
VI-VI nach 6, allerdings in vergrößertem
und weit auseinandergezogenen Maßstab.
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In
den 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel
eines oszillierenden Rotationsmotors 47 eines Kleingerätes
dargestellt. Da es sich hierbei um die Darstellung eines Versuchsprototyps
handelt, entsprechen die Teile nicht einer Serienfertigung. Dennoch
kann mit dieser Ausführung die prinzipielle Anordnung und
Arbeitsweise des erfindungsgemäßen oszillierenden
Rotationsmotors 47 erläutert werden.
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Der
Rotationsmotor 47 besteht nach den 1, 2, 6 und 7 aus
einer ersten und zweiten Arbeitskomponente 67, 78.
Die erste Arbeitskomponente 67 besteht aus einem aus vielen
magnetisierbaren Blechen 136 zusammengesetzten, im Querschnitt
E-förmigen Wickel- oder Magnetkern 70. Der Wickelkern 70 weist
drei parallel nebeneinander verlaufende Stege 121, 153, 122 auf,
um dessen mittleren Steg 153 eine Spule 69 gewickelt
ist. Die nach außen gehenden Leitungen (nicht dargestellt) sind
mit einer Impuls gesteuerten elektrischen Energiequelle (nicht dargestellt)
verbunden. Der nach oben aus der Spule 69 zu den Seiten
sich erstreckende und die äußeren Stege 121, 122 einteilig
verbindende Querbalken 123 überträgt
die Magnetkraft auch in die äußeren Stege 121, 122.
Die freien Enden der Stege 121, 153, 122 bilden
die Polenden 154, 155, 156 des Wickelkerns 70.
Die Flächen der Po lenden 154, 155, 156 liegen
auf der Mantelfläche eines gedachten Zylinders, dessen
Mittelachse auf der Drehachse 134 der zweiten Arbeitskomponente 78 liegt.
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In
konstantem Abstand s verläuft zu den Polenden 154, 155, 156 eine
diesen zugewandte Teilringsegmentfläche 128, die
die Innenseite eines Rückschlusses 71 bildet.
Der Rückschluß 71 ist ebenfalls aus vielen
magnetisierbaren Blechen 135 zusammengesetzt und weist
die gleiche Breite und Dicke wie der Wickelkern 70 auf.
Da es sich bei dem hier dargestellten Rotationsmotor 47 um
einen Versuchsprototypen handelt, ist der Einfachheit halber an
den beiden seitlichen Enden des Rückschlusses 71 an
Vorder- und Rückseite je eine Verbindungsbrücke 115, 116 mittels
Schrauben 126, 127 angeflanscht, die an ihrem
anderen Ende über Spannschrauben 143, 144 an
den äußeren Stegen 121, 122 des
Wickelkerns 70 an dort angebrachten Befestigungslaschen 149, 150 befestigt
sind. Auf diese Weise entsteht eine feste Verbindung des Rückschlusses 71 mit
dem Wickelkern 70. Bei einem in Serie gebauten Rotationsmotor 47 würde
mit Sicherheit eine wesentlich einfachere Befestigung gewählt
werden Die Verbindungsbrücken 115, 116 können
auch vorteilhafter Weise einteilig mit dem Rückschluß 71 verbunden
sein. Sie können auch aus Kunststoff bestehen und beispielsweise
nach Einsetzen der zweiten Arbeitskomponente 78 an den
Wickelkern 70 angespritzt oder sonst wie befestigt werden,
beispielsweise durch Kleben, Schrauben, Schweißen, Nieten, etc..
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Am
oberen Abschnitt des Wickelkerns 70 stützen sich
nach den 1, 2, 6 und 7 an
dessen Vorder- und Rückseite 137, 138 Lagerschilde 77, 76 ab,
die seitlich über den Wickelkern 70 hinausragen
und über Spannschrauben 124, 125 gegen
die Vorder- und Rückseite 137, 138 gepreßt
werden. Die Lagerschilde 77, 76 werden über
abgewinkelte Bereiche 141 an die Vorder- bzw. Rückseite 137, 138 des
Wickelkerns heran geführt und erstrecken sich von dort
dann seitlich über Flanschabschnitte 142 nach
außen. Da es sich, wie schon erwähnt, bei dem
hier dargestellten Rotationsmotor 47 um einen Versuchsprototypen
handelt, sind auch hier die beiden Lagerschilde 76, 77 behelfsmäßig über ihre
Flanschabschnitte 142 mit an den Seitenflächen des
Wickelkerns 70 angebrachten Befestigungslaschen 151, 152 mittels
Spannschrauben 124, 125 befestigt. Dadurch sind
sie auf einfache Weise mit dem Wickelkern 70 fest verbunden.
