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Schwingankerantrieb, insbesondere für Trockenrasiergeräte Als Antrieb
für Trockenrasiergeräte sind unter anderem Schwingankerantriebe in verschiedenster
Aufbauart bekannt. Eine der bekannten Aufbauarten, deren Verbesserung die Erfindung
zum Ziele hat, ist in Fig. 1 der Zeichnung wesenhaft dargestellt: Der Antrieb besteht
aus einem Elektromagneten 1 und einem quer vor dessen Polstimflächen hin- und herschwingenden
Anker 2, der an einer Traverse 3 befestigt und mittels dieser auf zwei an verschiedenen
Stellern der Ankerlängsachse angreifenden Biegefedern 4, z. B. Blattfedern, schwingfähig
abgestützt ist, und zwar in solcher Anordnung, daß sich der Anker 2 in seiner dargestellten
Ruhestellung seitlich zur Polstirnfläche des Magneten 1 versetzt befindet und im
Betrieb durch die periodische Anziehungskraft des Magneten .1 periodisch mittig
vor die Polstirnfläche des Magneten 1 hingezogen wird. Die Schwingbewegungsrichtung
des Ankers ist mit dem Doppelpfeil 20 gekennzeichnet. Das Vorhandensein und die
Ausbildung der Traverse 3 ist für die Wirkungsweise des Schwingankerantriebes an
sich belanglos, so daß der Anker 2 beispielsweise auch unmittelbar am Kopfende der
Biegefedern 4 befestigt sein könnte.
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Es gibt auch Schwingankerantriebe anderer Aufbauart, bei der der Anker
nicht quer vor den Polstirnflächen, sondern senkrecht zu den Polstirnflächen hin-
und herschwingt. Die erstgenannte, in Fig. 1 dargestellte Aufbauart hat aber den
Vorteil, daß der Luftspalt zwischen Magnet und Anker bedeutend kleiner und daß damit
der Wirkungsgrad besser sein kann.
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Stellt man sich in Fig. 1 jede der beiden Biegefedern 4 als einen
starren Hebel vor, der sowohl am Fußende 41 als auch am Kopfende
42 drehbar gelagert ist, so bewegt sich beim Betrieb des dargestellten Antriebes
das Kopfende 42 jeder Biegefeder 4 nicht auf einer Geraden in der gewünschten Schwingbewegungsrichtung
des Ankers 2, sondern auf einem Kreisbogen, dessen Mittelpunkt am Fußende 41 liegt
und der vom Kopfende 42 aus abwärts verläuft. Auch bei fester Einspannung der Biegefedern
4 am Fuß-und Kopfende, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, bewegt sich das Kopfende
42 jeder Biegefeder auf einer Kurve abwärts. In jedem Falle hat dies zur Folge,
daß sich auch der Anker 2 bei jedem Einschwingen auf einer Kurve senkt. Da sich
dabei beide Enden des Ankers auf einer gleichen Kurve und in jederzeit gleichem
Maße senken, bleibt der Anker zwar in jedem Zeitpunkt seiner Schwingbewegung parallel
zu seiner Ruhelage; seine Längsachse erfährt also trotz der kurvenförmigen Bewegung
des Ankers keinerlei Drehbewegung, sondern lediglich eine Parallelverschiebung;
bei dieser Parallelverschiebung aber nähert er sich jedesmal den Polstirnflächen
des Magneten. Der Luftspalt zwischen Magnet und Anker muß also groß genug bemessen
werden, damit der Anker bei dem kurvenförmigen Einschwingen nicht an die Polstirnflächen
des Magneten anstößt.
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Würde man bei der Anordnung nach Fig. 1 eine der beiden Biegefedern
fortlassen, den Anker also nur auf einer einzigen Biegefeder abstützen, die den
Anker beispielsweise auch an seiner Längsmitte halten könnte, so würde, eine starre
Verbindung des Ankers mit dem Kopfende der Biegefeder vorausgesetzt, die Längsachse
des Ankers bei jedem Einschwingen nicht nur die vorerwähnte Parallelverschiebung
quer zu seiner Längsachse erfahren, sondern zusätzlich auch noch eine Drehbewegung.
