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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine innere oder innenliegende Schervorrichtung
für einen
Trockenrasierer und insbesondere die innere oder innenliegende Schervorrichtung,
die mehrere Klingen aufweist, die parallel zueinander angeordnet
sind, zur Verwendung in einem oszillierenden elektrischen Rasierapparat.
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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Der
elektrische Rasierapparat hat einen Scherkopf, der aus einer äußeren Schervorrichtung mit
einer Anzahl von die Haare aufnehmenden Öffnungen und einer inneren
oder innenliegenden Schervorrichtung mit mehreren Klingen besteht.
Die innenliegende Schervorrichtung ist mit einer Antriebsquelle
verbunden, welche die innenliegende Schervorrichtung so antreibt,
daß sie
relativ zu der äußeren Schervorrichtung
eine oszillierende Bewegung vollführt. Wie in der japanischen
früheren
Patentschrift Nr. 6-142347 offenbart, ist die Klinge zur Verwendung
in der herkömmlichen
innenliegenden Schervorrichtung so konfiguriert, daß sie in
einer Seitenfläche
neben der Oberseite der Klinge einen Hinterschliff aufweist, so
daß eine
Schneidkante mit einem geeigneten Klingenwinkel entsteht, dergestalt, daß, wie in 11A gezeigt, die Schneidkante 32 oben
an der Klinge 30 die Haare H, die durch die Öffnung 11 der äußeren Schervorrichtung 10 eingeführt werden,
gegen die Schneidkante der äußeren Schervorrichtung 10 abscheren
kann. In diesem Fall, wie in 11B gezeigt,
wird das Haar H, das durch die mittlere Region der Öffnung 11 eingeführt wird,
erst dann abgeschert, nachdem es gebogen und gegen die Schneidkante
der äußeren Schervorrichtung 10 verschoben
wurde. Somit wird das Haar geschnitten, während es durch die Schneidkante 32 der
Klinge 30 nach unten gebogen wird, so daß schräge Schnittebenen,
wie in 11 gezeigt, die nachteilige
Folge sind und keine Rasur dicht an der Haut erfolgt. Aufgrund dieses
Problems muß der
Trockenrasierer nach dem Stand der Technik immer und immer wieder
relativ zum Haar bewegt werden, um eine Rasur dicht an der Haut
zu bewerkstelligen, so daß die
Rasur entsprechend lange dauert.
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Die
Schrift
EP 0 743 144
A2 offenbart eine Scherkombination für einen Elektrorasierer mit
innenliegenden Klingen, die eine Schneidkante und einen spitzen
Winkel im Bereich von 35° bis
90° aufweisen,
wobei die innenliegenden Klingen mit einer gehärteten Schicht in einer Dicke
von 2 bis 15 μm überzogen
sind.
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Des
Weiteren offenbaren die Schriften
US 4,575,941 und
US 3,756,105 innenliegende
Schervorrichtungen eines Trocken- oder Elektrorasierers, wobei die
innenliegende Schervorrichtung von
US 4,575,941 aus
einer Röhre
aus härtbarem
Stahl gebildet ist, die quer geschlitzt ist, so daß eine Reihe von
Brückenelementen
entsteht, auf denen einzelne Zähne
durch flache winkelige Nuten ausgebildet sind, welche die Dicke
der Brückenelemente örtlich verringern.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine innenliegende
Schervorrichtung für
einen Trockenrasierer bereitzustellen, der bessere Ergebnisse erzielt,
und zwar unabhängig
vom Zustand der Haare, die durch die Öffnungen der äußeren Schervorrichtung
eingeführt
werden.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch eine Klinge zur Verwendung in einer innenliegenden Schervorrichtung
nach Anspruch 1, eine innenliegende Schervorrichtung nach Anspruch
2 und einen Trockenrasierer nach Anspruch 6. Die Ansprüche 3 bis
5 entsprechen konkreten Ausführungsformen
der innenliegenden Schervorrichtung nach Anspruch 2, und Anspruch
7 betrifft eine konkrete Ausführungsform
eines Trockenrasierers nach Anspruch 6.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das oben angesprochene
Problem realisiert, um eine innere oder innenliegende Schervorrichtung
für einen
Trockenrasierer bereitzustellen, die in der Lage ist, die Haare
zu scheren, ohne daß sie
durch die innenliegende Schervorrichtung gebogen werden, und zwar
unabhängig
vom Zustand der Haare, die durch die Öffnungen der äußeren Schervorrichtung
eingeführt
werden, so daß mit
weniger Hub eine Rasur dicht an der Haut erfolgt.