Bei einem in Serie gebauten Rotationsmotor 47 würde
mit Sicherheit eine wesentlich einfachere Ausführung und
Befestigung gewählt werden.
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An
den Lagerschilden 76, 77 sind nach den 1, 2, 6 und 7 zur
Aufnahme eines Torsionsstabes 75 mittig Paßbohrungen 101 ausgebildet,
deren Mittelachse die Drehachse 134 der zweiten Arbeitskomponente 78 bildet.
Die Lagerschilde 76, 77 sind so am Wickelkern 70 zentriert
angebracht, daß ihre Drehachse 134 absolut konzentrisch zu
den Flächen an den Polenden 154, 155, 156,
zu den zu- und abgewandten Flächen 139, 140 der
Dauermagnete 113, 114 sowie zu der Teilringsegmentfläche 128 des
Rückschlusses 71 verlaufen. Dies deshalb, damit
die zwischen diesen Teilen gebildeten ringsegmentartigen Spalte 72, 118 sehr
klein gehalten werden können, um einen besonders guten
Motorwirkungsgrad zu erhalten.
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Die
zweite Arbeitskomponente 78 ist ähnlich einer
Schiffschaukel aufgebaut und besteht nach den 1, 2, 6 und 7 aus
einem oberhalb des Wickelkerns 70 von vorne nach hinten
sich erstreckenden Antriebsglied 46, das über
an abgewinkelten Seitenteilen 146, 147 ausgebildeten
Bohrungen 145, 148 auf dem Torsionsstab 75 zentriert,
gelagert und befestigt ist. Während nach 7 die
am linken Seitenteil 146 ausgebildete Bohrung 145 mit geringem
Spiel auf der Außenfläche des Torsionsstabes 75 drehbar
gelagert ist, ist die Bohrung 148 am rechten Seitenteil 147 mit
dem Tosionsstab 75 drehfest verbunden, beispielsweise durch
Schweißen, Kleben, durch einen Zahneingriff oder durch
eine Mehrkantausführung. In der Zeichnung ist hier eine Schweißstelle 133 angedeutet.
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Von
den Seitenteilen 146, 147 der ersten Antriebskomponente 67 erstrecken
sich nach unten beidseitig je zwei Zugstangen 74, 102,
die an ihren Enden über je ein Bodenteil 73 einteilig
miteinander verbunden sind. Zwischen den beiden Bodenteilen 73 sind
zwei nebeneinander angeordnete Dauermagnete 113, 114 befestigt.
Zwischen den Polenden 154, 155, 156 und
der diesen zugewandten Teilringsegmentfläche 128 des
Rückschlusses 71 wird ein teilringsegmentartiger
Aufnahmeraum 129 gebildet, der eine konstante Spaltbreite
s aufweist. In dem Aufnahmeraum 129 pendeln die beiden
nebeneinander angeordneten, gleich großen Dauermagnete 113, 114,
die nur sehr geringe Luftspalte 72, 118 zur ersten
Arbeitskomponente 67 aufweisen. Die Luftspalte 72, 118 verlaufen
auf Radien, die ihren gemeinsamen Mittelpunkt auf der Drehachse 134 des
Torsionsstabes 75 haben.
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Nach 2 sind
die Pole Nord (N) – Süd (S) an den Dauermagneten 113, 114 radial
zur Drehachse 134 ausgerichtet bzw. magnetisiert, so daß beispielsweise
der Dauermagnet 113 den Nordpol innen und den Südpol
außen während der Dauermagnet 114 dann
den Südpol innen und den Nordpol außen haben muß.
Die Magnetisierungsrichtung verläuft also von innen nach
außen und ist im wesentlichen senkrecht, hier wegen der
Kreisbewegung tangential zur Bewegungsrichtung. Das Polende 155 des
mittleren Steges 153 wechselt im Betrieb ständig,
beispielsweise von Süd nach Nord nach Süd etc..
Die beiden äußeren Polen den 121, 122 sind
immer gleich gepolt, jedoch sie haben immer gerade die entgegengesetzte
Polung zu der am Polende 155 anliegenden Polung.
