DE69503872T2

DE69503872T2 - Rasier apparat mit regulierbarer motor geschwindigkeit

Info

Publication number: DE69503872T2
Application number: DE69503872T
Authority: DE
Inventors: Ate Klaas Nl-9203 Zn Drachten Damstra; Jacobus Nicolaas Nl-9203 Zn Drachten Dekker; Jan Nl-9203 Zn Drachten Tiesinga; Albertus Johannes Cornelis Nl-9203 Zn Drachten Van Der Borst
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1994-06-01
Filing date: 1995-05-31
Publication date: 1999-03-04
Anticipated expiration: 2015-06-01
Also published as: EP0719202B1; WO1995032844A1; CN1128970A; ATE169255T1; JPH09501091A; CN1116964C; ES2122598T3; DE69503872D1; US5671535A; CA2168571A1; EP0719202A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rasiergerät mit mindestens einer Schneideinheit, die mit einem Außenschneidelement mit mindestens einer Haarfangöffnung und mit einem Innenschneidelement versehen ist, das gegenüber dem Außenschneidelement von einem Elektromotor antreibbar ist, wobei der Elektromotor eine Drehzahl hat, die durch eine elektrische Regeleinheit regulierbar ist.
Ein Rasiergerät der eingangs erwähnten Art ist aus der Europäischen Patentanmeldung 0 386 999 bekannt. Die Drehzahl des Elektromotors des bekannten Rasiergeräts ist mit Hilfe eines optischen Sensors detektierbar, der mit einer Lichtquelle und einem Photosensor versehen ist, die in der Nähe einer Motorwelle des Motors befestigt sind, und zwar an einem Gehäuse des Rasiergeräts, und mit einem reflektierenden Merkmal, das auf der Motorwelle angebracht ist. Die Regeleinheit des bekannten Rasiergeräts ist eine rückgekoppelte Regeleinheit mit einer Vergleichsschaltung, die eine vom optischen Sensor detektierte Drehzahl mit einem Bezugswert der Drehzahl vergleicht. Die Regeleinheit reguliert die Drehzahl des Elektromotors derart, daß diese Drehzahl im Betrieb ständig dem Bezugswert entspricht. Auf diese Weise hat das Rasiergerät im Betrieb eine konstante Drehzahl, die durch die auf die Schneideinheit ausgeübte Last nicht beeinflußt wird.
Die Rasierleistung, d. h. die Geschwindigkeit des Rasiervorgangs und die beim Rasieren erzielte Glattheit der Haut, die Rasur, d. h. der Pegel des Hautreizes, der ein Gebraucher des bekannten Rasiergeräts bei einer Rasur erfährt, und der Energieverbrauch des bekannten Rasiergeräts sind abhängig von der Drehzahl des Elektromotors. Der Bezugswert der Drehzahl, welche die Regeleinheit bei dem Rasieren beibehält, ist vorher derart bestimmt worden, daß für einen vorbestimmten Durchschnittsgebraucher des bekannten Rasiergeräts während einer vorbestimmten mitteleren Dauer des Rasiervorgangs ein günstiges Verhältnis zwischen den Rasierleistungen, der Rasur und dem Energieverbrauch geschaffen wird.
Ein Nachteil des bekannten Rasiergeräts ist, daß das genannte günstige Verhältnis zwischen den Rasierleistungen, dem Rasierkomfort und dem Energieverbrauch nicht für jeden Gebraucher des Rasiergeräts erreicht wird. Weil außerdem die Rasierleistungen, der Rasierkomfort und der Energieverbrauch von einer Anzahl physikalischer Größen abhängig sind, die während einer Rasierbehandlung stark variieren, schafft die nach dem bezugswert konstant gehaltene Drehzahl nicht während des ganzen Rasiervorgangs ein optimales Verhältnis zwischen Rasierliestungen, Rasierkomfort und Energieverbrauch.
Es ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Rasiergerät der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit dem das Verhältnis zwischen den Rasierleistungen, dem Rasierkomfort und dem Energieverbrauch während eines Rasiervorgangs verbessert wird.
Dazu weist die Erfindung das Kennzeichen auf, daß das Gerät einen Aufnehmer aufweist und daß die elektrische Regeleinheit eine vorwärtsgekoppelte Regeleinheit ist, welche die Drehzahl entsprechend einer vorbestimmten Steuerregel als Funktion mindestens einer physikalischen Größe variiert, die mit Hilfe des genannten Aufnehmers meßbar ist. Die mit Hilfe des Aufnehmers gemessene physikalische Größe ist eine Größe, die während eines Rasiervorgangs ändert und die Rasierleistungen, den Rasierkomfort und den Energieverbrauch beeinflußt. Durch einen geeigneten Entwurf der regeleinheit und der Steuerregel ist die Drehzahl des Elektromotors während eines Rasiervorgangs derart regelbar, daß bei einer Änderung der physikalischen Größe ein möglichst günstiges Verhältnis zwischen den Rasierleistungen, dem Rasierkomfort und dem Energieverbrauch beibehalten bzw. geschaffen wird.
