DE60318857T2

DE60318857T2 - Rasiergerät

Info

Publication number: DE60318857T2
Application number: DE60318857T
Authority: DE
Inventors: Bastiaan J. De Wit; Simon E. Kadijk; Fokke R. Voorhorst; Sieds Bosch
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2002-07-29
Filing date: 2003-07-09
Publication date: 2009-01-22
Anticipated expiration: 2023-07-10
Also published as: DE60318857D1; JP2005534398A; CN100391703C; KR20050026027A; WO2004012914A1; US7698819B2; US20050257376A1; JP4731164B2; CN1671522A; ATE384604T1; AU2003281839A1; KR101038441B1; EP1526953B1; EP1526953A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Rasiergerät mit einem Gehäuse und mindestens einer Schneideinheit, die bezüglich des Gehäuses schwenkbar und federnd nach innen gedrückt werden kann und die ein äußeres Schneidwerk und ein inneres Schneidwerk umfasst, das bezüglich des Erstgenannten rotierend angetrieben werden kann, wobei das innere Schneidwerk mit Schneidelementen mit Schneidkanten versehen ist, während das äußere Schneidwerk mit Haarfangöffnungen versehen ist, die durch Schneidkanten zum Zusammenwirken mit den Schneidkanten der Schneidelemente zum Schneiden von Haaren begrenzt sind, wobei eine Ebene durch die Gesamtheit der Schneidkanten eine Schneidebene definiert und wobei während des Abschneidens eines Haars vom Haar eine Schneidkraft auf das innere Schneidwerk ausgeübt wird, die einen Winkel mit der Schneidebene einschließt, wobei das Rasiergerät ferner mit einer Antriebseinrichtung mit einer Antriebswelle zum Antreiben des inneren Schneidwerks versehen ist, wobei die Antriebseinrichtung während des Abschneidens eines Haars eine Antriebskraft auf das innere Schneidwerk ausübt, während die Antriebswelle in Richtung des äußeren Schneidwerks eine Vorspannkraft ausübt, wobei die Antriebseinrichtung lediglich ein Kupplungselement umfasst, das rotierend angetrieben werden kann und das mit mindestens einer Antriebsfläche versehen ist, wobei die Antriebswelle mit Hilfe des Kupplungselements axial auf dem äußeren Schneidwerk getragen wird und das innere Schneidwerk mit mindestens einer angetriebenen Fläche versehen ist, die mit der Antriebsfläche zusammenwirkt, um in einer zur Antriebsfläche und der angetriebenen Fläche im Wesentlichen senkrechten Richtung die Antriebskraft auf das innere Schneidwerk auszuüben.
Bei einem elektrischen Rasiergerät sollte für ein zufriedenstellendes Ergebnis beim Haareschneiden ein möglichst kleiner so genannter Schneidspalt zwischen den zusammenwirkenden Schneidkanten des inneren und des äußeren Schneidwerks vorhanden sein. Dies wurde bisher in der Praxis so verwirklicht, dass die Antriebswelle zum Antreiben des inneren Schneidwerks auch in Richtung des äußeren Schneidwerks federnd ist. Dadurch liegt das innere Schneidwerk mit einer gewissen Vorspannung am äußeren Schneidwerk an, d. h. die Schneidkanten des inneren Schneidwerks werden mit einer bestimmten Kraft gegen die Schneidkanten des äußeren Schneidwerks gedrückt. Der Schneidspalt ist folglich im Wesentlichen gleich null. Dies ist notwendig, da während des Abschneidens eines Haars das innere Schneidwerk verlangsamt wird und die auftretenden Schneidkräfte eine Richtung aufweisen, die so ist, dass die zusammenwirkenden Schneidkanten dazu neigen, ein wenig auseinandergedrückt zu werden, wodurch ein zu großer Schneidspalt entstehen könnte. Durch die Federkraft des Antriebselements wird verhindert, dass der Spalt zwischen den Schneidkanten während des Schneidens zu groß wird. Folglich ist der Anpressdruck zwischen dem inneren und dem äußeren Schneidwerk während des Abschneidens eines Haars gering und die Reibung entsprechend schwach. In der Zeit, in der keine Haare geschnitten werden, erzeugt die Vorspannkraft jedoch einen vergleichsweise starken Anpressdruck zwischen den zusammenwirkenden Schneidwerken und demgemäß eine vergleichsweise starke Reibung. Tatsächlich nimmt das Haareschneiden während eines normalen Rasiervorgangs weniger als 10% der gesamten Rasierdauer ein. In der restlichen Zeit liegen die Schneidkanten unter dem Federdruck aufeinander auf. Dadurch entsteht über lange Zeit Reibung, die nicht nur zum Verschleiß der Schneidkanten führt, sondern vor allem viel Energie verbraucht. Bei wiederaufladbaren Rasierern bedeutet dies, dass die Batterien häufiger aufgeladen werden müssen. Wiederaufladbare Batterien weisen zudem eine begrenzte Lebensdauer auf und nach einer bestimmten Zeit lassen sich die Batterien nicht mehr ausreichend aufladen, sodass sie ausgetauscht werden müssen. Eine geringere Reibung zwischen den Schneidwerken bedeutet einen geringeren Energieverbrauch des Geräts. Zur Verringerung dieser Reibung wird in der Patentschrift US-A-4,192,065 vorgeschlagen, eine zusätzliche Masse mit dem inneren Schneidwerk zu verbinden, in der Weise, dass die zusätzliche Masse und das innere Schneidwerk in Bezug aufeinander beweglich sind. Die Schneidkraft wird während des Abschneidens eines Haars aus der zusätzlichen Masse gewonnen, wobei die Massenträgheit die Antriebskraft für das innere Schneidwerk bereitstellt. Die Antriebskraft wird durch eine geneigte Kontaktfläche der zusätzlichen Masse oder des inneren Schneidwerks auf das innere Schneidwerk übertragen. Folglich ist die Antriebskraft zur Schneidkraft ungefähr parallel. Die Vorspannkraft kann dann so gewählt werden, dass sie minimal ist. Ein Nachteil dieser Konstruktion besteht darin, dass die Einrichtung zum Antreiben des inneren Schneidwerks in zwei Antriebsteile aufgeteilt ist, d. h. einerseits die Antriebswelle mit ihrem in die rechteckige Öffnung des inneren Schneidwerks passenden rechteckigen Nocken, die in der Zeit die Antriebskraft liefert, in der keine Haare geschnitten werden, und andererseits die zusätzliche Masse, die vom angetriebenen inneren Schneidwerk angetrieben wird und die Antriebskraft während des Abschneidens eines Haars liefert. Ein Nachteil dieser bekannten Konstruktion besteht darin, dass zum Antreiben des inneren Schneidwerks mehrere Bauteile benötigt werden, was die Konstruktion kompliziert macht und einen stärkeren Verschleiß der Bauteile bewirkt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Kraftübertragung von der zusätzlichen Masse auf das innere Schneidwerk während des Haareschneidens einen zeitweilig starken Anpressdruck bewirkt, durch den sich ein hoher Verschleiß ergibt. Noch ein weiterer Nachteil besteht darin, dass der Federdruck, der mindestens nötig ist, um das innere Schneidwerk unmittelbar nach dem Abschneiden eines Haars wieder mit dem äußeren Schneidwerk in Kontakt zu bringen, von der elastischen Antriebswelle bereitgestellt wird.