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Die
innenliegende Schervorrichtung für
einen Trockenrasierer gemäß der vorliegenden
Erfindung beinhaltet mehrere Klingen 30, die von einer Basis 20 getragen
werden und die so angetrieben werden, daß sie sich relativ zu einer äußeren Schervorrichtung 10 bewegen,
wobei sie sich mit der äußeren Schervorrichtung
in einem Haarschereingriff befinden, um die Haare zu scheren. Die
Klingen sind parallel zueinander angeordnet und sind jeweils an einander
gegenüberliegenden
Seiten an ihrem oberen Ende mit Schneidkanten 32 versehen.
Die Schneidkante wird durch eine Oberseite der Klinge und eine Freifläche 33 (rake
face) an der Unterseite der Klinge gebildet. Die Freifläche (rake
face) 33 ist relativ zur Oberseite in einem Winkel α (°) geneigt. Die
Schneidkante ist an ihrer Spitze so abgerundet, daß sie einen
Krümmungsradius
R (μm) aufweist,
der die Beziehung R ≤ –0,067·α + 4,7 erfüllt. Mit
dieser Konfiguration ist es möglich,
den Schneidwiderstand im Moment des Haarescherens auf unterhalb
einer Kraft zu verringern, die erforderlich ist, um die Haare zu
biegen. Das Haar, das in einen beliebigen Abschnitt der Haareinführöffnung eingeführt wird,
kann nur durch die Wirkung der Klinge der innenliegenden Schervorrichtung
geschnitten werden, ohne gebogen zu werden, so daß am Querschnitt
des Haares eine flache Schnittebene entsteht und somit eine Rasur dicht
an der Haut mit einer geringen Anzahl von Scherhüben möglich wird.
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Vorzugsweise
enthält
jede der Klingen 30 eine Rippe 34, die von der
Unterseite der Klinge dergestalt absteht, daß die Schneidkanten 32 seitwärts von
einem oberen Ende der Rippe 34 um einen Betrag von wenigstens
0,05 mm abstehen. Durch das Vorhandensein der Rippe 34 an
der Unterseite der Klinge 30 und unter Berücksichtigung
der Tatsache, daß das
Haar normalerweise einen Durchmesser von 0,1 mm hat, kann die Schneidkante
mit einer vorspringenden Länge
von mindestens der Hälfte
des Haardurchmessers ausgebildet werden. Dementsprechend ist es
möglich,
bis zu dem Moment, da die Schneidkante 32 das Haar um mindestens
die Hälfte seines
Durchmessers durchtrennt hat, den Abschnitt, bei dem es sich nicht
um die Schneidkante handelt, auf Abstand zum Haar zu halten, so
daß er
das Haar nicht biegt. Somit kann die Schneidkante das Haar schneiden,
ohne es zu biegen, wodurch gewährleistet
wird, daß das
Haar erfolgreich durchtrennt wird.
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Jede
Klinge 30 ist vorzugsweise in ihrer Oberseite mit einer
Ausnehmung 38 oder einem Vorsprung 39 versehen,
die bzw. der sich über
eine Länge
der Klinge erstreckt. Die Ausnehmung oder der Vorsprung kann eine
Scherkontaktfläche
mit der äußeren Schervorrichtung
verringern, wodurch die Scherkräfte
verringert werden und der damit verbundene Temperaturanstieg verringert
wird.
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Des
Weiteren ist jede Klinge an ihrer Freifläche 33 mit einer gehärteten Schicht 35 versehen,
die dafür
sorgt, daß die
Schärfe
der Schneidkante länger erhalten
bleibt.
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Die
innenliegende Schervorrichtung, welche die einzigartigen Schneidkanten
der vorliegenden Erfindung aufweist, kann nicht nur zur Verwendung
in einem oszillierenden Rasierapparat hergerichtet werden, sondern
auch für
Rasierapparate mit rotierenden oder sonstigen Scherköpfen.
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Wenn
die innenliegende Schervorrichtung mit den Klingen in oszillierender
Weise angetrieben wird, so beträgt
die Oszillationsgeschwindigkeit vorzugsweise mindestens 0,5 m/s.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine auseinandergezogene Ansicht eines Trockenrasierers, der mit
der inneren oder innenliegenden Schervorrichtung der vorliegenden
Erfindung ausgestattet ist.
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2 ist
eine seitliche Querschnittsansicht der innenliegenden Schervorrichtung.
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3 ist
ein Querschnitt durch eine Klinge, aus der die innenliegende Schervorrichtung
aufgebaut ist.
