DE3126506C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingankermotor, insbeson­ dere für Kleingeräte wie z. B. Rasierapparate u. dgl., der ein durch Wechselstrom erregtes Magnetsystem mit Sta­ torwicklung sowie einen mit einem Magnet ausgerüsteten und mit wenigstens einem Polschuh versehenen Schwinganker aufweist gem. dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Schwingankermotor ist durch die US 19 32 520 bekannt.

Schwingankermotor der eingangs erwähnten Art mit Permanentmagneten im Schwinganker haben sich prinzipiell in der Praxis bewährt, sind jedoch be­ züglich ihrer jeweiligen Antriebskraft weitgehend festgelegt, so daß für den jeweiligen Anwendungsfall vergleichsweise aufwendige konstruktive Änderungen bzw. unterschiedliche Schwingankermotoren verwendet werden müssen. Solche Schwing­ ankermotoren können nämlich unter anderem für Haarschneide­ maschinen, Massagegeräte, Rasierapparate, Schermaschinen usw. verwendet werden, bei denen ein unterschiedlicher Kraftbedarf bezüglich des Antriebes vorhanden ist. Außerdem besteht ein weiteres Problem bei diesen bekannten Schwingankermotoren darin, daß der Magnet des Schwingankers in seiner Magnetkraft mit der Zeit nachlassen kann, woraus eine verminderte Antriebsleistung resultiert.

Die US 19 32 520 zeigt zwar bereits eine Vorrichtung (zum Verdichten von Beton), bei welcher der Schwinganker 27 mit einer gleichstromversorgten Spule 59 versehen ist, über die Art der Gleichstromquelle ist hier im Konkreten jedoch nichts entnehmbar.

Es besteht bei einem solchen Gerät auch nicht die Proble­ matik wie bei einem gattungsgemäßen Hand- oder Kleingerät der vorliegenden Erfindung. Bei solchen Kleingeräten spielen nämlich die beengten Platzverhältnisse eine große Rolle, so daß es hier bei Anwendung eines elektromagnetisch erregten Ankers besonderer Maßnahmen bedarf, um dies in der Praxis auch zu realisieren.

Bei der DE-PS 64 715 wird der elektro­ magnetisch erregte Schwinganker, dessen Wicklung mit der Statorwicklung in Reihe geschaltet ist, durch einen Stromwender C in seiner Polarität geändert und mit jeder Änderung wird eine Hin- oder Herbewegung des Ankers ausge­ löst. Für den praktischen Einsatz als Schwingankermotor z. B. in einem Rasierer ist eine solche Vorrichtung praktisch nicht verwendbar.

Erwähnt sei noch, daß der Schwinganker durch die Reihenschaltung mit der Statorwicklung mit der gleichen Spannung wie die Statorwicklung betrieben wird. Bei üblicher Netzspannung sind daher für die Zuleitungen zum Schwinganker besondere Sicherheitsmaßnahmen bezüglich der Bruchsicherheit und der Isolation erforderlich. Gerade bei Kleingeräten bedeutet dies aber einen nicht unerheb­ lichen Zusatzaufwand.

Die FR 22 68 386 zeigt einen Schwingankermotor mit einem permanentmagnetischen Schwinganker. Eine elektromagne­ tische Erregung wie beim Anmeldungsgegenstand ist hier nicht vorgesehen (vgl. Fig. 1 bis 3 - "verrous magnetiques 2-2"; "aimant permanent 5").

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schwingankermotor der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der neben einer einfachen Herstellung auch eine einfache Anpassung an jeweils unterschiedliche benötigte Antriebs­ leistungen ermöglicht. Gegebenenfalls soll dabei die An­ triebsleistung auch nachträglich auf einfache Weise ver­ stellbar sein. Schließlich soll die Antriebsleistung auch über längere Zeit ihren einmal vorgesehenen Wert beibe­ halten.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 vorgeschlagen. In vorteil­ hafter Weise kann dadurch die Magnetkraft dieses Schwing­ anker-Elektromagneten durch einfache Maßnahmen, nämlich durch Variation des Erregerstromes verändert und den je­ weiligen Bedürfnissen angepaßt werden.

Vorteilhafterweise erfolgt dabei die Stromversorgung des Schwinganker-Elektromagneten von der oder den Statorwick­ lungen. Der Aufwand kann dadurch vergleichsweise klein ge­ halten werden.

Zweckmäßigerweise ist für die Stromversorgung des Schwing­ anker-Elektromagneten wenigstens eine auf einer Statorspule aufgebrachte Zusatzwicklung vorgesehen. Die von der Stator­ wicklung auf die Zusatzwicklung induzierte Spannung kann dadurch in erwünschter Weise durch ein entsprechendes Wick­ lungsverhältnis vorgesehen werden.

