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Die
Erfindung betrifft einen Schneidsatz für Haarschneidemaschinen mit
einem Scherkamm und einem relativ dazu oszillierend bewegbaren Schermesser
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine
weitere Haarschneidemaschine ist beispielsweise aus der
DE 197 08 145 C2 bekannt.
Die Haarschneidemaschine beinhaltet einen Schneidsatz, der aus einem
Scherkamm und einem im Wesentlichen parallel zur Vorderkante des
Scherkammes in Querrichtung oszillierend antreibbaren Schermesser
aufgebaut ist. Ein vorhandenes einstückiges Federelement ist ausgebildet
mit zwei beabstandet und parallel zueinander verlaufenden Federarmen sowie
mit entsprechenden Federwendeln. Mit diesem Federelement wird durch
endseitiges Eingreifen der Federarme am Schermesser einerseits eine
Andruckkraft zwischen Schermesser und Scherkamm erzeugt und andererseits
eine Parallelogrammführung
dargestellt, die die oszillatorische Verschiebebewegung des Schermessers
relativ zum Scherkamm steuert. Nachteile der hier eingesetzten einfachen
Parallel-Federführung
mit zwei nebeneinander liegenden Federn ist, dass keine genau parallele Führung zwischen
Scherkamm und Schermesser erzielt wird. Vielmehr wird beim Betrieb
des Schneidsatzes die Führungsbahn
des Schermessers parabelförmig
ausfallen. Dadurch ergibt sich eine Querabweichung mit einer Verkippung
der Schermesserkante zur Scherkammkante, die mit der Federauslenkung
zunimmt. Diese Verkippung hat eine Verminderung der Schneidqualität zur Folge.
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Aus
der WO 98/47673 A1 ist eine Ausführung
eines Schneidsatzes bekannt, in der der Schneiddruck durch übliche Federelemente
bewirkt wird. Die Führung
geschieht mittels einer einfachen Federführung, die weiterhin Nachteile
bezüglich
einer konstanten parallelen Führung
zwischen Scherkamm und Schermesser aufweist.
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Das
Ziel der Erfindung liegt in der Bereitstellung einer Konstruktion
eines Schneidsatzes für Haarschneidemaschinen
mit einer parallelen Bewegung der Schermesserkante zur Scherkammkante. Dies
wird erreicht durch die Merkmalskombination entsprechend Anspruch
1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu
entnehmen.
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass an einem Schneidsatz
durch die mindestens doppelte Anzahl von führenden Federn gegenüber dem
Stand der Technik eine Doppelparallel-Federführung mit exakt paralleler
Bewegung zwischen Schermesserkante und Scherkammkante ermöglicht wird.
Dabei wird das Schermesser von vier nebeneinander liegenden und
parallel ausgerichteten Federn geführt. Der mit dem Schermesser
verbundene Mitnehmer, der über
einen rotierenden Exzenter eines Motors angetrieben wird, weist
diese Doppelparallel-Federführung
an seiner Unterseite auf. Die genaue Bewegungscharakteristik der
Doppelparallel-Federführung
wird später
erläutert.
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Vorzugsweise
werden die mindestens vier Federn paarweise an ihren in die gleiche
Richtung weisenden Enden starr miteinander verbunden, wodurch jeweils
ein Federpaar entsteht. Die ge genüberliegenden freien Enden werden
entweder im Mitnehmer befestigt oder mit Verstärkungselementen versehen und
am Schneidsatzträger
befestigt.
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Zur
Stabilisierung der Anordnung werden die Federpaare im Versteifungsbereich
durch ein starres Balkenelement miteinander verbunden. Somit können im
Betriebszustand die entsprechenden Endbereiche der Federn stabil
hin- und herschwingen.