Bei einem bekannten Rasiergerät, bei dem ein Schneidmesser in einer solchen Weise
auf einer einzigen Blattfeder schwingfähig abgestützt ist, ist die Blattfeder so
ausgebildet, daß sie eine entlang ihrer Längsachse sich stetig ändernde Biegesteifigkeit
besitzt, mit der kleinsten Biegesteifigkeit nahe der Einspannstelle und mit der
größten Biegnsteifigkeit am Kopfende der Blattfeder. Eine solche Blattfeder nimmt
beim Durchbiegen eine andere Biegeform ein als eine normale Blattfeder, die auf
ihrer ganzen Länge gleiche Biegesteifigkeit aufweist, und ihr Kopfende erfährt beim
Einschwingen eine geringere Drehbewegung als das Kopfende einer normalen Blattfeder;
völlig vermieden wird aber eine Drehbewegung des Kopfendes der Blattfeder und des
an dem Kopfende befestigten Schneidmessers auch in diesem Falle nicht. Ein
näheres
Eingehen auf diese bekannte Ausführungsform der Blattfeder eines Schwingankerantriebes
und die vorerwähnte Drehbewegung erübrigt sich indessen hier, da sich die folgenden
Ausführungen ausschl'ieß-Iich wieder nur mit dem Fall befassen, daß der Anker eines
Schwingankerantriebes- auf an verschiedenen Stellen der Ankerläzigsachse angreifenden
Biegefedern, z. B. Blattfedern, abgestützt ist, wobei also nur eine Parallelverschiebung
der Ankerlängsachse, aber keine Drehbewegung stattfindet.
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Der Erfinder hat aber noch eine weitere Ursache erkannt, die bei der
in Fig. 1 gezeigten Aufbauart eines Schwingankerantriebes einer Verkleinerung des
Luftspaltes zwischen Magnet und Anker entgegensteht und die insbesondere bei so
kleinen Ausführungsformen eines Schwingankerantriehes auftreten kann, wie sie in
Trockenrasiergeräten erforderlich sind. Die Erkenntnis beruht auf der überlegung,
d'aß auf den Anker nicht nur eine Anziehungskraft in der Richtung parallel zu den
Polstirnflächen des Magneten einwirkt, sondern auch eine Anziehungskraft in Richtung
der Polachse bzw. der Polachsen des Magneten. Der Einfachheit halber sei im folgenden
in Anlehnung an Fig. 1 der Zeichnung die erstere Anziehungskraft als die waagerechte
und die letztere als die senkrechte Anziehungskraft bezeichnet. Der Erfinder hat
erkannt, daß die senkrechte Anziehungskraft, die erheblich größer ist als ,die waagerechte
Anziehungskraft, bei kleinen Schwingankerantrieben, bei dienen die den Anker abstützenden
Biegefedern vergleichsweise schwach sind, ein bisher nicht beachtetes Ausknicken
der Biegefedern bewirkt, das sich in einer Verkürzung der Hebellänge zwischen dem
Kopf- und Fußende jeder der Biegefedern auswirkt und somit ebenfalls eine Annäherung
des Ankers an die Polstimflächen .des Magneten bei jedem Einschwingen zur Folge
hat. Die Annäherung des Ankers an die Polstiraflächen ist also in diesem Falle noch
größer als bei nicht ausknickenden Biegefedern. Diese Erscheinung ist zwar gering,
für die Bemessung des Luftspaltes aber dennoch bedeutsam. Unbewußt hat man zwar
diese Erscheinung auch schon bisher mitberücksichtigt, indem man den Luftspalt groß
genug bemessen hat, daß der Anker nicht am Magneten anstößt; zwangläufig ergab sich
damit aber eine größere Luftspaltbemessung, als sie bei Kenntnis der vorliegenden
Erfindung erreichbar ist. Bei Untersuchungen an Schwingankerantrieben, bei denen
der Schwingungshub des Ankers in waagerechter Richtung in der Größenordnung von
etwa 3 mm lag, wurde ein Schwingungshub des Ankers in senkrechter Richtung von etwa
0,3 mm festgestellt, also in einer Größenordnung, die allein mit der Kreisbogenform
der Schwingbewegung nicht begründbar ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingankerantrieb
der in Fig. 1 gezeigten Aufbauart so abzuwandeln, daJ3 er trotz der kreisbogenförmigen
Bewegung des Ankers und trotz der gegebenenfalls vorhandenen Durchknickmöglichkeit
der Biegefedern eine kleinere Bemessung des Luftspaltes zwischen Magnet und Anker
ermöglicht als es bisher bei den bekannten Geräten erreicht wurde. Die Erfindung
bezieht sich also auf einen Schwingankerantrieb insbesondere für Trockenrasiergeräte
mit einem Elektromagneten und einem quer vor dessen Polstirnflächen hin- und herschwingenden
Anker, der auf zwei an verschiedenen Stellen der Ankerlängsachse angreifenden Biegefedern
z. B. Blattfedern, schwingfähig abgestützt ist, in solcher Anordnung, daß sich der
Anker in seiner Ruhestellung seitlich zur Polstirnfläche des Magneten versetzt befindet
und im Betrieb durch die periodische Anziehungskraft des Magneten periodisch mittig
vor die Polstirnfläche des Magneten hingezogen wird. Erfindungsgemäß ist ein solcher
Schwingankerantrieb dadurch gekennzeichnet, daß die Fußenden der Biegefedern gegenüber
den Kopfenden der Biegefedern in der gleichen Richtung seitlich versetzt angeordnet
sind, in der der Anker vom Magneten im Betrieb hingezogen wird.
