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Elektrischer Schwingankermotor für Rasiergeräte Es ist bekanntlich
vorteilhaft, der Klinge eines Rasiergeräts eine schwingende Bewegung zu erteilen,
die im wesentlichen parallel zur Schneidkante der Klinge verläuft.
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Die meisten Vorrichtungen zur Erreichung dieses Zweckes sind so beschaffen,
daß sich die Schneidklinge parallel zur Schneidkante bewegt und zwischen der Klinge
und ihrem Träger eine gleitende Reibung erfolgt. Zur Überwindung dieser Reibung
bedarf es eines verhältnismäßig kräftigen Antriebsmotors. Außerdem verursacht die
natürliche Abnutzung an den Flächen des Klingenträgers ein unbefriedigendes Arbeiten
des Rasiergeräts.
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Bei einer anderen bekannten Gruppe von Rasiergeräten werden sowohl
die Klinge als auch der mit der Klinge fest verbundene Klingenträger durch Reaktionskräfte
in Schwingungen versetzt. Zu diesem Zweck ist der die Schwingungen erzeugende Anker
eines elektromagnetischen Schwingankermotors in einem mit der Rasierklinge verbundenen
Gehäuse angeordnet. Auf diese letztere Gruppe von Rasiergeräten bezieht sich die
Erfindung.
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Für ein gegebenes Gesamtgewicht der Rasiervorrichtung wird die Höchstleistung
der Reaktionswirkung dann erreicht, wenn die Masse des Schwingankers mindestens
halb so groß ist wie die Masse der -durch Reaktionswirkung in Schwingungen zu versetzenden
Teile. In der Praxis ist es zwar nicht möglich, diese Gleichheit völlig zu erreichen,
aber sie soll soweit wie möglich angestrebt werden. Es ist schon vorgeschlagen worden,
bei solchen Reaktionsvorrichtungen die Wicklung des elektromagnetischen Schwingankermotors
auf dem Anker anzubringen. Dies hat die erwünschte Wirkung, daß die Masse des Ankers
im Verhältnis zu derjenigen des mit der Schneidklinge verbundenen Gehäuses vergrößert
werden kann. Aber in dieser bekannten Vorrichtung ist der Anker an seinem einen
Ende im Handgriff mittels einer Feder elastisch eingespannt. Diese Anordnung hat
den :.\ achteil, daß zur Verhütung des Einflusses der Lage, in welcher sich die
Vorrichtung befindet, eine verhältnismäßig starke Feder angewendet werden muß und
daß deshalb die Anwendung größerer Antriebsenergie erforderlich ist. Es hat sich
auch herausgestellt, daß die Art der Schwingungen, welche infolge - einer verhältnismäßig
wenig elastischen Feder annähernd der Sinuskurve entspricht, nicht die für die Schneidwirkung
günstigste ist. Es hat sich vielmehr herausgestellt, daß die beste . Schneidwirkung
dann erreicht wird, wenn die Schwingungen ruckartig und von hoher Frequenz
sind
und wenn sie den Haaren und der Haut keine Gelegenheit lassen, nachzugeben. Denn
wenn die Schneidklinge schnell und ruckartig bewegt wird, wird das Haar abgeschnitten,
bevor es Zeit hat, dein schiebenden Druck der Schneidklinge nachzugeben.
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Die Erfindung bezweckt nun, ein elektrisches Rasiergerät mit der erwähnten
Reaktionswirkung zu schaffen, bei dem die angedeuteten Nachteile überwunden oder
wenigstens stark eingeschränkt sind. Demgemäß ist bei einem elektrischen Schwingankermotor
für Rasiergeräte, deren Schneidklinge lediglich durch die Bewegungen des in bekannter
Weise an feste Anschläge anstoßenden bewickelten Schwingankers in praktisch senkrecht
zur Rasierrichtung verlaufende Schwingungen versetzt wird, entsprechend der Erfindung
die Achse, um welche der Schwinganker schwingt, durch seinen Schwerpunkt geführt.