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4A, 4B und 4C sind
erläuternde
Ansichten, die eine Vorgehensweise zum Ermitteln eines Krümmungsradius' für die Schneidkante der
Klinge zeigen.
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5 ist
eine erläuternde
Ansicht, die eine Vorgehensweise zum Messen einer Kraft zeigt, die notwendig
ist, um das Haar zu biegen.
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6 ist
ein Diagramm, das eine solche Beziehung zwischen dem Klingenwinkel
der Schneidkante und dem Krümmungsradius
an der Spitze der Schneidkante zeigt, daß ein Schneidwiderstand von 20
grf erzeugt wird, wenn die innenliegende Schervorrichtung 3 mit
der Schnittgeschwindigkeit von 0,5 m/s angetrieben wird.
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7 ist
ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Schnittgeschwindigkeit
und dem Schneidwiderstand der innenliegenden Schervorrichtung zeigt.
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8A und 8B sind
erläuternde
Ansichten, die das Scheren der Haare durch die innenliegende Schervorrichtung
zeigen.
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9 ist
eine Schnittansicht einer Ausführungsform,
wobei die Klinge mit gehärteten
Schichten versehen ist.
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10A und 10B sind
Schnittansichten, die Modifikationen der obigen Klinge veranschaulichen.
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11A, 11B und 11C sind erläuternde
Ansichten, die das Scheren der Haare durch die herkömmliche
innenliegende Klinge des Trockenrasierers zeigen.
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BESTE ART
ZUM AUSFÜHREN
DER ERFINDUNG
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Es
wird eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen besprochen.
Die innenliegende Schervorrichtung für den Trockenrasierer gemäß der vorliegenden
Erfindung findet für
den oszillierenden Typ Anwendung, wie in 1 gezeigt,
und enthält
mehrere Klingen 30, die parallel zueinander auf einer Basis 20 aus
einem Kunstharz angeordnet sind. Die Basis ist mit einer Antriebsquelle,
beispielsweise einem Motor 2, verbunden, der in einem Gehäuse 1 aufgenommen
ist und dazu dient, die innenliegende Schervorrichtung relativ zu
einer äußeren Schervorrichtung 10 in
oszillierender Weise zu bewegen. Die äußere Schervorrichtung 10 weist
eine Anzahl von Haare einführenden Öffnungen 11 auf,
in denen die Haare eingefangen werden, die durch die Klingen 30 abgetrennt
werden sollen. Die äußere Schervorrichtung 10 ist
am oberen Ende des Gehäuses 1 befestigt.
Die innenliegende Schervorrichtung, die am oberen Ende des Gehäuses 1 hervorragt,
wird oszillierend in einer Richtung angetrieben, die im rechten
Winkel zu Schneidkanten jeder Klinge 30 verläuft, wie
noch besprochen werden wird, während
sie in Kontakt mit der Innenfläche
der äußeren Schervorrichtung 10 gehalten
wird. Das Gehäuse 1 beherbergt
zusammen mit dem Motor 2 eine Batterie 3, die
den Motor 2 mit Strom versorgt. Das Gehäuse 1 ist ergonomisch
für das
Ergreifen durch eine Hand des Benutzers geformt.
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Wie
in 2 gezeigt, ist jede Klinge 20 in etwa
zu einer "U"-Form gekrümmt und
ist an ihren gegenüberliegenden
Enden an der Basis 20 befestigt. Die Schneidkante 32 ist über einen
zuvor festgelegten Winkelbereich X, beispielsweise etwa 100°, entlang
eines Bogenabschnitts an der Mitte der Klinge geformt. Der Bogenabschnitt
wird mit der Unterseite der ähnlich
geformten äußeren Schervorrichtung 10 in
Kontakt gehalten. Wie in 3 gezeigt, steht eine Rippe
34 vom mittleren Abschnitt der Klinge 30 nach unten hervor,
wobei die Schneidkanten 32 seitwärts vom oberen Ende der Rippe 32 hervorstehen.
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Die
Schneidkante 32 ist zwischen der Oberseite 31 der
Klinge und einer Freifläche 33 ausgebildet,
die sich vom oberen Ende der Rippe 34 schräg relativ
zu der Oberseite der Klinge in einem Klingenwinkel α (°) erstreckt,
und weist an ihrer Spitze einen Krümmungsradius R (μm) auf, der
die Beziehung R ≤ –0,067·α + 4,7 erfüllt.
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Die
Schneidkante 32 hat – je
nach dem Endbearbeitungsgrad – wahrscheinlich
die Konfigurationen aus den 4A bis 4C.