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Nach 7 durchdringt
der Torsionsstab 75 die linke und rechte Paßbohrung 101,
wobei die rechte Paßbohrung 101 in einer im rechten
Lagerschild 77 befestigten Lagerbuchse 130 ausgebildet
ist. Die Lagerbuchse 130 sorgt für eine gute und
dauerhafte Gleitlagerung des Torsionsstabes 75. Die linke
Paßbohrung 101 ist mit der Torsionswelle 75 drehfest
befestigt, beispielsweise durch Schweißen, Kleben, durch
einen Zahneingriff oder durch eine Mehrkantausführung,
etc.. In der Zeichnung ist hier als drehfeste Befestigung eine Schweißstelle 132 angedeutet.
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Nach
den 6 und 7 sind die beiden äußeren
Enden des Torsionsstabes 75 in Lagerbuchsen 131 drehbar
gelagert, die Teil je eines flanschartigen Befestigungselementes 119, 120 sind.
Die Befestigungselemente 119, 120 können
in einem Gehäuseteil befestigt werden, so daß der
Rotationsmotor 47 um die Drehachse 134 des Torsionsstabes 75 im
Betrieb frei hin und her pendeln kann, um so möglichst
wenige Vibrationen auf das Gehäuse zu übertragen.
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In
den 3 bis 5 ist teilweise ein Rasierapparat 1,
mit einem im Rasierkopf 3 integrierten oszillierenden Rotationsmotor 47 nach
der Erfindung dargestellt. In 3 ist der
Rotationsmotor 47 in einem Gehäuseteil 68 eingekapselt,
das in den 4 und 5 aber weggelassen
wurde, Der Rasierkopf 3 ist über Führungsmittel 90 beweglich
am Handstück 2 gelagert. Die Führungsmittel 90 bestehen
aus beidseitig der Längsachse 44 ausgebildeten
Blattfedern 83, 84. In 3 ist die
Mittelstellung des Rasierkopfes 3 gegenüber dem
Handstück 2 gezeigt, wobei der hier dargestellte
Ausschnitt eines Rasierapparates 1 in einem wesentlich
kleineren Maßstab dargestellt ist, als der Ausschnitt des
Rasierapparates 1 nach den 4 und 5.
Die Achsen 44, 45 bilden in dieser Ausgangsstellung
die Symmetrieachse des Rasierapparates 1.
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In 4 wird
eine Stellung des Rasierkopfes 3 angezeigt, bei dem sich
dieser aufgrund der Kräfte F2 und F3 um das Maß c
nach rechts verschoben und sich dabei einerseits gleichzeitig um
einen kleinen Winkel α entgegen dem Uhrzeigersinn und um die
Schwenkachse F-F nach vorne bzw. nach hinten gemäß der
angezeigten Pfeilrichtung G ein wenig gedreht hat, je nach dem,
ob die Kraft F3 mehr im vorderen Bereich des vorderen Messerblocks 57 oder
im hinteren Bereich des hinteren Messerblocks 56 an dem
Rasierkopf 3 angreift. Die Schwenkachse F-F verläuft
senkrecht zu der Mittelachse 45 längs des Schwerpunktes des
Rasierkopfes 3 und wird über beidseitige Drehgelenke
(nicht dargestellt) zwischen den Armen 25, 26 der
Halteeinrichtung 5 und dem Boden 64 des Rasierkopfes 3 gebildet.
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Nach 5 wirkt
zum Unterschied zu 4 eine Seitenkraft F1 von rechts
und eine Kraft F3 von oben auf den Rasierkopf 3 ein, so
daß dieser sich um das Maß d nach links verschoben
und sich dabei um einen kleinen Winkel β im Uhrzeigersinn
und um die Schwenkachse F-F nach vorne bzw. nach hinten gemäß der
angezeigten Pfeilrichtung G ein wenig gedreht hat. Die Bewegung
des Rasierkopfes 3 Um die Maße c bzw d ist durch
die Art der Aufhängung des Rasierkopfes 3 an den
Blattfedern 83, 84 begründet, was später
noch näher erläutert wird. Die Seitenkraft F1
ist die Reaktionskraft auf die beim Rasiervorgang über
das Handstück 2 eingeleitete Verschiebekraft und
resultiert daher im wesentlichen aus der Andruckkraft F3 mal dem
Reibungskoeffizienten zwischen der Haut einer Bedienungsperson und
der Metalloberfläche eines in der Zeichnung nicht dargestellten
Obermessers.