Mit einer solchen Anordnung arbeitet der Motor in jeder Lage des Rasiergeräts gleich
gut, und außerdem wird der Vorteil erreicht, daß nur eine ganz schwache Feder, wenn
überhaupt eine, verwendet zu werden braucht. Zweckmäßig sind die Anschläge, an die
der.Schwinganker anstößt, von solcher Härte, daß die Frequenz der Schwingungen des
Schwingankers gegenüber dem Gehäuse des Motors im Vergleich zur Schwingungszahl
der meisten bekannten Rasiergeräte mit Schwingankerantrieb verhältnismäßig groß
wird.
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Ein anderer Nachteil bekannter Vorrichtungen der erwähnten Art ist
der, daß entweder Drahtleitungen benötigt werden, um den elektrischen Strom zur
Speisung des Motors aus einer Batterie oder -einem vorhandenen Netz- zuzuführen,
oder daß ein Trockenelement in dem Handgriff der Rasiervorrichtung untergebracht
werden muß, wodurch das Gewicht und die Abmessungen des die Klinge tragenden Teils,
der durch die Reaktionswirkung in Bewegung gesetzt wird, -unerwünschte Größe erlangen.
Eine Vergrößerung des Gewichts der die Klinge tragenden Teile macht dann eine Vergrößerung
der die Schwingungen verursachenden Kraft, also auch eine größere Batterie, nötig.
Obgleich bei der vorliegenden Erfindung die Batterie wegen des gutenWirkungsgrads
des Schwingankerantriebs nach der Erfindung sehr klein sein kann, soll trotzdem
verhindert werden, daß das Gewicht der Batterie und des Handgriffes selbst irgendeinen
nennenswerten Einfluß auf den Wirkungsgrad der ganzen Vorrichtung ausübt: dies wird
dadurch erreicht, daß das den Schwingankermotor selbst einschließende Gehäuse mit
der Klinge fest und mit dem Handgriff nachgiebig verbunden wird. Zu diesem Zweck
kann der Motor an der biegsamen Endwand eines den Handgriff bildenden praktisch
zylindrischen Gehäuses angebracht sein.
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Ein weiterer Gesichtspunkt, welchem durch die Erfindung Rechnung getragen
wird, liegt darin, daß es genügt, wenn die Schwingungsamplitude der Schneidklinge
nur um ein geringes größer ist als der Abstand benachbarter Zacken der Schneidkante
der Klinge. Die Zacken, um die es sich hier handelt, sind die bekanntlich im Mikroskop
an jeder Schneidkante feststellbaren sägezahnartigen Vorsprünge.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in beispielsweisen Ausführungsformen
dargestellt. Die Fig. i bis 3 zeigen Diagramme, um die Eigenart der Klingenbewegung
eines Rasiergeräts nach der Erfindung klarzumachen. Fig. q. ist eine Seitenansicht
des neuen Schwingankermotors, dessen Gehäuse im Schnitt dargestellt ist.
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Fig. 5 zeigt den Motor nach Fig. q.- eingebaut in einen Griff, der
außerdem eine Batterie und den Schneidkopf des Rasiergeräts enthält.
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Fig. 6 ist ein Teil des in Fig. 4 abgebildeten Motors in der Draufsicht.
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Die Fig.7 und 8 zeigen schematische Längsschnitte einer anderen Ausführung
des Schwingankermotors in Vorder- und Seitenansicht.
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Die Fig. 9 und io sind schematische Querschnitte von Motorgehäuse
und Handgriff. Aus den Abbildungen ergibt sich der im folgenden näher beschriebene
Zusammenbau und die besondere Wirkungsweise der Einrichtung nach der Erfindung.
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In Fig. q. der Zeichnung ist ein röhrenförmiges eisernes Motorgehäuse
i gezeigt, welches im _ Innern einen Anker 2 mit Polschuhen 3 und .4 trägt. Der
Anker :2 sitzt schwingfähig in Zapfen 5. Die Schwingachse verläuft durch den Schwerpunkt
des Ankers oder in dessen Nähe, so daß die Schwingung des Ankers 2 gegenüber dem
Gehäuse i nur geringfügig von der Schwerkraft und daher von der Raumlage des Gehäuses
beeinflußt wird.