Somit wird der Krümmungsradius
R der Schneidkante in der vorliegenden Erfindung durch Näherung der
effektiven Mindestdicke L der Klingenkante (R = L/2) bestimmt. In
Bezug auf die Konfigurationen aus den 4A bis 4C bedeutet
das, daß die
effektive Mindestlänge als
eine Entfernung zwischen einer Verlängerung der Freifläche 34 und
einer parallelen Verlängerung
definiert ist, die durch einen Wendepunkt an der Schneidkante an
der Oberseite der Klinge verläuft, was
zu dem Krümmungsradius
R (R = L/2) führt.
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Bei
der Bestimmung der Beziehung zwischen dem Klingenwinkel α (°) und dem
Krümmungsradius
R (μm) wird
zunächst
das Verhalten des zu schneidenden Haares untersucht. Wie in 5 gezeigt,
wird, wenn die äußere Schervorrichtung 10 des Trockenrasierers
gegen die Haut S gedrückt
wird, das Haar H, das in der Mitte der Haareinführöffnung 11 eingeführt wird,
an seinem Umfang durch die äußere Schervorrichtung 10 eingezwängt und
wird darum elastisch durch die Haut S gestützt, die in die Öffnung 11 hineinragt.
In diesem Zustand wird eine Kraft F, die erforderlich ist, um das
Haar zu biegen, mittels eines Kraftsensors C gemessen. Daher ist
bekannt, daß das
Haar geschnitten werden kann, ohne gebogen zu werden, wenn der Schneidwiderstand
im Moment des Scherens des Haares H auf unterhalb der Kraft F verringert
wird. Der Schneidwiderstand wird durch den Klingenwinkel α (°) der Klinge 30,
den Krümmungsradius
R (μm) der
Schneidkante und die Schnittgeschwindigkeit beeinflußt. Angesichts
dessen führt
die vorliegende Erfindung zu einem Befund hinsichtlich der Korrelation
zwischen dem Klingenwinkel α (°) und dem
Krümmungsradius
R (μm) zum Verringern
des Schneidwiderstandes auf unterhalb der Kraft F unter der Bedingung
der Schnittgeschwindigkeit der innenliegenden Schervorrichtung eines normalen
Trockenrasierers.
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Versuche
haben gezeigt, daß die
Kraft F zum Biegen des Haares H 20 grf beträgt (F = 20 grf) und daß der Schneidwiderstand
mit zunehmender Schnittgeschwindigkeit abnimmt. Die Schnittgeschwindigkeit
der innenliegenden Schervorrichtung des normalen Trockenrasierers
beträgt
mindestens etwa 0,5 m/s, d. h. die langsamste Schnittgeschwindigkeit
der innenliegenden Schervorrichtung des normalen Trockenrasierers
beträgt
etwa 0,5 m/s. 6 zeigt eine experimentell herausgefundene
Beziehung zwischen dem Klingenwinkel α (°) und dem Krümmungsradius R (μm), mit der
ein Schneidwiderstand von 20 grf erreicht wird. Die Beziehung kann als
R = –0,067·α + 4,7 ausgedrückt werden,
um den Schneidwiderstand von 20 grf zu erreichen. Somit wird man
feststellen, daß die
innenliegende Schervorrichtung mit Klingen, die einen solchen Klingenwinkel α (°) und einen
solchen Krümmungsradius
R (μm) aufweisen,
daß ein
Wert in dem Bereich unterhalb der Linie, die durch R = –0,067·α + 4,7 ausgedrückt wird,
erreicht wird, das Haar von allein schneidet, ohne das Haar zu biegen,
wodurch eine Rasur dicht an der Haut möglich wird, nur mit weniger Scherhüben. In
diesem Zusammenhang ist anzumerken, daß, da der Schneidwiderstand
mit zunehmender Schnittgeschwindigkeit der innenliegenden Schervorrichtung
abnimmt, die innenliegende Schervorrichtung, die eine Schnittgeschwindigkeit
von mehr als 0,5 m/s aufweist, einen geringeren Schneidwiderstand
hat und daher augenscheinlich die obige Beziehung erfüllt. Im
Hinblick auf alle Schnittgeschwindigkeiten, die von Trockenrasierern
im Allgemeinen erreicht werden, kann – vor dem Hintergrund dieses
Ergebnisses – die
Klinge der innenliegenden Schervorrichtung das Haar H, das durch
die Öffnung 11 der äußeren Schervorrichtung 10 eingeführt wird, erfolgreich
abscheren, wie in den 8A und 8B gezeigt.