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Nach
den 3 bis 5 besteht der Arbeitskopf 3 aus
einem nach oben offenen U-förmigen Schneidkopfrahmen 35,
in dessen zwischen den beiden Schenkeln 37 ausgebildeten
Aufnahmeraum 38 mindestens eine aus zwei vorzugsweise aus
perforierten Scherfolien bestehenden Obermessern (nicht dargestellt,
sie sind aber aus dem Stand der Technik allgemein bekannt) und aus
entsprechend daran angepaßten Messerblöcken 56, 57 (nur
teilweise dargestellt) bestehende Arbeitseinheit (nicht dargestellt) lösbar über
Rastmittel 91 eingeklipst ist.
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Die
Untermesser 55 bestehen hier aus zwei senkrecht zur Längsachse 44 verlaufenden
Messerblöcken 56, 57, an denen senkrecht
zu den Messerblöcken 56, 57 angeordnete,
nach oben gekrümmte Klingen 58, 59 ausgebildet
sind. Die den Messerblöcken 56, 57 zugeordneten
Obermesser (nicht dargestellt) bestehen aus zwei parallel zueinander
angeordneten, nach oben gekrümmten Scherfolien (nicht dargestellt)
mit die Haare durchdringenden vielen kleinen Öffnungen
(nicht dargestellt). Zwischen den beiden Scherfolien ist ein ebenfalls
aus Ober- und Untermesser bestehender Mittelschneider (nicht dargestellt)
ausgebildet, der mit der Antriebsstange 117 verbunden wird.
Die Messerblöcke 56, 57 sind an ihrer
Unterseite mit Formfedern 60, 61 verbunden, die an
T-förmigen Antriebsstangen 62, 63 schwenkbar aufgeklipst
sind, das die Kupplungsmittel 100 von Rotationsmotor 47 zu
den Untermessern 55 bildet. Der Mittelschneider (nicht
dargestellt) ist in 1 mit der mittleren Antriebsstange 117 verbunden.
Die Antriebsstangen 62, 63, 117 sind
mit einem Antriebsglied 46 des Rotationssmotors 47 verbunden,
das um die Drehachse 134 des Rotationsmotors 47 schwenkt,
so daß bei eingeschaltetem Rotationsmotor 47 eine
oszillierende Hin- und Herbewegung über die Antriebsstangen 62, 63 auf
die Formfedern 60, 61 und von dort auf die Untermesser 55 übertragen
wird.
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In
den 3 bis 5 ist in dem die beiden Schenkel 37 verbindenden
Boden 64 eine zentrale Öffnung 65 ausgebildet,
die von dem Rotationsmotor 47 nach oben durchdrungen wird
und an deren Wände 66 die erste Arbeitskomponente 67 des
Rotationsmotors 47 verankert ist. Es kann entweder der
Rotationsmotor 75 nach den 1 und 2 oder
der Rotationsmotor 75 nach den 6 und 7 in
einen Rasierapparat eingesetzt sein. Gemäß den 3 bis 5 ist
derjenige Rotationsmotor 47 eingesetzt, der in den 1 und 2 gezeigt
ist. Dieser Rotationsmotor 47 ist vorzugsweise über
seine Verbindungsbrücken 115, 116 direkt
an den Wänden 66 der Öffnung 65 des
Schneidkopfrahmens 35 des Rasierkopfes 3 befestigt
ist.
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Nach
den 3 bis 5 weist die Halteeinrichtung 5 einen
Boden 79 auf, der mit einem nach unten offenen, U-förmigen
Rahmenteil 80 verbunden ist, dessen beide Schenkel 81, 82 in
Ruhestellung des Rasierapparates (3) symmetrisch
zur Längsachse 44 verlaufen. Die Schenkel 81, 82 laufen bis
zu ihren freien Enden aufeinander zu und haben an ihren freien Enden
gleichen Abstand zur Längsachse 44. Das Rahmenteil 80 ist
aus einem biegesteifen Material, vorzugsweise Metall, hergestellt,
um einwirkende Kräfte ohne große Verformung aufnehmen
zu können. An den freien Enden B1 und B2 der Schenkel 81, 82 sind
Blattfedern 83, 84 befestigt, die in den 3, 4 und 5 nach
oben in Richtung eines Fußes 95 verlaufen und
die an den Befestigungsstellen 63 und 64 eines
am Gehäuse 89 des Handstückes 2 schwenkbar
gelagerten Träger 85 befestigt sind. Die Befestigung
der Blattfedern 83, 84 am Träger 85 und
am Rahmenteil 80 kann durch Punktschweißen, Kleben,
Verschrauben oder sonst eine einem Konstrukteur bekannte Befestigungsart verbunden
sein. Der Träger 85 ist über eine Lagerung 111 am
Handstück 2 schwenkbar gelagert, so daß die beim
Rasiervorgang auftretenden Querkräfte F1, F2 teilweise
im Träger 85 durch dessen leichte Verschwenkung
um den Schwenkmittelpunkt M1 abgefangen werden können,
wodurch sich der Rasierkopf in Richtung c bzw. d seitlich verschiebt.