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Eine am Anker sitzende Verlängerung 6 verläuft zwischen zwei Anschlägen
7 und 8, die in das Gehäuse i eingeschraubt und daher verstellbar sind. Eine schwache
Feder 9 hält den Ankeransatz 6 in der Ruhestellung in stromführender Berührung finit
dem Kontakt S. Die Magnetwicklung des Schwingankermotors befindet sich auf dem Anker
2 und wird durch die beiden Wicklungen 1o gebildet.
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Im Ausführungsbeispiel wird der Anschlag 8, wie erwähnt, als elektrische
Stromzuführung benutzt, die finit dein Anschlag 6
eine Art Wagnerschen
Hammer bildet. Infolgedessen ist der Kontakt 8 durch die nicht leitende Scheibe
i i gegenüber dem Gehäuse i isoliert. In entsprechender Weise ist der Kontakt 12
auf dem Ankeransatz 6 diesem gegenüber durch eine Unterlage 13 isoliert. Die Wicklungen
oder Spulen io sind hintereinandergeschaltet. Ein Ende der oben gelegenen Wicklung
ist durch die Leitung 1:I mit dem Polschuh 3 und daher mit dem Anker .2 verbunden;
der Anker steht über die Zapfen 5 wiederum mit dem Gehäuse i in leitender Verbindung.
Das freie Ende der anderen Spule ist durch die Leitung 15 an den Kontakt 12 angeschlossen.
Wenn nun die Batterie 17 (s. Fig. 5) einerseits an das Motorgehäuse und andererseits
an die Klemme 16 gelegt wird, die gegenüber dem Motorgehäuse isoliert, jedoch mit
dem Kontakt 8 verbunden ist, so beginnt der Anker zu schwingen.
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Die Arbeitsflächen der Anschläge 7 und 8 werden zweckmäßig ebenso
wie der Ankeransatz 6 aus hartem Baustoff hergestellt. Der Weg des Ankers 2 wird
begrenzt durch den Abstand zwischen den Arbeitsflächen der Anschläge j und 8 einerseits
und der Dicke.des Ankeransatzes 6 andererseits. Der Weg ist s-t. Dieser Schwingweg
wird sehr klein gemacht, z. B. 1/3 mm oder weniger. Geschieht dies, so wird die
natürliche Schwingungsfrequenz f1 des Ankers höher als die Frequenz, die durch die
Feder 9 erzielbar wäre, wenn die Anschläge 7 und 8 fehlten. Die Schwingungsfrequenz
ist abhängig von der Art der Anschlagflächen und der Größe der Strecke s-t. Diese
Schwingungszahl kann geregelt werden, indem man den Wert s-t ändert, und zwar dadurch,
daß man nach Wahl einen der Kontakte 7 oder 8 verstellt. Es sei darauf hingewiesen,
daß die Arbeitsflächen der Kontakte 7 und 8 nicht nur hart sein müssen, sondern
daß auch die Verbindung zwischen diesen Arbeitsflächen und dem Motorgehäuse sowie
dem Anker genügend starr sein muß, so daß sich eine Schwingungskurve mit möglichst
ausgeprägten Spitzen an den Umkehrstellen ergibt.
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Da der beschriebene Schwingmotor dazu dient, eine außen auf dem Gehäuse
sitzende Rasierklinge durch Reaktionskraft zu betätigen, ist es notwendig, eine
hohe Reaktionskraft zu erreichen. Zu diesem Zweck muß die wirksame. Schwungmasse
des Ankers eine beachtliche Größe im Verhältnis zur Masse des Gehäuses mit Klingenträger
besitzen. Um die Schwungmasse des Ankers zu erhöhen, ohne das Gesamtgewicht zu vergrößern,
sind die Wicklungen io in bekannter Weise auf dem Anker angeordnet. Günstige Ergebnisse
sind zu erwarten, wenn die Masse des Ankers 2 und der Wicklungen io, wie erwähnt,
mindestens halb so groß ist wie die Masse des Gehäuses i und der daransitzenden
Teile. 1lit Rücksicht auf das verhältnismäßig hohe Gewicht des Ankers ist die weitere
Bedingung verständlich, daß die Schwingachse des Ankers entweder genau durch seinen
Schwerpunkt geführt ist oder wenigstens in der Nähe des Schwerpunktes verläuft.