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Im
Folgenden werden anhand von schematischen Figuren Ausführungsbeispiele
beschrieben:
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1 zeigt
einen neuen Schneidsatz mit Doppelparallel-Federführung,
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2a und 2b zeigen
den Schneidsatzträger
mit Aufbauten ohne Bestückung,
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3 zeigt
eine Explosionszeichnung eines erfindungsgemäßen Schneidsatzes,
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4a, 4b und 4c zeigen
einen Mitnehmer, der an seiner Unterseite die Doppelparallel-Federführung aufweist,
wobei diese symmetrisch ausgebildet ist,
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5a, 5b und 5c zeigen
einen Mitnehmer mit asymmetrischer Doppelparallel-Federführung,
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6a, 6b und 6c zeigen
einen Mitnehmer mit asymmetrischer Doppelparallel-Federführung,
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7a, 7b und 7c zeigen
einen Schneidsatz mit symmetrischer Doppelparallel-Federführung, bei
dem das Schermesser verstellbar ist,
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8 zeigt
einen Schneidsatz entsprechend dem Stand der Technik,
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9a und 9b zeigen
eine schematische Darstellung der Doppelparallel-Federführung im Ruhezustand
und im ausgelenkten Zustand,
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10 zeigt,
auf welchen Bereich des Mitnehmers sich die in den folgenden Figuren
dargestellten Biegelinien beziehen,
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11 bis 14 zeigen
in Abhängigkeit von
der Stellung des Exzenters die Form der Biegelinie jeweils einer
Feder.
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In
der 1 ist ein auf einem Schneidsatzträger 1 montierter
Schneidsatz für
Haarschneidemaschinen dargestellt. Bestandteile sind der Scherkamm 2,
das darauf aufliegende Schermesser 3, der Mitnehmer 4 und
Federelemente 5, 6. Der am Schneidsatzträger 1 befestigte
Scherkamm 2 ist fixiert und das mit dem Mitnehmer 4 verbundene Schermesser 3 in
Längsrichtung
zur vorderen Scherkammkante 24 hin und her bewegbar. Eine
Andruckkraft zwischen Scherkamm 2 und Schermesser 3 kommt
durch zwei Federelemente 5, 6 zustande. Diese
sind derart im Schneidsatzträger 1 montiert,
dass die beiden langen Federarme 52, 62 den Mitnehmer 4 und
somit das Schermesser 3 über Federfassungen 45 mit
einer Federkraft beaufschlagen, die das Schermesser 3 auf
entsprechende Laufflächen
des Scherkammes 2 drückt.
Der Mitnehmer 4 ist rückseitig
mit dem Schermesser 3 verbunden und weist im unteren Bereich
die Doppelparallel-Federführung auf.
Dies ist entsprechend der 1, 3, 4a-7c oder 10 dargestellt
durch zwei U-förmige
Blattfederelemente 41, 42, deren lose Enden mit
den dort vorgesehenen Endverstärkungen 44 am
Schneidsatzträger 1 gehalten
werden. Hierzu sind im Schneidsatzträger 1 Halterungen 13 vorgesehen.
Auf der Vorderseite des Mitnehmers 4 befindet sich ein
gabelförmiger
Vorsprung, die Antriebsöffnung 46.
Dieses Kopplungselement ermöglicht
die Bewegungsübertragung
vom Antrieb auf das Schermesser 3. Als Antrieb dient in
der Regel ein DC-Motor, der im Gehäuse eines Haarschneidegerätes untergebracht
ist. Auf der Motorwelle sitzt ein Exzenter 18, der beim
Anbringen des Schneidsatzes an das Haarschneidegerät in die
Antriebsöffnung 46 des
Mitnehmers 4 eingreift. Im Betriebszustand wird so die Rotationsbewegung
des Exzenters 18 in eine Linearbewegung des Schermessers 3 umgesetzt.
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Der
Schneidsatzträger 1 weist,
wie in den 2a und 2b dargestellt,
angeformte Elemente wie die Auflagefläche 10 für den Scherkamm 2,
die Befestigungszapfen 11 und die Befestigungshaken 12 für die Befestigungslöcher 21 des
Scherkamms 2, die Halterungen 13 für die Endverstärkungen 44,
die Lagerböcke 14 für die Federelemente 5, 6 und
die Befestigungshaken 15 zur Montage an einer Haarschneidemaschine
auf. Für
die Funktion der Schneiddruckfedern 5, 6 sind
weiterhin Niederhalter in der Nähe
der Lagerböcke 14 vorgesehen.