Das Haar H erhält
somit eine flache Schnittebene, wie in 8B gezeigt,
wodurch – im Vergleich
zum Stand der Technik, der in 11C gezeigt
ist, wo das Haar H schräg
geschnitten wird – eine
Rasur dicht bei der Haut möglich
ist.
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7 ist
ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Schneidwiderstand
und der Schnittgeschwindigkeit für
drei Beispiele veranschaulicht, wobei hinsichtlich der Beziehung
zwischen dem Klingenwinkel α (°) und dem
Krümmungsradius
R (μm) der
Schneidkante 4 der innenliegenden Schervorrichtung 3 der
Ausdruck R ≤ –0,067·α + 4,7 erfüllt ist (Linie
A für die
Klingenkante von 40° und
R = 2 μm; Linie
B für die
Klingenkante von 30° und
R = 2 μm; und Linie
C für die
Klingenkante von 20° und
R = 2 μm).
Wie aus dem Diagramm hervorgeht, zeigen alle Linien A, B und C,
daß der
Schneidwiderstand unter 20 grf liegt, wenn die Schnittgeschwindigkeit
der innenliegenden Schervorrichtung unter 0,5 m/s liegt, was beweist,
daß die
innenliegende Schervorrichtung das Haar allein zu scheren vermag,
ohne das Haar zu biegen. Es ist des Weiteren ersichtlich, daß der Schneidwiderstand
mit zunehmender Schnittgeschwindigkeit abnimmt und daß der Schneidwiderstand
für jede
der Linien A, B und C auf einem Wert unterhalb von 20 grf gehalten
wird, während
die Schnittgeschwindigkeit von 0,5 m/s ansteigt, wodurch gewährleistet
wird, daß die
innenliegende Schervorrichtung allein die Haare zu schneiden vermag,
ohne sie zu biegen.
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Es
ist anzumerken, daß die
Schneidkanten 32 auf jeder der einander gegenüberliegenden
Seiten oben an der Klinge 30 mit einem Überstand P von mindestens 0,05
mm hergestellt werden. Das hat folgenden Grund: Das normale Haar
hat einen Durchmesser D von etwa 0,1 mm. Wie in 3 gezeigt, wird
die Rippe 34, wenn das Haar H mittels der Klinge 30 abgeschnitten
wird, auf Abstand zu den Haaren gehalten, bis das Haar auf mindestens
die Hälfte seines
Durchmessers durchtrennt ist, so daß die Rippe erst dann gegen
das Haar H stößt und es
biegt, wenn es bis mindestens zur Hälfte seines Durchmessers durchtrennt
ist. Die Rippe kommt erst dann mit dem Haar in Kontakt, nachdem
es bis mindestens zur Hälfte
seines Durchmessers durchtrennt wurde, was dazu führt, daß das Haar
abgeschert werden kann, ohne gebogen zu werden.
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Wie
in 9 gezeigt, kann die Freifläche 33, welche die
Schneidkante 32 bildet, mit einer gehärteten Schicht 35 überzogen
werden, um dem Verschleißen
der Schneidkante 32 entgegenzuwirken und die Dauer ihrer
Schärfe
zu verlängern.
Die gehärtete Schicht 35 kann
integral durch Plattieren von Titan- und Aluminiumfolien, eine Wärmebehandlung
wie beispielsweise durch Laserstrahlhärtung und Schlaghärten oder
sogar durch Abscheiden eines Überzuges
aus TiN, TiC, CrN oder eine gehärtete
Kohlenstoffmembran ausgebildet werden. Die gehärtete Schicht 35 kann
zusätzlich
zu der Freifläche 33 auch auf
der Oberseite 30 ausgebildet werden.
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Des
Weiteren kann, wie in den 10A und 10B gezeigt, auf der Fläche der Klinge 30 eine Ausnehmung 38 oder
ein Vorsprung 39 ausgebildet sein, der sich entlang einer
Länge der
Klinge erstreckt und dazu dient, den Gleitwiderstand gegen die äußere Schervorrichtung 10 und
damit die Gleitkräfte
sowie die damit verbundene Temperaturerhöhung zu verringern.
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Die
Klinge zur Verwendung in der innenliegenden Schervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
kann nicht nur für
den Trockenrasierer vom oszillierenden Typ verwendet werden, sondern
auch für
Trockenrasierer anderer Typen, in denen die Klinge mit der oben
beschriebenen einzigartigen Schneidkante die Harrschneidewirkung
verbessern kann.