Die Patentschrift US-A-6,145,200 beschreibt ein Rasiergerät der eingangs erwähnten Art. Bei diesem Gerät übt das Antriebselement während des Betriebs auf das innere Schneidelement eine Kraft ausschließlich zum rotierenden Antreiben des inneren Schneidelements aus, wohingegen das Antriebselement auf das innere Schneidelement keinerlei Axialkraft ausübt. Dazu weist die Kupplungswelle des Antriebselements eine Vielzahl von Kupplungsfingern auf, die zwischen mehrere radiale Speichen des Kupplungselements des inneren Schneidelements greifen. Somit werden die Reibungsverluste zwischen dem inneren und dem äußeren Schneidelement minimiert. Mit Hilfe eines Axiallagers zwischen dem inneren und dem äußeren Schneidelement und eines nach innen gerichteten Rundrings, der das innere Schneidelement relativ zum äußeren Schneidelement in Achsrichtung feststellt, wird zwischen dem inneren Schneidelement und dem äußeren Schneidelement ein kleiner Spalt von 2 bis 10 μm aufrechterhalten. Ein Nachteil besteht jedoch darin, dass während des Abschneidens eines Haars eine höhere Axiallast auf das Axiallager zwischen dem inneren und dem äußeren Schneidelement wirkt. Somit kommt es zu einer stärkeren Reibung im Bereich dieses Axiallagers anstatt zu einer stärkeren Reibung im Bereich der Schneidkanten.
Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, ein Rasiergerät zu schaffen, bei dem die oben erwähnten Nachteile vermieden werden und bei dem der Anpressdruck zwischen den Schneidwerken sowohl während des Haareschneidens als auch in der Zeit, in der keine Haare geschnitten werden, minimal ist.
Das erfindungsgemäße Rasiergerät ist zu diesem Zweck dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsfläche und die angetriebene Fläche ungefähr senkrecht zu der Schneidkraft (F_c) verlaufen, die das Haar (7) auf das innere Schneidwerk (6) ausübt.
In Folge dieser Maßnahmen sind für den Antrieb des inneren Schneidwerks nur wenige Bauteile erforderlich und die Kraftübertragung erfolgt durch Kontaktflächen, wodurch der Anpressdruck gering ist. Die federnde axiale Auflage oder das federnde Axiallager ist nun ausschließlich zwischen der Antriebswelle und dem äußeren Schneidwerk in Kraft, sodass die Federkraft der Antriebswelle keinen Einfluss auf die Reibung zwischen dem inneren und dem äußeren Schneidwerk hat. Die Kraftübertragung vom Kupplungselement auf das innere Schneidwerk erfolgt durch eine oder mehrere zusammenwirkende Antriebsflächen oder angetriebene Flächen in einer im Wesentlichen senkrecht zu diesen Flächen verlaufenden Richtung. Auf diese Art und Weise wird die Kraft, die während des Abschneidens eines Haars auftritt und die Schneidwerke voneinander wegdrückt, durch eine Kraftkomponente der Antriebskraft ausgeglichen. Die Antriebskraft wird während des Abschneidens eines Haars zeitweise größer. Die Antriebskraft ist in der Zeit, in der keine Haare geschnitten werden, vergleichsweise gering. Da die auf das angetriebene innere Schneidwerk ausgeübte Antriebskraft in einem Winkel auf das äußere Schneidwerk gerichtet ist, bewirkt die vergleichsweise geringe Antriebskraft lediglich einen geringen Anpressdruck zwischen den Schneidwerken und folglich eine geringe Reibung.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Rasiergerät mit zusätzlichen Mitteln ausgestattet, die zwischen den Schneidwerken einen geringen Anpressdruck bewirken, um zu verhindern, dass während des Betriebs des Rasiergeräts dennoch ein Schneidspalt entsteht, d. h. sowohl während des Haareschneidens als auch in der Zeit, in der keine Haare geschnitten werden. Folglich liegt das innere Schneidwerk immer auf dem äußeren Schneidwerk auf. Ein weiterer Vorteil eines geringen Anpressdrucks zwischen den Schneidwerken besteht darin, dass dieser Kontakt einen selbstschärfenden Effekt der Schneidkanten bewirkt, sodass sich das Schneidsystem an den Verschleiß anpasst, d. h. dass die Schneidwerke auch im Falle des Verschleißens der Schneidwerke, insbesondere des inneren Schneidwerks, miteinander in Kontakt bleiben.
Eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rasiergeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsfläche und die damit zusammenwirkende angetriebene Fläche einander entsprechende Schrägen aufweisen. Schräge Flächen bleiben, auch wenn die Schneidwerke in Achsrichtung voneinander weggedrückt werden, vollständig in Kontakt miteinander, sodass der Flächendruck gering bleibt.
Eine praktische Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rasiergeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass das innere Schneidwerk einen Träger für die Schneidelemente aufweist, wobei der Träger mit den angetriebenen Flächen versehen ist; dass ein mit diesem Träger verbundenes Kupplungselement vorhanden ist, wobei der Träger bezüglich des Kupplungselements in Achsrichtung bewegt werden kann, während das Kupplungselement mit der Antriebswelle verbunden sein kann und mit den Antriebsflächen versehen ist; und dass die Mittel, die zum Erzielen eines geringen Anpressdrucks zwischen den Schneidwerken dienen, sich zwischen dem Träger und dem Kupplungselement befinden.
Eine weitere Ausführungsform des oben erwähnten Rasiergeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel durch mindestens eine Druckfeder gebildet sind.
Eine weitere Ausführungsform des oben erwähnten Rasiergeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel durch Fliehkraftelemente, beispielsweise Kugeln, gebildet sind, die von einer Andruckfläche des Trägers und einer radial nach außen und schräg zum Träger gerichteten Fläche des Kupplungselements eingeschlossen sind. Die Drehbewegung bewirkt, dass auf die Kugeln eine Fliehkraft ausgeübt wird. Durch die geneigte Fläche werden die Kugeln sowohl radial nach außen als auch in Richtung zum Träger gedrückt, wodurch das innere Schneidwerk gegen das äußere Schneidwerk gedrückt wird. Durch diesen Anpressdruck sollen die Schneidkanten der Schneidwerke in der Zeit, in der keine Haare geschnitten werden, mit einer geringen Kraft aneinander gehalten werden, während zwischen den Schneidwerken lediglich eine geringe Reibung entsteht.
In dem Moment, wenn eine Schneidkante des angetriebenen Schneidwerks auf ein Haar trifft, erhöht sich die Schneidkraft, da mit dieser Schneidkraft das Haar durchgeschnitten werden soll. Unmittelbar nachdem das Haar abgetrennt wurde, schnellt das Schneidelement und folglich das Schneidwerk über eine kurze Strecke nach vorn und löst sich damit für kurze Zeit vom Antriebselement. Mit anderen Worten, die angetriebene Fläche löst sich in tangentialer Richtung gesehen von der Antriebsfläche. Das angetriebene innere Schneidwerk erfährt dann in Richtung des äußeren Schneidwerks bis zu dem Moment, in dem die Flächen sich wieder berühren, keine Kraft, was ein paar Millisekunden dauern kann. Wenn mit dem inneren Schneidwerk während dieses Zeitraums ein weiteres Haar abgeschnitten werden soll, würde aufgrund der auftretenden Schneidkraft ein Schneidspalt zwischen den Schneidwerken entstehen, da keine Gegenkraft vorhanden ist.
Die Kraft der oben erwähnten Kugeln ist zu gering, um dies zu verhindern. Um dieses Vorschnellen des angetriebenen Schneidwerks zu verhindern, muss die Bewegung des Schneidwerks unmittelbar nach dem Abschneiden eines Haars gedämpft werden. Das Rasiergerät ist zu diesem Zweck dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement mit einem Nocken versehen ist und die Andruckfläche des Trägers in einer der Antriebsrichtung entgegengesetzten Blickrichtung schräg zum Kupplungselement ausgerichtet ist, sodass die Kugel von dem Nocken und der geneigten Andruckfläche eingeschlossen ist. Unmittelbar nach dem Durchschneiden eines Haars sollte sich die Kugel nach oben gegen diesen geneigten Abschnitt der Andruckfläche bewegen, was nur dann möglich ist, wenn sich die Kugel radial nach innen bewegen kann. Die auf die Kugel wirkende Fliehkraft verhindert dies jedoch. Die Kugel bleibt folglich am Nocken liegen, sodass die Antriebsfläche weiter an der angetriebenen Fläche liegt.
Noch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rasiergeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel, die zum Erzielen eines geringen Anpressdrucks zwischen den Schneidwerken dienen, eine Feder umfassen, die zwischen dem Kupplungselement und dem inneren Schneidwerk eine Drehmomentwirkung verursacht, wodurch die schräge Antriebsfläche gegen die mit ihr zusammenwirkende schräge angetriebene Fläche gehalten wird. Durch das Drehmoment werden die Antriebsflächen auch in der Zeit gegen die angetriebenen Flächen gehalten, in der keine Haare geschnitten werden. Durch die schräge Form der Flächen ist sichergestellt, dass auf das innere Schneidwerk eine geringe Kraft in Richtung auf das äußere Schneidwerk ausgeübt wird, sodass zwischen den Schneidelementen der Schneidwerke immer ein geringer Anpressdruck bestehen bleibt.
Die Erfindung wird anhand der in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsform im Folgenden ausführlicher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Rasiergeräts mit drei Schneideinheiten,
2 und 3 eine schematische Darstellung der Kräfte, die während des Abschneidens eines Haars und in Zeiten, in denen keine Haare geschnitten werden, auf das innere Schneidwerk ausgeübt werden,
4 eine schematische Darstellung eines Beispiels für den Antrieb eines inneren Schneidwerks eines erfindungsgemäßen Rasiergeräts mit Rotationsscherköpfen,
5 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer ersten Ausführungsform des Antriebs eines inneren Schneidwerks eines erfindungsgemäßen Rasiergeräts mit Rotationsscherköpfen,
6 einen Aufriss des Antriebs des inneren Schneidwerks aus 5 als Explosionsdarstellung,
7 eine perspektivische Ansicht der Unterseite der Kupplungshülse aus 5,
8 eine Querschnittansicht des Antriebs aus 5,
9 eine schematische zweidimensionale Darstellung des Antriebs aus 8 entlang der Linie IX-IX,
10a bis 10g perspektivische Explosionsdarstellungen einer zweiten Ausführungsform des Antriebs eines inneren Schneidwerks eines erfindungsgemäßen Rasiergeräts mit Rotationsscherköpfen,
11 eine Querschnittansicht des Antriebs des inneren Schneidwerks aus 10, und
12 eine schematische zweidimensionale Darstellung des Antriebs aus 4 entlang der Linie 12-12.