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Zwei .einfache Ausführungsbeispiele zur Ausbildung eines solchen Sehwingankerantriebes
sind in Fig.2 und 3 dargestellt, an denen die Erfindung näher erläutert wird. Einander
in den Figuren entsprechende Einzelteile sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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In Fig. 2 haben die Biegefedern 4 wie in Fig. 1 im entspannten Zustand
eine gerade Form, doch sind sie zur Schwingbewegungsrichtung 20 unter einem von
90° abweichenden Winkel angeordnet. Auch bei diesem Aufbau hat die Schwenkbewegung
der Biegefedern eine kreisbogenförmige Bewegung des Kopfendes 42 zur Folge, und
ebenso kann auch bei diesem Aufbau ein Ausknicken der Biegefedern eintreten. Die
gegenüber Fig. 1 versetzte Anordnung der Fußenden 41 hat aber zur Folge, daß sich
das Kopfende 42 der Biegefedern beim Einschwingen auf einer Kreisbogeabahn nicht
mehr senkt, sondern hebt. Während sich also bei dem bekannten Aufbau nach Fig. 1
die Wirkungen der beiden genannten Erscheinungen summieren, stehen sie nach Fig.
2 einander entgegen, und bei günstiger Abstimmung aufeinander heben sie sich sogar
gegenseitig auf.
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Die günstigste Abstimmung ,des Schiefstellwinkels der Biegefedern
kann leicht ermittelt werden. Wenn beispielsweise mit Biegefedern von einer bestimmten
Federstärke bei einer Anordnung nach Fig. 1 gemäß dem oben berichteten Versuchsergebnis
ein waagerechter Hub des Ankers von 3 mm und ein senkrechter Hub von 0,3 mm festgestellt
wurde, so ist es lediglich erforderlich, den Tangens des Schiefstellwinkels der
Biegefedern, also das Verhältnis der in Fig. 2 eingezeichneten Strecken
a und b zueinander, so zu wählen, daß a : b = 3 : 0,3 =
10: 1 ist.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig.3 sind die Fußenden 41 der Biegefedern
in der gleichen Weise wie in Fig. 2 seitlich versetzt vorgesehen, doch sind hier
die Biegefedern nicht gerade, sondern schwach S-förmig gebogen ausgebildet und derart
angeordnet, daß ihre Enden zur Schwingbewegungsrichtung 20 unter einem Winkel von
90° stehen. Während die Ausführungsform nach Fig.2 den Vorteil gerader Biegefedern
hat, ergibt sich nach Fig. 3 der Vorteil der gleichartigen Ausbildung der Traverse
an ihren beiden Enden wie auch unter Umständen der gleichartigen Ausbildung der
am Fußende befindlichen Befestigungsmittel für die Biegefedern.
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Der Magnet 1 und der Anker 2 können beim Erfindungsgegenstand an sich
beliebige Form und Aufbauart aufweisen. Beispielsweise können die Polstirn-Rächen
des Magneten in bekannter Weise ganz oder teilweise abgeschrägt sein, desgleichen
die Polstirnfläehen des Ankers. Der Anker kann statt der aus der Zeichnung ersichtlichen
U-Form auch die Form eines geraden Blockes haben. Auch die Biegefedern können anders
als dargestellt sein; beispielsweise können die beiden aus der Zeichnung ersichtlichen
Biegefedern
die Schenkel einer etwa U-förmig gebogenen Blattfeder sein, an deren Mittelstück
der Anker befestigt ist, wie es an sich bekannt ist, sofern nur die Fußenden der
beiden U-Schenkel gegenüber den Kopfenden erfindungsgemäß versetzt sind. Statt Blattfedern
können beispielsweise auch Drahtfedern oder Drahtfederbündel als Biegefedern dienen.
Jede der beiden Biegefedern kann auch durch eine Mehrzähl zueinander parallel angeordneter
einzelner Biegefedern ersetzt sein, die zusammen wie eine einzige Biegefeder wirken.