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Der
Träger 85 ist im Wesentlichen in Seitenansicht
U-förmig ausgebildet und weist zwei gegenüberliegende,
nach oben sich verjüngende Arme 86, 87 auf,
zwischen denen ein Freiraum 88 ausgebildet ist. Dieser
Freiraum 88 dient zum Eintauchen der mit den Schenkeln 81, 82 verbundenen
Blattfedern 83, 84, wenn sich der Rasierkopf 3 gemäß den 4 und 5 zu
den Seiten verschwenkt. Die Lagerung 111 besteht aus einer
Lagerachse 112, die in den Armen 86, 87 ausgebildete
Bohrungen durchdringen und die am Gehäuse 89 des Handstückes 2 gelagert sind.
Die Lagerachse 112 weist Anschlagmittel (nicht dargestellt)
auf, die das Trageteil 85 im Gehäuse 89 des
Handstückes 2 fixieren. In den 4 und 5 wurde
die die Vorderseite 8 des Handstückes 2 bildende
Gehäuseschale entfernt, um die Führungsmittel 90 zum
Verschwenken bzw. seitlichen Verschieben (Maße c und d)
des Rasierkopfes 3 zu den Seiten hin erkennen zu können.
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Die
Wirkungsweise der ersten Erfindung wird zunächst anhand
des Rotationsmotors 47 nach den 1, 2, 6 und 7 beschrieben.
Nach Einschalten des Rotationsmotors 47 wird über
nicht dargestellte Leitungen die Spule 69 mit getaktetem, in
der Richtung ständig wechselndem Strom versorgt. Liegt
also beispielsweise zunächst am mittleren Polende 155 Süd
an, so liegt an den äußeren Polenden 154, 156 Nord
an. Da sich die Pole Nord- Süd anziehen und diese noch
zu weit voneinander entfernt sind, wird durch die Magnetkraft ein
Drehmoment erzeugt, das die zweite Arbeitskomponente 78 (kurz
Rotor genannt) gemäß dem Richtungspfeil 157 entgegen
dem Uhrzeigersinn um die Drehachse 134 dreht.
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Da
nach 7 der Rotor 78 einerseits über die
Schweißstelle 133 drehfest mit dem Torsionsstab 75 verbunden
ist und andererseits der Torsionsstab 75 an der gegenüberliegenden
Schweißstelle 132 drehfest mit dem gehäusefesten
linken Lagerschild 76 verbunden ist, verdreht sich der
Torsionsstab 75 an der rechten Schweißstelle 133 mit
dem Rotor 78 entsprechend des durch die Magnetkräfte
erzeugten Drehmoments und baut dabei ein dem Drehmoment entgegengesetztes
stetig anwachsendes Torsionsdrehmoment auf, das den Rotor 78 negativ
beschleunigt. Sobald das Motordrehmoment gleich dem Torsionsdrehmoment
ist, kommt der Rotor 78 in seiner Drehung zum Stillstand.
Die Bohrung 145 dient als Gleitlager für das linke
Seitenteil 146 des Rotors 78, so daß dieser
stabil und zentriert auf dem Torsionsstab 75 gelagert ist.
Da dieses Gleitlager sehr nahe an der ortsfesten Einspannstelle 132 des
Torsionsstabes 75 am linken Lagerschild 76 liegt,
treten auch bei Drehung des Rotors 78 hier nur geringe
Gleitlagerbewegungen auf.
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Während
der größten Auslenkung des Rotors 78 wird
nun durch die elektronische Motorsteuerung (nicht dargestellt) der
Stromfluß umgepolt. Nun liegt am mittleren Polende 155 Nord
an, während an den äußeren Polenden 154, 156 Süd
anliegt. Dadurch wird die zweite Arbeitskomponente 78 durch das
sich aufbauende, nunmehr entgegengesetzte Drehmoment entgegen dem
Richtungspfeil 157 im Uhrzeigersinn um die Drehachse 134 gedreht.