Übereinstimmende Bauteile haben in der Beschreibung der folgenden Ausführungsformen dieselben Bezugszeichen.
1 zeigt ein Rasiergerät mit Rotationsscherköpfen mit einem Gehäuse 1 und einem Scherkopfhalter 2, der vom Gehäuse abgenommen werden kann und/oder klappbar am Gehäuse angebracht ist. Im Scherkopfhalter befinden sich drei auch als Scherköpfe bezeichnete Schneideinheiten 3, die jeweils ein äußeres Schneidwerk 4 mit Haarfangöffnungen 5 und ein inneres Schneidwerk 6 umfassen, das bezüglich des äußeren Schneidwerks rotierend angetrieben werden kann. Die inneren Schneidwerke werden auf bekannte Weise von einem (nicht dargestellten) Motor im Gehäuse des Rasiergeräts angetrieben.
2 zeigt die Kräfte, die während des Abschneidens eines aus einer Haarfangöffnung 5 des äußeren Schneidwerks 4 vorstehenden Haars 7 auftreten. Die Ränder der Haarfangöffnungen sind mit den Schneidkanten 8 versehen. Das Bezugszeichen 9 bezeichnet ein Schneidelement des angetriebenen inneren Schneidwerks 6. Jedes Schneidelement 9 weist eine Schneidkante 10 auf, die mit der Schneidkante 8 des äußeren, für gewöhnlich feststehenden Schneidwerks 4 zusammenwirkt. Die Ebene durch die Gesamtheit der Schneidkanten ist als die Schneidebene C_s definiert. Dabei handelt es sich um die Ebene, in der das Haar durchgeschnitten werden soll. Die Bewegung des Schneidelements 9 wird durch den Pfeil M angezeigt und verläuft parallel zur Schneidebene C_s. Das Schneidelement 9 wird durch ein mit einer Antriebsfläche 12 versehenes Kupplungselement 11 angetrieben. Das Schneidelement 9 weist eine angetriebene Fläche 13 auf, die mit der Antriebsfläche 12 zusammenwirkt. Der Antrieb ist schematisch dargestellt. Bei einer praktischen Ausführungsform treibt ein Kupplungselement gewöhnlich nicht jedes Schneidelement einzeln an, sondern es treibt stattdessen das gesamte innere Schneidwerk 6 an, wie anhand weiterer Beispiele im Folgenden ersichtlich wird.
Wenn eine Schneidkante 8 eines Schneidwerks gegen ein Haar 7 stößt, um es durchzuschneiden, übt das Haar auf das Schneidelement eine Kraft F_R aus, wobei diese Kraft mit der Schneidfläche C_s einen Winkel α einschließt und eine derartige Richtung aufweist, dass das Schneidelement des äußeren Schneidwerks 4 weggedrückt wird (in die negative y-Richtung). Die Kraftkomponente in y-Richtung ist mit dem Bezugszeichen F_Ry versehen. Ohne weitere Maßnahmen würde dadurch beim Schneiden ein Schneidspalt C_G entstehen, der für den Schneidvorgang nachteilig ist, da die Schneidkräfte zunehmen und am Haar außerdem unangenehm gezogen werden würde, insbesondere wenn der Spalt zu groß wird. Erfindungsgemäß ist die Richtung der vom Kupplungselement 11 auf das Schneidelement 9 ausgeübten Antriebskraft F_D ungefähr parallel zur Richtung der vom Haar 7 auf das Schneidelement 9 ausgeübten Kraft F_R. Diese Antriebskraft F_D ist folglich senkrecht zur Antriebsfläche 12 und zur angetriebenen Fläche 13 und schließt ebenfalls ungefähr einen Winkel α mit der Schneidfläche C_s ein. Die mit dem Pfeil F_Dy angegebene Komponente der Antriebskraft F_D in y-Richtung gleicht nun die Kraft F_Ry aus, sodass die Schneidkanten 8, 10 der Schneidwerke 4, 6 möglichst nah beieinander bleiben und beim Schneiden kein oder höchstens ein sehr kleiner Schneidspalt C_s entsteht.
3 zeigt, welche Kräfte in der Zeit, in der keine Haare geschnitten werden, auf das innere Schneidwerk wirken. Folglich ist keine Reaktionskraft eines Haars auf das Schneidelement 9 vorhanden. Die vom Kupplungselement 11 auf das Schneidelement 9 ausgeübte Kraft F_D zur Bewegung des Schneidelements in Richtung M ist nur gering. Es sind hauptsächlich Reibungskräfte, die überwunden werden müssen. Das heißt, dass auch die Komponente F_Dy der Antriebskraft in y-Richtung gering ist, d. h. dass das Schneidelement 9 mit geringer Kraft in Richtung des äußeren Schneidwerks 4 gedrückt wird. Die senkrechte Kraft F_N zwischen dem inneren Schneidelement 9 und dem äußeren Schneid werk 4 ist folglich ebenfalls gering und somit wird auch die Reibungskraft F_F gering. Somit wird durch die Erfindung erreicht, dass die Reibung zwischen den Schneidwerken sowohl während des Abschneidens eines Haars als auch in der Zeit, in der keine Haare geschnitten werden, möglichst gering ist. Die oben beschriebene Situation gilt nicht nur für Rasiergeräte mit rotierenden Schneidelementen, sondern auch für Rasiergeräte mit sich hin- und herbewegenden Schneidelementen. Die Richtung der Reaktionskraft F_R, d. h. der Winkel α, hängt unter anderem vom Keilwinkel β des Schneidelements 9 ab. Der Keilwinkel ist der von der Schneidfläche C_s und der in Blickrichtung der Bewegung M liegenden vorderen Fläche 9a des Schneidelements 9 eingeschlossene Winkel. Der Keilwinkel β liegt bei einem Rasiergerät mit Rotationsscherköpfen zwischen 40° und 50° und der Winkel α im Schnitt zwischen 17,5° und 20°. Bei Rasiergeräten mit sich hin- und herbewegenden Schneidelementen beträgt der Keilwinkel β 90° oder beinahe 90°, wodurch der Winkel α viel größer wird.