Die Fläche 16 liegt
beim Anbringen des Schneidsatzes am Haarschneidegerät an dessen
Gehäuse
an.
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3 zeigt
eine Explosionsdarstellung des Schneidsatzes entsprechend 1.
Die einzelnen Bauteile sind der Schneid satzträger 1, der Scherkamm 2,
das Schermesser 3, der Mitnehmer 4 mit Doppelparallel-Federführung und
die Federelemente 5, 6 bzw. die Schneiddruckfedern.
Diese Bestandteile, die durch form- und kraftschlüssige Verbindungen zusammengehalten
werden, sind vereinfacht dargestellt. Die Außenmaße des Schneidsatzträgers 1 und die
Geometrie der Befestigungshaken 15 sind derart ausgeführt, dass
sie an Serien-Haarschneidegeräten lösbar befestigt
werden können.
Auch die Antriebsöffnung 46 weist
Abmaße
auf, die die Kompatibilität des
neuen Schneidsatzes zu verschiedenen Haarschneidegeräten gewährleistet.
Mit einem Fixierhaken 17 ist die Befestigung am Gehäuse nach
außen hin
gesichert.
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Auf
der Vorderseite 20 des Scherkammes 2 ist eine
untere Lauffläche 23 vorhanden,
auf der die Lauffüßchen 32 des
Schermessers 3 hin- und hergleiten. Die obere Lauffläche 22 wirkt
zusammen mit der Lauffläche 31 des
beweglichen Schermessers 3. Es ist anzumerken, dass der
Scherkamm 2 in den Figuren vereinfacht dargestellt ist.
Insbesondere werden die darin vorhandenen Zinken einer Zahngeometrie
nicht wiedergegeben. Der Scherkamm 2 wird derart mit seiner
Rückseite
auf die Auflagefläche 10 des Schneidsatzträgers 1 gelegt,
dass die sieben Befestigungslöcher 21 von
den Befestigungszapfen 11 und den Befestigungshaken 12 fixiert
werden. Befestigt wird der Scherkamm 2 durch Warmverstemmen
der Befestigungszapfen 11. Er ist symmetrisch geformt und
wird im Stanz-Biege-Verfahren aus korrosionsbeständigem Stahl hergestellt. Messer
und Kämme könnten jedoch
bei gleichen Schneideigenschaften ebenso aus Kunststoff oder Keramik
hergestellt sein.
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Das
Schermesser 3 wird wie der Scherkamm 2 in vereinfachter
Darstellung gezeigt. Es ist ebenfalls kompatibel mit unterschiedlichen
Haarschneidemaschinen. Die auch hier im Bereich der Lauffläche 31 vorhandene
Verzahnung ist nicht dargestellt. Das Schermesser 3 ist
formschlüssig
mit dem Mitnehmer 4 verbunden und wird mit diesem von den
Schneiddruckfedern 5, 6 gegen den Scherkamm 2 gedrückt. Dabei
liegen die Lauffläche 31 und
die Lauffüßchen 32 auf
der oberen und unteren Lauffläche 22, 23 des Scherkammes 2 auf.
Das Schermesser 3 hat eine symmetrische Gestalt und wird
wie der Scherkamm 2 im Stanz-Biege-Verfahren aus korrosionsbeständigem Stahl
hergestellt. Die Fixierlöcher 33 wirken
zusammen mit den Fixierzapfen 48, die sich auf der Rückseite
des Mitnehmers 4 befinden. Die Aussparung 34 ist
für den
Befestigungshaken 47 vorgesehen, der von der Rückseite
des Mitnehmers 4 ausgeht. Mit 24 und 35 sind
jeweils die vorderen geraden Kanten des Scherkammes 2 und
des Schermessers 3 bezeichnet.