Bei Schwingankermotoren, dessen Stator zwei Statorspulen besitzt, ist zweckmäßigerweise jede Statorspule mit einer vorzugsweise gleich großen Zusatzwicklung für die Versor­ gung des Schwinganker-Elektromagneten versehen, wobei vor­ zugsweise eine der Zusatzwicklungen wahlweise zuschaltbar ist. Durch zwei gleich große Zusatzwicklungen erhält man eine symmetrische Belastung, so daß eine unerwünschte Rück­ wirkung auf den Statorelektromagneten vermieden werden kann. Durch die wahlweise Zuschaltmöglichkeit einer Zusatzwicklung läßt sich auf einfache Weise die Antriebskraft des Schwinganker­ motors variieren.

Zur Polung des Schwinganker-Elektromagneten ist im Ver­ sorgungsstromkreis ein Gleichrichter, vorzugsweise ein Einweggleichrichter eingebaut. Dadurch ergibt sich eine gleichbleibende Polarität an den Polen des Schwinganker-Elektro­ magneten. Durch Verwendung eines Einweggleichrichters (Diode) ergibt sich ein nur geringer Platzbedarf.

Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den wei­ teren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Er­ findung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigt zum Teil stärker schematisiert

Fig. 1 eine Aufsicht eines in einem Elektrorasierer be­ findlichen Schwingankermotors und

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform eines Schwing­ ankermotors, der in eine Haarschneidemaschine ein­ gebaut ist.

Ein Schwingankermotor 1 ist in Fig. in einem strichpunk­ tiert angedeuteten Rasierergehäuse 2 eingebaut. Er besteht im wesentlichen aus einem durch Wechselstrom erregten Ma­ gnetsystem mit einem Stator-Elektromagneten 3 sowie einem Schwinganker 4. Der Stator-Elektromagnet 3 weist im Aus­ führungsbeispiel einen U-förmigen Anker 5 mit zwei Pol­ schuhen 6, 6 a auf, wobei die Ankerschenkel mit zwei Stator­ wicklungen 7, 7 a versehen sind.

Der Schwinganker 4 ist ebenfalls mit einem Pole 8, 8 a aufweisenden Pol­ schuh 20 versehen, der an einem mit einer Drehachse 10 gelagerten Schwing­ hebel 9 befestigt ist.

Erfindungsgemäß ist nun bei dem Polschuh 20 des Schwingankers 4 ein gleichstromversorgter Elektromagnet 11 vorgesehen. Durch die Gleichstromversorgung der Schwing­ ankerwicklung 12 ergibt sich an den Polen 8, 8 a eine gleichbleibende Polarität, während die Polarität an den Polschuhen 6, 6 a der Statorspulen 7, 7 a entsprechend deren Wechselstromversorgung wechselt. Dadurch kommt die Schwingbewegung des Schwingankers 4 zustande. Der Schwing­ anker 4 ist beidseitig durch Federn 13 abgestützt. Die Stromversorgung des Schwinganker-Elektromagneten 11 erfolgt von den Statorwicklungen 7, 7 a her, wobei hier Zusatzwicklungen 14, 14 a bei den Statorwicklungen vorge­ sehen sind. Diese Zusatzwicklungen sind vorzugsweise von den Statorwicklungen galvanisch getrennt und als separate Wicklungen auf bzw. neben den Statorwick­ lungen vorgesehen. Andererseits besteht aber auch die Möglichkeit, an den Statorwicklungen 7, 7 a entsprechende Anzapfungen vorzusehen. In beiden Fällen ergibt sich eine transformatorische Kopplung zwischen Statorwicklungen und Zusatzwicklungen, wobei durch das Wicklungsverhältnis die Versorgungsspannung des Schwinganker-Elektromagneten 11 bestimmt werden kann. Diese Versorgungsspannung liegt vorzugsweise im Kleinspannungsbereich, d. h. nach VDE 0100, sie beträgt nicht mehr als 42 V. Dadurch ist auch sichergestellt, daß bei Beschädigung oder Bruch der Zuleitungen u. dgl. nach außen hin unzulässig hohe Berührungsspannungen ver­ mieden werden. Die in die Zusatzwicklung(en) induzierte Wechselspannung wird vorzugsweise durch einen Einweggleichrichter 15 gleichgerichtet und als Gleichspannung der Schwingankerwicklung 12 zugeführt. Durch die Gleich­ richtung ergibt sich an den Polschuhen 8, 8 a des Schwingankers 4 eine gleichbleibende Polarität. Durch Verwendung einer einzigen Diode als Gleich­ richter ist ein nur sehr geringer Platzbedarf vorhanden.