4 zeigt eine schematische Darstellung einer einfachen Ausführungsform des Rotationsantriebs eines Rasiergeräts. Ein rotierend angetriebenes inneres Schneidwerk 6 ist aus einem mit einer mittigen Kupplungshülse 15 und mehreren Schneidelementen 9 mit Schneidkanten 10 versehenen kreisförmigen Träger 14 aufgebaut. Das äußere Schneidwerk 4 weist die Form einer kreisförmigen Kappe mit einer U-förmigen Nut 16 und vielen Lamellen 17 auf, die sich ungefähr in radiale Richtung erstrecken (siehe auch 1 und 2). Zwischen den Lamellen befinden sich die von den Schneidkanten 8 der Lamellen begrenzten schlitzartigen Haarfangöffnungen 5. Das innere Schneidwerk 6 ist derart im kappenförmigen äußeren Schneidwerk 4 angeordnet, dass die Schneidelemente 9 in der Nut 16 liegen und die Schneidkanten 8 und 10 miteinander zusammenwirken. Das innere Schneidwerk wird von einer mit einem Kupplungselement 11 versehenen Antriebswelle 18 angetrieben. Dieses Antriebselement weist mehrere schräge Flächen 12 auf, die mit ähnlichen schrägen angetriebenen Flächen 13 der Kupplungshülse 15 des inneren Schneidelements 9 in Kontakt sind. Durch die schräge Form dieser Flächen wird eine Antriebskraft F_D auf das innere Schneidwerk ausgeübt, wobei diese Kraft einen Winkel α mit der Schneidfläche C_s bildet und eine derartige Richtung aufweist, dass das innere Schneidwerk 6 in Richtung des äußeren Schneidwerks 4 bewegt wird. Tatsächlich übt das Kupplungselement 11 auf das Schneidwerk 6 ein Drehmoment aus, wobei F_D die Kupplungskräfte darstellt, die eine tangentiale Richtung aufweisen und mit der Schneidfläche C_s einen Winkel α bilden. Das Kupplungselement 11 wird axial auf dem äußeren Schneidwerk 4 getragen und ist da für mit einer Auflagefläche 32 versehen, während das äußere Schneidwerk eine gegenüberliegende Auflagefläche 33 aufweist.
Es wird deutlich sein, dass die von einem zu schneidenden Haar auf das Schneidelement ausgeübte Reaktionskraft F_R während des Abschneidens dieses Haars nicht immer dieselbe ist, sondern sich in Abhängigkeit unter anderem von der Haarart und Schärfe der Schneidkanten ein wenig ändert. Es ist ebenfalls notwendig, nicht nur beim Abschneiden eines Haars, sondern auch in der Zeit, in der keine Haare geschnitten werden, möglichst zu vermeiden, dass ein Schneidspalt C_G entsteht. Es ist daher wichtig, dass das innere Schneidwerk 6 dennoch mit geringer Kraft in die Richtung (y-Richtung) des äußeren Schneidwerks 4 gedrückt wird. Dafür ist zwischen einer Druckplatte 20 des Antriebselements 18 und der Hülse 15 des inneren Schneidwerks in dem Beispiel aus 4 eine Feder 19 vorgesehen, die auf das innere Schneidwerk einen geringen Federdruck ausübt. Diese Kraft ist in 3 durch den Pfeil F_y angegeben.
Ein praktischeres Beispiel für einen Rotationsantrieb des inneren Schneidwerks ist in 5 bis 7 dargestellt. Das innere Schneidwerk 6 weist mehrere Schneidelemente 9 auf. Das Schneidwerk ist an einer kreisförmigen Trägerscheibe 14 befestigt. In einer mittigen Öffnung 21 der Trägerscheibe ist eine Kupplungshülse 15 aus Kunstharz befestigt. Ein Antriebselement in Form einer Antriebswelle 18 wird von einem (nicht dargestellten) Motor rotierend angetrieben. Die Antriebswelle 18 weist einen Kupplungsprofilkopf 22 auf. Zwischen der Antriebswelle 18 und der Kupplungshülse 15 befindet sich ein Kupplungselement 11 zum Antreiben des inneren Schneidwerks 6. Das Kupplungselement wird axial auf dem äußeren Schneidwerk 4 getragen und ist dafür mit einer Auflagefläche 32 versehen, während das äußere Schneidwerk eine gegenüberliegende Auflagefläche 33 aufweist (siehe 8). Das Kupplungselement ist mit einer Profilvertiefung 24 ausgestattet, in die der Kupplungskopf 22 passt. Das Kupplungselement wird so von der Antriebswelle rotierend angetrieben. Das Kupplungselement 11 wird mittels hakenartiger Schnappverbindungen 25 an der Unterseite der Kupplungshülse 15/des inneren Schneidwerks 6 befestigt. Das in gewisser Weise tassenförmige Kupplungselement 11 weist drei die Antriebselemente bildende Erhebungen 23 auf. Jede Erhebung 23 hat eine schräge Antriebsfläche 12. Die Kupplungshülse 15 ist ebenfalls mit drei Erhebungen 26 versehen. Diese Erhebungen sind in 7 deutlich zu sehen, in der die Unterseite der Kupplungshülse 15 dargestellt ist. Jede Erhebung weist eine angetriebene Fläche 13 auf. Jede Antriebsfläche 12 wirkt mit einer entsprechenden angetriebenen Fläche 13 zusammen. Die Flächen 12 und 13 haben zusammenpassende Schrägen. Wird das Kupplungselement 11 von der Antriebswelle 18 in der Drehrichtung M angetrieben, so führen die antreibenden Erhebungen 23 die entsprechenden Erhebungen 26 der Kupplungshülse 15 mit und treiben dadurch das innere Schneidwerk 6 rotierend an. Die schrägen Antriebsflächen 12 liegen währenddessen an den zugehörigen schrägen angetriebenen Flächen 13 an (siehe 9). Die Kraftübertragung erfolgt senkrecht zu den jeweiligen Flächen, wie der Pfeil F_D anzeigt, und ist ungefähr parallel zu der vom Haar 7 während des Abtrennens des Haars auf das Schneidelement 9 und folglich auf das innere Schneidwerk 6 ausgeübten Reaktionskraft F_R.