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Der
Mitnehmer 4 wird in 3 sowie
in den 4a–6c, und 10 detailliert
dargestellt. In üblicher
Weise wird der Mitnehmer 4 das Schermesser 3 mit
dem Antrieb und den Schneiddruckfedern 5, 6 zumindest
kraftschlüssig
verbinden. Die Befestigungselemente 47, 48 auf
der Rückseite
des Mitnehmers 4 sowie die Antriebsöffnung 46 sind zu
unterschiedlichen Modellen von Haarschneidemaschinen kompatibel.
Der Mitnehmer 4 übernimmt
durch seine neue Konstruktion die Führung des Schermessers 3 sowie
die Abstandshaltung zwischen Schermesserkante 35 und Scherkammkante 24.
Diese Aufgabe wird von den beiden U-förmigen
Blattfederelementen 41, 42 übernommen, die unterhalb der
Antriebsöffnung 46 von
der Rückseite
des Mitnehmers 4 ausgehen. Dieses Blattfederelement 41, 42 ist
derart konstruiert, dass es wie eine Doppelparallel-Federführung funktioniert.
Der Bewegungsablauf und die Führungseigenschaften
der Blattfederelemente 41, 42 werden später beschrieben.
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Der
Mitnehmer 4 ist, wie der gesamte Aufbau, im Wesentlichen
symmetrisch ausgebildet. Der Mitnehmer 4 besteht aus thermoplastischem
Material, das mechanischen Belastungen standhält.
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Die
Vorderseite des Mitnehmers 4 ist mit 40 bezeichnet.
Die festen Blattfederarme 41 sind mit dem Mitnehmer 4 rückseitig
verbunden. Die losen Blattfederarme 42 sind mittels der
endseitig angebrachten Endverstärkungen 44 über die
Halterungen 13 mit dem Schneidsatzträger 1 verbunden. Ist
eine integrierte Schnittlängenverstelleinrichtung
vorhanden, so kann die Halterung des Mitnehmers 4 an Stelle
auf dem Schneidsatzträger 1 auf
einem beweglichen Schlitten 7 vorgenommen werden, wie in den 7a bis 7c dargestellt.
Die Versteifungen 43 verbinden die einzelnen Blattfederarme 41, 42 miteinander
und gewährleisten
eine gute Querstabilität
des Federsystems. Die Federfassungen 45 nehmen die äußeren Enden
der langen Federarme 52, 62 der Schneiddruckfedern 5, 6 auf.
Die Antriebsöffnung 46 bildet
das Kopplungselement zum Antrieb. Befestigungshaken 47 und
Fixierzapfen 48 dienen der mechanischen Ankopplung des
Mitnehmers 4 an das Schermesser 3.
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Die
Federelemente 5, 6 bzw. die Schneiddruckfedern
erzeugen durch Andrücken
des Schermessers 3 an den Scherkamm 2 einen bestimmten Schneiddruck.
Im Gegensatz zum Stand der Technik, wie er in der 8 mit
einem Mitnehmer 9 ohne Doppel-Parallelfederführung dargestellt ist, dienen
diese Federelemente 5, 6 lediglich zur Erzeugung
dieses Druckes und nicht zur Führung
des Schermessers 3. Die Federelemente 5, 6 werden
durch zwei Drehfedern dargestellt, die auf den symmetrischen Aufbau des
Schneidsatzes abgestimmt sind. Die Abmessungen der kurzen Federarme 51, 61 und
der langen Federarme 52, 62 sind jeweils gleich,
die Anordnung der Federarme links 51, 52 an der
linken Federwendel 50 ist spiegelverkehrt zur Anordnung der
Federarme rechts 61, 62 an der rechten Federwendel 60. Daher
ist die linke Federwendel 50 rechtsdrehend und die rechte
Federwendel 60 linksdrehend. Bei asymmetrischer Doppelparallel-Federführung sind die
beiden Federelemente 5, 6 gleich. Die Schneiddruckfedern 5, 6 werden
aus korrosionsbeständigem Federstahldraht
mit rundem Querschnitt hergestellt.
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In
den 4a bis 4c sind
die Blattfederarme 41, 42 symmetrisch angeordnet.
Die beiden losen Blattfederarme 42 sind kürzer als
die festen Blattfederarme 41. Deshalb sind diese in der
Breite dünner
ausgeführt.