Andererseits besteht aber auch die Möglichkeit, einen Voll­ weggleichrichter insbesondere einen Brückengleichrichter vorzusehen, durch den dann bei jeder Halbwelle der Wechsel­ spannung eine Magnetisierung des Schwinganker-Elektroma­ gneten 11 erfolgt. Die Antriebskraft des Schwingankermotors kann dadurch erhöht werden. Gegebenenfalls kann bei Verwen­ dung eines Brücken- oder dgl. Vollweggleichrichters auch ein Schalter zum Umschalten auf Einweggleichrichtung vor­ gesehen sein, so daß die Antriebskraft in zwei Stufen um­ schaltbar ist.

Eine weitere Möglichkeit, die Antriebsleistung des Schwing­ ankermotors zu variieren, ist in Fig. 2 erkennbar, wo im Versorgungsstromkreis des Schwinganker-Elektromagneten 11 a ein verstellbarer Widerstand 16 vorgesehen ist. Mit diesem läßt sich in einem bestimmten Bereich die Antriebsleistung variieren.

Bei der Statoranordnung gemäß Fig. 1 mit zwei Schwinganker­ wicklungen 12, ist vorzugsweise bei jeder Statorwicklung eine Zusatzwicklung 14, 14 a vorgesehen, die mit einem Schalter 17 bedarfsweise parallel geschaltet werden können. Auch dadurch ist eine Veränderung der Antriebsleistung mög­ lich. Die vorbeschriebenen Möglichkeiten der Veränderung der Antriebsleistung können gegebenenfalls auch in Kombi­ nation eingesetzt werden.

Die Stromzuführung für die Schwingankerwicklung 12 erfolgt über flexible Zuleitungen 18, deren Anschlußstellen 19 an dem Schwinganker 4 in der Nähe des Drehpunktes (Drehachse 10) des Schwingankers 4 vorgesehen sind. Die Anschlußstel­ len 19 machen dadurch nur geringe Relativbewegungen mit. Eine Bruchgefahr dieser Zuleitungen 18 kann dadurch weit­ gehend vermieden werden.

Fig. 1 läßt erkennen, daß der Polschuh 20 des Schwingankers 4 als Dipol mit zwei Polen 8, 8 a ausgebildet ist.

Die Pole 8, 8 a sind jeweils den Polschuhen 6, 6 a des Statorelektromagneten 3 zugewandt.

Bei der Ausführungsform eines Schwingankermotors 1 a gemäß Fig. 2 ist das Statorpaket dreischenklig ausgebildet, wobei die Statorwicklung 7 auf dem mittleren Schenkel sitzt. Der Elektromagnet 11 a des Schwingankers 4 a ist dabei in Längs­ richtung entsprechend der Längsachse des Schwingankers 4 a orientiert und mit seinem einen Ende 21 dem Stator-Elektro­ magneten 3 zugewandt. Der Schwinganker-Elektromagnet 11 a ist hier durch einen im Schwinganker 4 a zusammen mit der zugehörigen Wicklung 12 gelagerten Polschuh 20 a gebildet.

Vorteilhafterweise ist der Schwinganker, zusammen mit der Schwingankerwicklung mit einem Kunststoffkörper 22 um­ spritzt, der zweckmäßigerweise einstückig einen Teil des Schwingankers bildet. Gegebenenfalls könnte auch der Gleich­ richter 15 mit in diesen Kunststoffkörper eingespritzt sein. Der gesamte Schwinganker ist dadurch kompakt aufgebaut und es ergibt sich dadurch eine gute, dennoch billige Fertigung. Außerdem ist dies bei der Montage vorteilhaft.

Durch die Verwendung eines Elektromagneten für den Schwing­ anker 4, 4 a läßt sich die Magnetkraft des Schwinganker- Magneten auf einfache Weise durch Änderungen in der Strom­ versorgung oder gegebenenfalls auch durch unterschiedliche Schwingankerwicklungen variieren, so daß den jeweiligen Be­ dürfnissen entsprechend, bei sonst gleicher Ausbildung des Schwingankermotors, unterschiedliche Antriebskräfte erzielbar sind. Die jeweilige Antriebsleistung kann dabei durch eine entsprechende Konstruktion festgelegt oder aber z. B. mittels eines Schalters 17 oder eines variablen Widerstandes 16 von außen her verstellbar sein. Erwähnt sei hierbei noch, daß bei Rasierapparaten das Umschalten auf erhöhte Antriebsleistung auch durch einen Langhaarschneider bei dessen Ausklappen er­ folgen kann, so daß hierbei praktisch eine automatische An­ triebsleistungsumschaltung besteht. Ein erhöhter Bedarf an Antriebsleistung ergibt sich bei Schwingankermotoren für Schermaschinen auch dann, wenn hohe Anpreßkräfte zwischen dem schwingenden Messer und dem Gegenkamm dazu vorgesehen sind, wie dies z. B. bei Hunde-Schermaschinen der Fall ist.