Zwischen dem Kupplungselement 11 und der Kupplungshülse 15 befinden sich drei gleichmäßig über den Kreisumfang verteilte Kugeln. Die Kugeln 27 befinden sich jeweils in einer Kammer 28 zwischen den Erhebungen 26 und sind von einer geneigten Fläche 29 des Kupplungselements 11 und einer Fläche 30 der Kupplungshülse 15 eingeschlossen (siehe 8). Drehen sich das Kupplungselement und die Kupplungshülse zusammen mit dem inneren Schneidwerk, so werden die Kugeln 27 durch die Fliehkraft radial nach außen gegen die geneigte Fläche 29 gedrückt. Dadurch werden die Kugeln auch nach oben gegen die Fläche 30 der Kupplungshülse 15 gedrückt, wodurch das innere Schneidwerk 6 nach oben gegen das äußere Schneidwerk 4 gedrückt wird (siehe 8). Diese Kraft F_y ist nur gering und dient dazu, sicherzustellen, dass die Schneidkanten der Schneidwerke in der Zeit, in der keine Haare geschnitten werden, weiterhin aneinander liegen. Die Reibung zwischen den Schneidwerken 4 und 6 ist nur gering.
In der Zeit, in der keine Haare geschnitten werden, ist die Antriebskraft F_D nur gering. Diese Kraft (bei Rasiergeräten mit Rotationsscherköpfen genau genommen ein Drehmoment) dient lediglich dazu, die Drehbewegung des inneren Schneidwerks aufrechtzuerhalten und die geringe Reibung zwischen den Schneidwerken zu überwinden. Die Antriebskraft F_D nimmt während des Abschneidens eines Haars zu. Das innere Schneidwerk erfährt dann eine größere Kraft F_D und verhält sich, als wäre es vorgespannt. In dem Augenblick, in dem das Haar durchgeschnitten wird, verschwindet die vom Haar auf das innere Schneidwerk (Schneidelement) ausgeübte Reaktionskraft F_R, wodurch das Schneidwerk aufgrund der Antriebskraft F_D vorschnellt und dazu neigt, sich von seinem Antrieb zu lösen, d. h. die angetriebene Fläche 13 löst sich von der Antriebsfläche 12. In diesem Moment ist außer der geringen Fliehkraft der Kugeln keine Kraft mehr vorhanden, durch die die Schneidwerke 4 und 6 aneinander gehalten werden. Dies ist unerwünscht, da möglicherweise unmittelbar danach wieder ein Haar abgeschnitten werden soll, wodurch ein Schneid spalt C_G entstehen könnte. Um dies zu verhindern, ist die Fläche 30 der Kupplungshülse 15, an der die Kugel 27 anliegt, bezüglich der Bewegungsrichtung M – in einer der Bewegungsrichtung M entgegengesetzten Richtung gesehen – etwas geneigt (um ungefähr 10°). Die Kugel 27 befindet sich zwischen dem nockenartigen Antriebselement 11 und der geneigten Fläche 30. Wie oben erklärt wurde, neigt die Kupplungshülse 15 (mit dem Schneidwerk 6) in dem Moment, in dem ein Haar durchgeschnitten wurde, dazu, in Bezug auf das Kupplungselement 11 und auch auf die Kugel 27 vorzuschnellen. Die geneigte Fläche 30 sollte sich nun nach oben gegen die Kugel 27 bewegen, während der Abstand zwischen der Fläche 29 und der geneigte Fläche 30 kleiner wird, d. h. kleiner als der Kugeldurchmesser. Die Kugel könnte sich zwar radial nach innen und nach unten bewegen (siehe 9), die auf die Kugel ausgeübte Fliehkraft verhindert dies aber. Die Kugel liegt weiter am Antriebselement 11 an und verhindert dadurch, dass die Kupplungshülse 15 mit dem Schneidwerk vorschnellt. Die Antriebsflächen 12 bleiben somit weiterhin gegen die entsprechenden angetriebenen Flächen 13 gedrückt, sodass das innere Schneidwerk weiter am äußeren Schneidwerk anliegt. Unmittelbar nach dem Durchschneiden eines Haars wird kein Schneidspalt vorhanden sein.