Die Höhe
der vier Blattfederarme 41, 42 ist gleich. In
den 5a bis 5c wird
eine alternative Ausführungsform
gezeigt, in der die vier Blattfederarme 41, 42 asymmetrisch
angeordnet sind. In den 6a bis 6c ist
eine weitere Alternative dargestellt, die asymmetrische Blattfederarme aufweist.
Länge,
Höhe und
Breite der vier Blattfederarme sind gleich.
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Die 7b und 7c zeigen
einen Schneidsatz entsprechend 7a in
der Aufsicht und in der Seitenansicht. Gleiche Teile sind jeweils mit
gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 7a sind
weiterhin ein beweglicher Schlitten 7 und ein Verstellhebel 8 dargestellt.
Diese Elemente dienen in einer integrierten Schnittlängenverstelleinrichtung
dazu, den Abstand zwischen der Schermesserkante 35 und
der Scherkammkante 24 zu verändern, um die Haarschnittlänge einzustellen. Dabei
muss zusätzlich
die Unterseite des Scherkamms 2 entsprechend schräg ausgeführt sein.
Falls der Schneidsatz eine Schnittlängenverstelleinrichtung aufweist,
kann die Doppelparallel-Federführung nicht
direkt am Schneisatzträger 1 angebracht
werden. Vielmehr muss sie auf dem beweglichen Schlitten 7 befestigt
sein.
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Zur
Beschreibung des Führungsprinzips
auf der Basis einer Doppelparallel-Federführung:
Diese neue Federführung ist
dadurch gekennzeichnet, dass sie dem Prinzip einer Doppelparallel-Federführung entspricht.
Das bedeutet im Gegensatz zum Stand der Technik, dass dieses System über die
doppelte Anzahl führender
Federn verfügt.
Das Schermesser 3 wird von vier nebeneinander liegenden Blattfederelementen 41, 42 geführt. Bei
der Doppelparallel-Federführung bilden
je zwei parallele Blattfederelemente 41, 42 ein
Federpaar, indem sie einseitig über
eine Versteifung 43 miteinander verbunden sind. Die freien
Enden des Federpaares sind einerseits am Schneidsatzträger 1 oder
am beweglichen Schlitten 7 des Trägers bzw. am Gestell, und andererseits
am Mitnehmer 4 bzw. an der Koppel befestigt. Außerhalb
dieser Befestigungspunkte stehen die Blattfederelemente 41, 42 frei
und können
im Betriebszustand hin und her schwingen. Zur Verbesserung der Querstabilität sind die
Federpaare durch ein starres Balkenelement 49 miteinander
verbunden.
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Zu
den 9a und 9b:
Wird
der Mitnehmer 4/Koppel in y-Richtung verschoben, so verkürzt sich
auch bei diesem System die effektive Länge der Blattfederarme 41, 42 um
einen bestimmten Betrag in x-Richtung.
Doch im Gegensatz zu einer einfachen Parallel-Federführung führt dies nicht zu einer Verkippung
des mit dem Mitnehmer 4 verbundenen Schermessers 3,
sondern zu einem Querversatz Δx
der freischwingenden Federverbindungen mit den Versteifungen 43 und
dem Balkenelement 49. Die Antriebsöffnung 46 des Mitnehmers 4 bewegt
sich auf einer geraden Führungsbahn,
so dass die Schermesserkante 35 des Schermessers 3 immer
parallel zu der des Scherkammes 2 verläuft. In 9a ist
das Doppelparallel-Federführungs-System
im Ruhezustand dargestellt, wobei innenliegend die festen Blattfederarme 41 positioniert
sind und außenliegend
die losen Blattfederarme 42. Am Mitnehmer 4 sind
die sogenannten festen Blattfederarme 41 befestigt. Durch
die Befestigung jeweils zweier Blattfederarme 41, 42 wird
an einer Versteifung 43 jeweils ein Federpaar gebildet.