Das dabei noch vom vorgespannten Torsionsstab 75 auf den
Rotor 78 ausgeübte Torsionsdrehmoment addiert
sich zu dem durch die Magnetkräfte erzeugte Drehmoment
und beschleunigt so den Rotor 78 in der Drehrichtung entgegen
dem Richtungspfeil 157. Sobald der Rotor 78 seine
Mittelstellung erreicht hat, ist das Torsionsdrehmoment auf Null
abgefallen. Nach Überschreiten der Mittelstellung (2)
wächst dieses wieder an, wie bereits zuvor beschrieben
und der Ablauf erfolgt nun in der umgekehrten Richtung, was aber
der Einfachheit halber nicht mehr an dieser Stelle beschrieben wird.
Durch das sehr schnell wechselnde Magnetfeld wird der Rotor 78 um
die Drehachse 134 des Torsionsstabes 75 entsprechend
schnell hin- und herbewegt. Die Schwingfrequenz wird durch die Häufigkeit
der Umpolung der Spule 69 bestimmt. Durch die Torsionskraft
wird der Rotor 78 besonders schnell in seine Mittellage
zurück bewegt.
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Die
Wahl der Einspannlänge, die Auswahl des Werkstoffes, hier
vorzugsweise Federstahldraht und die Wahl der Abmessungen des Torsionsstabes 75 müssen
sowohl auf die vom Rotationsmotor 47 abgegebene Motorleistung,
auf die Frequenz und auf die elektronische Mototsteuerung abgestimmt
sein. Die oszillierende Drehbewegung wird durch den Torsionsstab 75 erheblich
unterstützt, insbesondere dann, wenn die Spule 69 so
angesteuert wird, daß die erste und zweite Arbeitskomponente 67, 78 mit der
Resonanzfrequenz oszillieren.
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Mit
Hilfe der Ausführungsformen nach den 3, 4 und 5 wird
die Wirkungsweise der zweiten Erfindung gemäß den 6 und 7 näher
erläutert. Auch hier muß natürlich vor
einem Rasiervorgang zunächst das Obermesser (nicht dargestellt)
in den Aufnahmeraum 38 des Rasierkopfes 3 eingesetzt
werden. Dabei greifen dann Rastmittel 91 in die Seitenwände 41 des
Rahmens (nicht dargestellt) der Obermesser ein und halten diese
ortsfest am Rasierkopf 3. In dieser Stellung werden die
Untermesser 55 durch streifenförmig ausgebildete
Formfedern 60, 61 federnd gegen die Unterseite
der Obermesser gedrückt.
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Die
nach den 3 bis 5 entspannt
dargestellten Formfedern 60, 61 sind an der rechten
Befestigungsstelle 92 in einem Festlager und an der linken
Befestigungsstelle 93 in einem Loslager gehalten. Dies
deshalb, weil beim Aufsetzen der Obermesser (nicht dargestellt)
die linke und rechte Befestigungsstelle 92, 93 der
Formfedern 60, 61 ein wenig nach unten vorgespannt
werden und diese infolge der dabei entstehenden geringen Verschiebung
nach links an den linken Befestigungsstellen 93 (Loslager) zur
linken Seite gleiten können, damit die Formfedern 60, 61 nicht
gestaucht werden, was zu einer frühzeitigen Ermüdung
dieser führen könnte. Im übrigen würden
bei beidseitig fest eingespannter Formfedern 60, 61 bei
deren Absenkung eine viel zu hohe Vorspannkraft an den Messerblöcken 56, 57 entstehen, was
letztendlich zu einer viel zu hohen Gleitreibung zwischen den Ober-
und Untermessern 55 führen würde. Da
die Formfedern 60, 61 an ihren mittigen Einspannstellen 94 auf
Querstiften 110 der Antriebsstangen 62, 63 federnd
und spielfrei aufgeklipst sind, verschieben sie sich die Einspannstellen 94 leicht nach
rechts und nehmen dabei die Antriebsstangen 62, 63 ein
wenig mit.
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Die
Formfedern 60, 61 weisen halbkreisförmige
Abschnitte 109 auf, die die an den freien Enden der Antriebsstangen 62, 63 senkrecht
zu diesen verlaufende Querstifte 110 mit Vorspannung spielfrei und
nur teilweise von oben her umschließen. Die Querstifte 110 bilden
mit den Antriebsstangen 62, 63 T-förmige
Gebilde. Durch die Formfedern 60, 61 liegen die
Untermesser 55 stets an den Unterseiten der Obermesser
an, so daß diese Arbeitseinheit sich bei Druck von außen
entgegen der Kräfte der Formfedern 60, 61 in
den Aufnahmeraum 38 des Rasierkopfes 3 hinein
bewegen kann.