Ein weiteres praktisches Beispiel für einen Rotationsantrieb des inneren Schneidwerks ist in 10 bis 12 dargestellt. Bauteile, die denen des Beispiels von 5 bis 9 ähneln, wurden mit denselben Bezugszeichen versehen. Das innere Schneidwerk 6 (10a) weist mehrere Schneidelemente 9 auf. Das Schneidwerk ist an einer kreisförmigen Trägerscheibe 14 (10c) befestigt. In einer mittigen Öffnung 21 der Trägerscheibe ist eine Kupplungshülse 15 aus Kunstharz befestigt. Ein Antriebselement in Form einer Antriebswelle 18 (10e) wird von einem (nicht dargestellten) Motor rotierend angetrieben. Die Antriebswelle 18 weist einen Kupplungsprofilkopf 22 auf. Zwischen der Antriebswelle 18 und der Kupplungshülse 15 befindet sich ein Kupplungselement 11 (10d) zum Antreiben des inneren Schneidwerks 6. Das Kupplungselement wird axial auf dem äußeren Schneidwerk 4 getragen und ist dafür mit einer Auflagefläche 32 versehen, während das äußere Schneidwerk eine gegenüberliegende Auflagefläche 33 aufweist (siehe 11). Das Kupplungselement ist mit einer Profilvertiefung 24 versehen, in die der Kupplungskopf 22 passt. Das Kupplungselement wird so von der Antriebswelle rotierend angetrieben. Das in gewisser Weise tassenförmige Kupplungselement 11 ist in seinem Inneren mit drei die Antriebselemente bildenden Erhebungen 23 versehen. 10f zeigt das Innere des Kupplungselements 11, d. h. 10f entspricht der umgekehrt dargestellten 10d. Jede Erhebung 23 hat eine schräge Antriebsfläche 12. Die Kupplungshülse 15 (10c) weist ebenfalls drei Erhebungen 26 auf. Jede Erhebung hat eine angetriebene Fläche 13. Jede Antriebsfläche 12 des Kupplungselements 11 wirkt mit einer zugehörigen angetriebenen Fläche 13 der Kupplungshülse 15 zusammen. Die Flächen 12 und 13 weisen zusammenpassende Schrägen auf. Wird das Kupplungselement 11 von der Antriebswelle 18 in der Drehrichtung M angetrieben, so führen die antreibenden Erhebungen 23 die entsprechenden Erhebungen 26 der Kupplungshülse 15 mit und treiben dadurch das innere Schneidwerk 6 rotierend an. Die schrägen Antriebsflächen 12 liegen währenddessen an den zugehörigen schrägen angetriebenen Flächen 13 an (siehe auch 12). Die Kraftübertragung erfolgt senkrecht zu den Flächen, wie der Pfeil F_D anzeigt, und ist ungefähr parallel zu der vom Haar 7 während des Durchschneidens des Haars auf das Schneidelement 9 und folglich auf das innere Schneidwerk 6 ausgeübten Gegenkraft F_R.
In der Zeit, in der keine Haare geschnitten werden, ist die Antriebskraft F_D nur gering. Diese Kraft (bei Rasiergerät mit Rotationsscherköpfen genau genommen ein Drehmoment) dient lediglich dazu, die Drehbewegung des inneren Schneidwerks aufrechtzuerhalten und die geringe Reibung zwischen den Schneidwerken zu überwinden. Die Antriebskraft F_D nimmt während des Abschneidens eines Haars zu. Das innere Schneidwerk erfährt dann eine größere Kraft F_D und verhält sich, als wäre es vorgespannt. In dem Augenblick, in dem das Haar durchgeschnitten wurde, verschwindet die vom Haar auf das innere Schneidwerk (Schneidelement) ausgeübte Reaktionskraft F_R, sodass das Schneidwerk aufgrund der Antriebskraft F_D vorschnellt und dazu neigt, sich von seinem Antrieb zu lösen, wodurch sich die angetriebene Fläche 13 von der Antriebsfläche 12 löst. In diesem Moment ist keine Kraft mehr vorhanden, durch die die Schneidkanten 8 und 10 der Schneidwerke 4 und 6 aneinander gehalten werden. Dies ist unerwünscht, da möglicherweise unmittelbar danach wieder ein Haar abgeschnitten werden soll, wodurch ein Schneidspalt C_G entstehen könnte. Um dies zu verhindern, üben federnde Elemente auf das Kupplungselement 11 ein Drehmoment aus, wodurch die Antriebsflächen 12 des Kupplungselements 11 weiter an den mit ihnen zusammenwirkenden angetriebenen Flächen 13 der Kupplungshülse 15 anliegen. Das innere Schneidwerk 6 ist zu diesem Zweck mit einer ringförmigen Platte 34 versehen, von der aus drei Lamellenfedern 35 weggebogen sind (10b). Die ringförmige Platte 34 befindet sich zwischen der scheibenförmigen Platte 36, an der die Schneidelemente 9 ausgeformt sind (10a), und dem Träger 14 mit der Kupplungshülse 15 (10c). Die Lamellenfedern 35 ragen durch Öffnungen 37 der Kupplungshülse 15 durch, wie in 10c durch eine Strichlinie angezeigt. Das Kupplungselement 11 ist mit drei Zapfen 38 versehen (10f), die mit den drei Lamellenfedern 35 zusammenwirken. 10g zeigt die Anordnung der ringförmigen Platte 34, des Trägers 14 und des Kupplungselements 11 in einer Situation, in der diese Bauteile im Vergleich zu 10b, 10c und 10d umgekehrt dargestellt sind. 10g zeigt deutlich, dass jedes Ende 35a der Lamellenfedern 35 in Kontakt mit einem Zapfen 38 ist. Dieser Kontakt wird durch eine bestimmte geringe Vorspannung erzielt, wie auch in 12 dargestellt. Diese Vorspannung übt auf das Kupplungselement 11 in der Antriebsrichtung M ein Drehmoment aus. Die Antriebsfläche 12 wird dadurch gegen die passende angetriebene Fläche 13 gedrückt. Die Antriebsfläche 12 liegt auch unmittelbar nach dem Abschneiden eines Haars weiterhin an der angetriebenen Fläche 13 an. Da diese Flächen 12 und 13 schräg sind, wird folglich auch eine geringe Kraft F_y in Richtung des äußeren Schneidwerks 4 auf das innere Schneidwerk 6 ausgeübt. Dadurch wird erreicht, dass die Schneidelemente 9 und 17 auch unmittelbar nach dem Abschneiden eines Haars miteinander in Kontakt bleiben, sodass kein Schneidspalt entsteht. Es ist offensichtlich auch möglich, dass die Zapfen und Erhebungen 38 und 23 ein einteiliges Ganzes sein können, d. h. dass die Lamellenfeder 35 direkt auf der Erhebung 23 aufliegt. Die Lamellenfedern 35 haben somit dieselbe Funktion wie die Fliehkraftwirkung der Kugeln 27 bei der oben beschriebenen (und in 8 und 9 dargestellten) Ausführungsform.