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In besonderen Fällen können die Anschläge 7 und 8, die nach dem Ausführungsbeispiel
am gleichen Ankerende angeordnet sind, auch an entgegengesetzten Ankerenden und
dafür auf der gleichen Ankerseite angeordnet sein.
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Der Vorteil, die Rasierklinge mit einer ruckartigen Bewegung zu betreiben,
ergibt sich aus den Kennlinienbildern i bis 3 der Zeichnung. Dort sind Kurven für
die Längsbewegung D der Klinge innerhalb der Zeit T
dargestellt. Wie
aus den Abbildungen hervorgeht, sind verschiedene Bewegungsarten möglich. Die in
Fig. i dargestellte Kurve verläuft sinusartig und sonach derart, daß während eines
Drittels jeder Schwingbewegung, nämlich während eines Zeitraums T1, die Geschwindigkeit
der Längsbewegung weniger als die Hälfte der Höchstgeschwindigkeit der- Klinge beträgt.
Der günstigste Bewegungsfall ist in Fig.2 dargestellt. Dort handelt es sich um eine
gleichförmige Bewegung, mithin um eine Bewegung ohne Beschleunigung und Verzögerung.
Die gewünschte Bewegungsgeschwindigkeit ist stets vorhanden, abgesehen von einem
äußerst geringen Zeitbruchteil an den Umkehrpunkten a. In praktischen Fällen gelingt
es unschwer, Bewegungskurven gemäß Fig.3 herbeizuführen. Wie diese Kurve zeigt,
ist der Zeitraum T1, innerhalb dessen die Bewegungsgeschwindigkeit der Schneidklinge
weniger als die Hälfte der Höchstgeschwindigkeit ist, gering. Es ist erwünscht und
erreichbar, daß die Zeit T1 weniger als 30°/o der Gesamtzeit beträgt, die auf eine
Schwingung entfällt.
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Gemäß Fig. 5 ist der in Fig. q. dargestellte Motor in einem Behälter
18 untergebracht, der den Griff des Rasierapparates bildet. Eine Trockenbatterie
17 sitzt, wie dargestellt, im Behälter 18. Die Ansatzschraube i9 am Gehäuse
i des Motors tritt durch eine Öffnung im Behälter 18 nach außen. Darauf sitzt ein
Träger 20 für den Klingenhalter 21. Der Träger 20 ist an seinem unteren Ende gegabelt.
Die Gabel legt sich, wie Fig.6 zeigt, um den Schraubenansatz i9, so daß der Träger
20 mit Muttern 22 auf der Schraube i9 festgehalten wird. Die Ansatzschraube i9 kann,
wie aus Fig.6 ferner ersichtlich ist, Abflachungen besitzen, die den Benutzer
zwingen,
den Träger 2o nur in einer, nämlich der richtigen Stellung auf dem, Griff zu befestigen.
Diese Stellung ist diejenige, in der die Schwingachse 5 des Ankers 2 annähernd senkrecht
zur Schneidkante steht. In diesem Fall schwingt der Anker praktisch in Richtung
der Klingenschneide.
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Das Motorgehäuse i kann lose im Behälter 18 sitzen, so daß diese beiden
Teile sich nur an dem einen Ende der Ansatzschraube i9 berühren. Jedoch können auch
einige nicht dargestellte Vorsprünge entweder an der Außenseite des Gehäuses i oder
an der Innenwand des Behälters 18 angeordnet sein, die dazu dienen, den Motor zentrisch'im
Behälter zu halten. Damit diese Vorsprünge die Schwingungen des Motors im Behälter
nicht beachtlich beeinträchtigen, können sie aus nachgiebigem Stoff bestehen. Sie
können auch mit nachgiebigen Teilen des Behälters 18 verbunden sein. Ferner kann
zur Verringerung der Berührungsfläche zwischen Motor und Behälter 18 der Deckel
des Gehäuses 1 leicht gewölbt ausgeführt sein.