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Nach
Einschalten eines in der Zeichnung nicht dargestellten Ein-Ausschalters
wird von einer elektrischen Energiequelle Strom in eine elektronische
Steuerschaltung eingespeist, der pulsgesteuert der Spule 69 zugeführt
wird. Nun schwingt die zweite Arbeitskomponente 78, kurz
Rotor genannt, des Rotationsmotors 47 oszillierend um die
Drehachse 134. An dieser Stelle wird noch erwähnt,
daß, wenn man den Rotationsmotor 47 nach den 6 und 7 in den
Rasierkopf 3 nach den 3 bis 5 einsetzt, die
seitlichen Wände 66 der Öffnung 65 im
Rasierkopf 3 gegenüber der seitlichen Außenkontur
des Rotationsmotors 47 so weit auf Abstand halten muß, daß sich
der Rotationsmotor 47 beim Verschwenken um den an den Befestigungselementen 119, 120 gelagerten
Torsionsstab 75 frei bewegen kann, ohne an den Wänden 66 anzuschlagen.
Die Befestigungselemente 119, 120 sind fest mit
dem Gehäuse des Rasierkopfes 3 verbunden. Der
Schwerpunkt des Rotationsmotors 47 liegt weit unterhalb
der Lagerung des Rotationsmotors 47 an den Befestigungselementen 119, 120.
Durch den im Betrieb um den Torsionsstab 75 mitschwingenden
Rotationsmotor 47 kann eine lineare aktive Rasierkopfbewegung
erreicht werden, die gegebenenfalls durch Federn zwischen der ersten
Arbeitskomponente 67 und dem Rasierkopf 3 beeinflußt
werden können.
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Da
der Rasierkopf 3 über die federnden Verbindungselemente 83, 84 mit
dem im Gehäuse 89 des Handstückes 2 über
die Lagerung 111 schwenkbaren Träger 85 verbunden
ist, werden auch vom Rotationsmotor 47 im Betrieb erzeugte
Schwingungen (Reaktionskräfte) auf den Rasierkopf 3 übertragen, so
daß dieser auch hierdurch leichte oszillierende Schwingungen
entsprechend den Schwingungen des Rotationsmotors 47 ausübt.
Die Schwingungen verlaufen im wesentlichen quer zur Mittelachse 45, so
daß durch diese das Rasierergebnis weiter begünstigt
wird. Dies deshalb, da durch das schwingende Hin- und Hergleiten
der Obermesser (nicht dargestellt) auf der Hautoberfläche
einer Bedienungsperson in kürzester Zeit größere
Rasierflächen erreicht werden können.
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Zusätzlich
zu dieser vom Rotationsmotor 47 ausgelösten Schwingung
des Rasierkopfes 3 wird beim Andrücken der Obermesser 39 an
der Hautoberfläche einer Bedienungsperson und gleichzeitigem
Verschieben parallel zur Hautoberfläche dieser in Gleitrichtung
Z zur Seite verschoben und zusätzlich noch um die Befestigungsstellen
B3, B4 verschwenkt. Eine außermittig eventuell von oben
auf den Rasierkopf 3 einwirkende Druckkraft F3 begünstigt
noch die Verschwenkung.
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Da
gemäß den 3 bis 5 der
Rotationsmotor 47 im Rasierkopf 3 selbst und der
Rasierkopf 3 über den Boden 79 der gabelförmigen
Halteeinrichtung 5 mit dem Fuß 95 des
Rahmenteils 80 fest verbunden ist, hängt dieses
System über die nach unten verlaufenden Schenkel 81, 82 an
den Blattfedern 83, 84, die bei B1 und B2 an den
Schenkeln 81, 82 und bei B3 und B4 an dem Träger 85 befestigt
sind. Wird nun beim Rasiervorgang gemäß 4 eine
Reibkraft F2 von links auf die Seitenfläche des Schenkels 37 am
Rasierkopf 3 aufgebracht, so wird diese Kraft F2 über
den Rasierkopf 3 auf die Halteeinrichtung 5 und
von dort auf die Führungsmittel 90 übertragen.
Dadurch gibt der Rasierkopf 3 federnd nach und gelangt
von seiner Mittelstellung gemäß 3 in
seine gemäß 4 dargestellte
Stellung.