Ein solches Rasiergerät kann auch mit einem wie in der US-Patentschrift 4,545,120 beschriebenen Haarziehelement ausgestattet sein. Ein Haarziehelement umfasst mehrere elastische Haarziehelemente, die mit den Schneidelementen derart zusammenwirken, dass ein Haarziehelement das Haar zuerst ein kurzes Stück hochzieht und das Schneidelement erst dann das Haar durchschneidet. Das Haar wird dadurch näher an der Haut abgeschnitten. Ein solches Haarziehelement kann auf einfache Art und Weise in die ringförmige Platte 34 integriert werden. In 10b ist ein solches Haarziehelement 39 durch eine gestrichelte Linie dargestellt. 12 zeigt auch ein Haarziehelement 39, das von der ringförmigen Platte 34 weggebogen ist.

Claims

Rasiergerät mit einem Gehäuse (1) und mindestens einer Schneideinheit (3), die bezüglich des Gehäuses schwenkbar und federnd nach innen gedrückt werden kann und die ein äußeres Schneidwerk (4) und ein inneres Schneidwerk (6) umfasst, das bezüglich des Erstgenannten rotierend angetrieben werden kann, wobei das innere Schneidwerk mit Schneidelementen (9) mit Schneidkanten (10) versehen ist, während das äußere Schneidwerk mit Haarfangöffnungen (5) versehen ist, die durch Schneidkanten (8) zum Zusammenwirken mit den Schneidkanten der Schneidelemente zum Schneiden von Haaren (7) begrenzt sind, wobei eine Ebene durch die Gesamtheit der Schneidkanten (8, 10) eine Schneidebene (C_s) definiert und wobei während des Abschneidens eines Haars vom Haar eine Schneidkraft (F_c) auf das innere Schneidwerk ausgeübt wird, die einen Winkel (α) mit der Schneidebene einschließt, wobei das Rasiergerät ferner mit einer Antriebseinrichtung mit einer Antriebswelle (18) zum Antreiben des inneren Schneidwerks versehen ist, wobei die Antriebseinrichtung während des Abschneidens eines Haars eine Antriebskraft (F_D) auf das innere Schneidwerk ausübt, während die Antriebswelle in Richtung (y) des äußeren Schneidwerks eine Vorspannkraft ausübt, wobei die Antriebseinrichtung lediglich ein Kupplungselement (11) umfasst, das rotierend angetrieben werden kann und das mit mindestens einer Antriebsfläche (12) versehen ist, wobei die Antriebswelle (18) mit Hilfe des Kupplungselements axial auf dem äußeren Schneidwerk (4) getragen wird und das innere Schneidwerk (6) mit mindestens einer angetriebenen Fläche (13) versehen ist, die mit der Antriebsfläche zusammenwirkt, um in einer zur Antriebsfläche und der angetriebenen Fläche im Wesentlichen senkrechten Richtung die Antriebskraft (F_D) auf das innere Schneidwerk auszuüben, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsfläche (12) und die angetriebene Fläche (13) ungefähr senkrecht zur Schneidkraft (F_c) verlaufen, die das Haar (7) auf das innere Schneidwerk (6) ausübt.
Rasiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (19, 27, 35) zum Erzielen eines geringen Anpressdrucks zwischen den Schneidwerken (4, 6) vor handen sind.
Rasiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsfläche (12) und die damit zusammenwirkende angetriebene Fläche (13) einander entsprechende Schrägen aufweisen.
Rasiergerät nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass – das innere Schneidwerk (6) einen Träger (14) für die Schneidelemente (9) aufweist, wobei der Träger mit den angetriebenen Flächen (13) versehen ist, – der Träger (y) bezüglich des Kupplungselements (11) in Achsrichtung (y) bewegt werden kann, während das Kupplungselement mit der Antriebswelle (18) verbunden sein kann und mit den Antriebsflächen (12) versehen ist, und – die Mittel (19, 27, 35) zum Erzielen des geringen Anpressdrucks zwischen den Schneidwerken (4, 6) sich zwischen dem Träger und dem Kupplungselement befinden.
Rasiergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel durch mindestens eine Druckfeder (19) gebildet sind.
Rasiergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel durch Fliehkraftelemente (27) gebildet sind, die von einer Andruckfläche (30) des Trägers (14) und einer radial nach außen und schräg zum Träger gerichteten Fläche (29) des Kupplungselements (11) eingeschlossen sind.
Rasiergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (11) mit einem Nocken (29) versehen ist und die Andruckfläche (30) des Trägers (14) in einer der Antriebsrichtung (M) entgegengesetzten Blickrichtung schräg zum Kupplungselement ausgerichtet ist, sodass die Fliehkraftelemente (27) von dem Nocken und der geneigten Andruckfläche eingeschlossen sind.
Rasiergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Erzielen eines geringen Anpressdrucks eine Feder (35) umfassen, die zwischen dem Kupplungselement (11) und dem inneren Schneidwerk (6) ein Drehmoment bewirkt, wodurch die schräge Antriebsfläche (12) gegen die damit zusammenwirkende schräge angetriebene Fläche (13) gehalten wird.
Rasiergerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder eine in Achsrichtung von einer Platte (34) weggebogene Lamellenfeder (35) ist, wobei die Platte am inneren Schneidwerk (6) befestigt ist.
Rasiergerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (34) kreisförmig ist und Haarziehelemente (39) an ihrem Umfang aufweist, wobei jedes derartige Element an einem zugehörigen Schneidelement (9) – in Antriebsrichtung (M) gesehen vor dem Schneidelement – anliegt.