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Ein Schraubgewinde am Behälter 18 und eine Verschlußkappe 23 können
vorgesehen werden, damit die Batterie sich leicht auswechseln läßt. Durch Festschrauben
des Deckels 23 wird der Motor angelassen. Das Stillsetzen des Motors geschieht dadurch,
daß der Deckel 23 ein wenig losgeschraubt wird.
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In den Fig. 7 und 8 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung
dargestellt. Um den Vergleich mit - den erläuterten Ausführungsformen zu erleichtern,
sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 4 bis 6 versehen.
Nach der Bauart gemäß den Fig. 7 und 8 wird die Wellenform mit den spitzen Umkehrstellen
dadurch erreicht, daß man den Zapfen 5 ein geringes Spiel in ihren Lagern beläßt.
Die Schwingungsweite des Ankers 2 ist in der Grundfrequenz begrenzt durch verhältnismäßig
starre Federn 17" und 17B. Infolgedessen schwingt der Anker 2 nicht nur um eine
durch die Zapfen. 5 verlaufende Achse, sondern in geringem Maße auch um eine gedachte
Achse," die durch die Berührungsstellen zwischen den Federn 17A und 17B und dem
Gehäuse hindurchgeht und zu der durch die Zapfen 5 gehenden Achse ungefähr parallel
verläuft. Dabei dienen die Zapfen 5 infolge ihres Spiels in den Lagern als Anschläge
7 und 8 gemäß Fig. 4. Auf diese Weise werden Schwingungen von steiler Form erzeugt,
die sich den langsameren Grundschwingungen überlagern. In dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 7 dient ein mit einem festen Kontakt 25 zusammenwirkender Federkontakt
24 als Unterbrecher. Wenn Mittel vorgesehen werden,`um das Spiel in den Zapfenlagern
einzustellen, so kann damit auch die Schwingungsweite des Ankers zwischen den Anschlägen
eingestellt werden. Hierzu dient z. B. eine Ausbildung der Zapfen 5 (Fig. 8) als
Schrauben, die durch das Gehäuse i eingeführt werden. Eine bessere Regelung läßt
sich in der folgenden Weise erreichen. Die Zapfen 5 werden im Gehäuse i befestigt.
Die Schwingmotoren gemäß den Fig.7 und 8 werden äußerlich gleichartig ausgeführt
wie gemäß Fig. 4 und auch eingebaut, wie dies die Fig.5 zeigt. Jedoch wird das -Innere
des Gehäuses 18 oval ausgeführt, wie es die Fig.9 und io stark übertrieben zeigen.
Wenn der Motor in bezug auf den Behälter 18 die in Fig. 9 dargestellte Lage einnimmt,
deren Einzelheiten aus der Anordnung der Zapfen 5 zu schließen sind, so. wird das
Gehäuse i durch die Pressung im Gehäuse i8 derart gedrückt, daß der Abstand zwischen
den. Zapfen 5 und dementsprechend das Spiel sich vergrößert. Wenn andererseits die
Zapfen 5 in der Richtung der kurzen Achse der durch das Behälterinnere gebildeten
Ellipse verlaufen, so ist das Spiel ein Mindestmaß. Zur Einstellung der gewünschten
Schwingungsweite kann in einfacher Weise der Klingenträger 2o gemäß Fig. 8 dienen,
mit dessen Hilfe die Schraube i9 und damit das Gehäuse i gegenüber dem Behälter
18 eine Winkelverstellung erfährt. Derart läßt sich eine äußerst genaue Feineinstellung
herbeiführen. Naturgemäß können auch andere als die beschriebenen Mittel benutzt
werden, um das Gehäuse gegenüber dem Be kälter zu verdrehen und damit die Schwingungsweite
einzustellen.
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In allen beschriebenen Anordnungen werden jedoch die Kontakte derart
eingestellt, daß bei ihrer Berührung im magnetischen Kreis ein geringer Luftspalt
zwischen den Ankerpolen und dem aus magnetisierbarem Baustoff bestehenden Motorgehäuse
i zur Vermeidung eines magnetischen Anhaftens verbleibt. ' Der Abstand zwischen
den Anschlägen 7 und 8 in Fig. 4 kann dadurch eingestellt werden, daß man das Gehäuse
i verdreht, wie dies z. B. an Hand der Fig. 9 und io beschrieben worden ist.