Die den Versteifungen 43 entgegengesetzten Enden der losen
Blattfederarme 42 sind mit dem Schneidsatzträger 1 bzw.
dem beweglichen Schlitten 7 verbunden. 9b zeigt
eine Auslenkung des Mitnehmers 4 bzw. der Koppel in y-Richtung
relativ zum Schneidsatzträger 1.
Bei einem Verschiebeweg Smax ergibt sich
ein Querversatz Δx.
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Der
Bewegungsablauf des Doppelparallel-Federführungs-Systemes wird anhand
der jeweiligen Form der Biegelinien der Blattfederelemente 41, 42 in
Abhängigkeit
von der Position des Exzenters 18 dargestellt und in den 11, 12, 13 und 14 wiedergegeben.
Der Exzenter 18 rotiert in der Antriebsöffnung 46 des Mitnehmers 4 und
bewirkt somit eine Auslenkung der Blattfederarme 41, 42 nach links
und nach rechts. Der Hub wird durch den Radius der Exzenterumlaufbahn
bestimmt. Wird der Mitnehmer 4 über den Exzenter 18 in
y-Richtung angetrieben, so bewegen sich die Blattfederarme 41, 42 aus
ihrer Strecklage heraus. Der Federweg bzw. der Verstellweg s nimmt
so lange zu, bis der Exzenter 18 eine Viertelumdrehung
erreicht hat. Der Verschiebeweg s ist an dieser Stelle maximal und
entspricht dem Radius der Exzenter-Umlaufbahn. In den 12 und 14 ist
jeweils die Ruhelage des Doppelparallel-Federführungs-Systems dargestellt. Dies entspricht
einer Exzenterstellung, die den Mitnehmer 4 nicht auslenkt.
In den 11 und 13 ist
der Mitnehmer 4 maximal ausgelenkt, was durch die Stellung
des Exzenters 18, in 11, nach
rechts, und in 13, nach links, bedingt ist.
Der Bewegungsablauf kehrt sich bei jedem Durchgang durch die Ruhelage
in üblicher
Weise um. Nach jeder halben Umdrehung des Exzenters 18 wird
die Ruhelage wieder erreicht. Der Zustand entsprechend 10 ist
in 14 wiedergegeben. Ausgehend von dem Zustand in 10 ist
bis zur 14 eine volle Umdrehung des
Exzenters 18 abgelaufen.
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- 1
- Schneidsatzträger
- 2
- Scherkamm
- 3
- Schermesser
- 4
- Mitnehmer,
mit Doppelparallel-Federführung
- 5
- linkes
Federelement/Schneiddruckfeder
- 6
- rechtes
Federelement/Schneiddruckfeder
- 7
- beweglicher
Schlitten
- 8
- Verstellhebel
- 9
- Mitnehmer,
ohne Doppelparallel-Federführung
- 10
- Auflagefläche
- 11
- Befestigungszapfen
- 12
- Befestigungshaken
- 13
- Halterung
- 14
- Lagerbock
- 15
- Befestigungshaken
- 16
- Fläche
- 17
- Fixierhaken
- 18
- Exzenter
- 20
- Vorderseite
- 21
- Befestigungslöcher
- 22
- obere
Lauffläche
- 23
- untere
Lauffläche
- 24
- Scherkammkante
- 30
- Vorderseite
- 31
- Lauffläche
- 32
- Lauffüßchen
- 33
- Fixierlöcher
- 34
- Aussparung
- 35
- Schermesserkante
- 40
- Vorderseite
- 41
- fester
Blattfederarm, Blattfederelemente
- 42
- loser
Blattfederarm, Blattfederelemente
- 43
- Versteifung
- 44
- Endverstärkung
- 45
- Federfassung
- 46
- Antriebsöffnung
- 47
- Befestigungshaken
- 48
- Fixierzapfen
- 49
- Balkenelement
- 50
- linke
Federwendel
- 51
- kurzer
Federarm, links
- 52
- langer
Federarm, links
- 60
- rechte
Federwendel
- 61
- kurzer
Federarm, rechts
- 62
- langer
Federarm, rechts
- x,
y
- Koordinatenrichtung
- s
- Verschiebeweg