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Dabei
verbiegen sich die Blattfedern 83, 84 in ihrer
Längsrichtung zwischen den Einspannstellen B3, B1 und B4,
B2. Diese Bewegung wird noch dadurch begünstigt, daß sich
das Trageteil 85 um seinen Schwenkmittelpunkt M1 entgegen
dem Uhrzeigersinn um ein geringes Maß verschwenkt. Auf
die Befestigungspunkte B1 und B2 üben die zugehörigen,
leicht elastisch verbogenen Blattfedern 83, 84 eine
Rückstellkraft aus, die, sobald der Kontakt der Obermesser 39 mit
der Hautoberfläche aufgehoben wird, eine selbständige
Rückführung des Rasierkopfes 3 in seine
Ausgangslage verursacht. Der Rasierkopf 3 ist also förmlich
schwimmend zur Seite um die Maße c, d sowie in bzw. entgegen
dem Uhrzeigersinn um die Winkel α, β an den Blattfedern 83, 84 aufgehängt.
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Da
die Breitseiten der Blattfedern 83, 84 im Wesentlichen
senkrecht zu den auf den Rasierkopf 3 einwirkenden Querkräften
F2 verlaufen, ist der Rasierkopf 3 in dieser Richtung aufgrund
des geringen Widerstandsmomentes besonders federnd elastisch gelagert.
Hingegen bei den von vorne nach hinten bzw. umgekehrt auf die Blattfedern 83, 84 einwirkenden
Kräften leisten diese aufgrund ihres großen Widerstandsmomentes
eine hohe Zugfestigkeit. Die Bewegung des Rasierkopfes 3 in
Richtung von vorne nach hinten bzw. umgekehrt erfolgt ausschließlich über
die Schwenkachse 7, wenn der Rasierkopf 3 an den
an der Halteeinrichtung 5 ausgebildeten Armen 25, 26,
die über einen mittleren Bereich 48 mit dem Boden 79 verbunden
sind, schwenkbar gelagert ist, wie dies gemäß den 3 bis 5 der
Fall ist.
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Werden
gemäß 5 nun die Kräfte F1
und F3 von rechts auf den Rasierkopf 3 ausgeübt,
so werden diese über die Befestigungsstellen B1, B2 auf
die Blattfedern 83, 84 und von dort auf die Befestigungsstellen
B3 und B4 übertragen. Dabei wirkt auf das Trageteil 85 ein
entgegen dem Uhrzeigersinn wirkendes Drehmoment, was ein leichtes
Verdrehen des Trageteils 85 um seinen Schwenkmittelpunkt
M1 bewirkt, wodurch sich die Befestigungsstellen 63, B4 entgegen
dem Uhrzeigersinn um M1 verdrehen. Zusätzlich wird der
Rasierkopf 3 durch die Krafteinwirkung nach links verschoben,
weil sich die Blattfedern 83, 84 verbiegen. Auf
diese Weise wird der Rasierkopf 3 um das Maß d
nach links verschoben und gleichzeitig um den Winkel β im
Uhrzeigersinn verdreht.
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Der
Winkel α wird zwischen dem Lot auf den Fuß 95 des
Rahmenteils 80 in seiner Ausgangsstellung und dem Lot auf
den verschwenkten Fuß 95 entgegen dem Uhrzeigersinn
bestimmt. Der Winkel β wird zwischen dem Lot auf den Fuß 95 in
Ausgangsstellung und dem Lot auf den verschwenkten Fuß 95 im
Uhrzeigersinn bestimmt.
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Die
in den 3 bis 5 dargestellten Führungsmittel 90 sowie
der frei schwingende Rotationsmotor 47 um seinen Torsionsstab 75 ermöglichen
beim Rasiervorgang eine bessere Anpassung des Rasierkopfes 3 an
die Hautoberfläche einer Bedienungsperson. Dies wird einerseits
durch die seitliche Verlagerung des Rasierkopfes 3 (Maße
c, d) und die gleichzeitige Verschwenkung (Winkel α, β)
um die Befestigungsstellen B3, B4 sowie andererseits durch die zusätzliche
Verschwenkung des Rasierkopfes 3 um seine Schwenkachse
F-F und die schwimmend Lagerung der Ober- und Untermesser 55 im
Rasierkopf 3 erreicht, so daß die Gleitfläche
der beweglichen Obermesser nahezu jeder Kontur einer Hautoberfläche
folgen können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 2753749
B2 [0002]
- - DE 10225024 A1 [0004]