Durch den erfindungsgemäßen Schwingankermotor mit wahlweise unterschiedlich stark versorgten Schwingankermagneten kann bei im übrigen gleicher Konstruktion, gegebenenfalls auch gleichem Gehäuse u. dgl., durch geringfügige Anpassung der Stromversorgung, dieser für unterschiedliche Anwendungsfälle in gleicher Weise verwendet werden. Dadurch ist auch eine billige Herstellung in Großserie möglich.

Die beiden Zuleitungen 18 zu dem Schwinganker lassen sich leicht entfernen, so daß z. B. für Reparaturzwecke eine ein­ fache Demontage sowie ein leichter Zusammenbau begünstigt ist.

Ein weiterer Vorteil des Schwinganker-Elektromagneten be­ steht im Gegensatz zu Permenentmagneten darin, daß seine Magnetkraft auch über lange Zeit gleich bleibt.

Claims (11)

1. Schwingankermotor für Kleingeräte, insbesondere für Rasierapparate und dgl., der ein Elektro-Magnetsystem mit Statorwicklung sowie einen mit einem Elektro-Magnet ausgerüsteten und mit wenigstens einem Polschuh versehe­ nen Schwinganker aufweist, wobei das Elektro-Magnetsystem der Statorwicklung an ein Wechselstromnetz angeschlossen ist, dadurch gekennzeich­ net, daß für die Stromversorgung des Schwinganker-Elektromagneten (11, 11 a) wenigstens eine auf einer Statorwicklung aufge­ brachte Zusatzwicklung (14, 14 a) vorgesehen ist, und daß in diese Stromversorgung für den Schwinganker-Elektro­ magneten (11, 11 a) ein Gleichrichter (15) eingebaut ist.

2. Schwingankermotor, dessen Stator zwei Statorwicklungen hat, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Statorwicklung (7, 7 a) mit einer vorzugsweise gleich großen Zusatzwicklung (14, 14 a) für die Versor­ gung des Schwinganker-Elektromagneten (11, 11 a) ver­ sehen ist, wobei eine oder beide der Zusatzwicklungen (14) zuschaltbar ist.

3. Schwingankermotor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (15) als Einweg- oder Vollweggleichrichter, insbesondere Brückengleichrichter ausgebildet ist und daß gegebenenfalls ein Schalter zum Umschalten auf Einweggleichrichtung vorgesehen ist.

4. Schwingankermotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführung für die Schwingankerwicklung (12) über flexibele Zuleitungen (18) erfolgt, deren Anschlußstellen (19) an dem Schwinganker (4, 4 a) vorzugsweise in der Nähe des Drehpunktes des Schwingankers vorgesehen sind.

5. Schwingankermotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Polschuh (20) des Schwingankers (4) als Dipol ausgebildet ist, zweckmä­ ßigerweise als zur Schwinganker-Längsachse unsymmetri­ scher Dipol.

6. Schwingankermotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem dreischenkligen Statorpaket, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Elektromagnet (11 a) des Schwing­ ankers (4 a) in Längsrichtung entsprechend der Längs­ achse des Schwingankers (4 a) orientiert und mit seinem einen Ende dem Stator-Elektromagneten zugewandt ist.

7. Schwingankermotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schwinganker-Elektromagnet (11 a) durch einen im Schwinganker (4 a) zusammen mit der zugehörigen Wicklung (12) gelagerten Polschuh (20 a) gebildet ist.

8. Schwingankermotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis des Schwing­ anker-Elektromagneten (11, 11 a) ein vorzugsweise ver­ stellbarer Widerstand (16) vorgesehen ist.

9. Schwingankermotor insbesondere nach einem der An­ sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwinganker, vorzugsweise zusammen mit einer Schwing­ ankerwicklung (12) mit einem Kunststoffkörper (22) umspritzt ist.

10. Schwingankermotor nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kunststoffkörper (22) zweckmäßiger­ weise einstückig einen Teil des Schwingankers bildet und daß der Gleichrichter (15) gegebenenfalls mit eingespritzt ist.

11. Schwingankermotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Versorgungsspannung für die Schwingankerwicklung (12) eine Kleinspannung dient.