Eine besondere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rasiergeräts weist das Kennzeichen auf, daß mit Hilfe des Aufnehmers eine Anzahl Haare meßbar ist, das die Schneideinheit während einer Zeiteinheit schneidet. Durch Verwendung des genannten Aufnehmers ist die Drehzahl des Elektromotors während eines Rasiervorgangs durch die Regeleinheit regulierbar als Funktion der Anzahl Haare, welche die Schneideinheit je Zeiteinheit schneidet. Die Anzahl Haare, welche die Schneideinheit je Zeiteinheit schneidet, ist abhängig von der Anzahl Haare je Einheit Hautoberfläche, die bei einem Gebraucher des Rasiergeräts abhängig ist von der Stelle auf der Haut und die von Gebraucher zu Gebraucher stark variiert. Weil die Rasierleistungen und der vom Gebraucher erfahrene Rasierkomfort abhängig sind von der Anzahl Haare je Einheit Hauptoberfläche, wird das verhältnis zwischen Rasierleistungen und Rasierkomfort dadurch verbessert, daß die Drehzahl des Motors auf eine dazu geeignete Art und Weise als Funktion der Anzahl Haare, welche die Schneideinheit je Zeiteinheit schneidet, geregelt wird.
Eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rasiergeräts weist das Kennzeichen auf, daß der Aufnehmer mit einem Mikrophon versehen ist, mit dem ein von der Schneideinheit erzeugbares Tonsignal detektierbar ist, und mit einem elektrischen Filter, mit dem aus dem Tonsignal eine Schneidefrequenz filterbar ist. Die mit Hilfe des Mikrophons und des Filters gemessene Schneidefrequenz ist die Anzahl Haarschnitte, welche die Schneideinheit je Zeiteinheit durchführt, d. h. die Anzahl Haare, welche die Schneideinheit je Zeiteinheit schneidet. Der auf diese Weise aufgebaute Aufnehmer ist äußerst einfach und zuverlässig und erfordert außerdem nur einen geringen Einbauraum.
Eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rasiergeräts weist das Kennzeichen auf, daß nach der Steuerregel bei Zunahme der gemessenen Anzahl Haare, welche die Schneideinheit je Zeiteinheit schneidet, die Drehzahl zunimmt. Wenn die Anzahl Haare, welche die Schneideinheit je Zeiteinheit schneidet (Schneidefrequenz) relativ groß ist, wird das Innenschneidelement gegenüber dem Außenschneidelement unter dem Einfluß der auftretenden Schneidkräfte verlagert, wodurch die Rasierleistungen abnehmen. Dadurch, daß die Drehzahl relativ hoch ist bei relativ hohen Schneidefrequenzen, hat das Innenschneidelement bei hohen Schneidefrequenzen einen relativ hohen mechanischen Impulsmoment, so daß die Bewegung des Innenschneidelementes gegenüber dem Außenschneidelement relativ stabil ist und Verlagerungen des Innenschneidelementes gegenüber dem Außenschneidelement unter dem Einfluß der Schnittkräfte möglichst beschränkt werden. Dadurch, daß die Drehzahl bei relativ niedrigen Schneidefrequenz relativ niedrig ist, werden der Hautreizpegel und der Energieverbrauch des Rasiergeräts bei relativ niedrigen Schneidefrequenzen möglichst beschränkt.
Eine besondere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rasiergeräts weist das Kennzeichen auf, daß mit Hilfe des Aufnehmers eine während eines Rasiervorgangs vergangene Zeit meßbar ist. Durch Verwendung des genannten Aufnehmers ist die Drehzahl des Elektromotors während eines Rasiervorgangs durch die Regeleinheit regulierbar als Funktion der während eines Rasiervorgangs vergangenen Zeit. Wenn vorher festgelegt worden ist, wie die physikalischen Größen, welche die Rasierleistungen, den Rasierkomfort und den Energieverbrauch beeinflußen, während eines Rasiervorgangs sich ändern, wird das Verhältnis zwischen den Rasierleistungen, dem Rasierkomfort und dem Energieverbrauch noch weiter dadurch verbessert, daß die Drehzahl des Elektromotors auf eine dazu geeignete Art und Weise als Funktion der während eines Rasiervorgangs vergangenen Zeit variiert wird.
Eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rasiergeräts weist das Kennzeichen auf, daß die Regeleinheit mit einer Recheneinheit versehen ist zum Berechnen einer mittleren Rasierzeit während einer Anzahl vorhergehender Rasiervorgänge, wobei die Regeleinheit die während eines Rasiervorgangs vergangene Zeit im Verhältnis zu der berechneten mittleren Rasierzeit berechnet. Dadurch, daß die Regeleinheit die während eines Rasiervorgangs vergangene Zeit im Verhältnis zu der berechneten mittleren Rasierzeit bestimmt, ist die Drehzahl des Elektromotors durch die Regeleinheit derart regulierbar, daß ein für den Gebraucher optimales Verhältnis zwischen Rasierleistung, Rasierkomfort und Energieverbrauch erreicht wird, wenn der Rasiervorgang in der mittleren Rasierzeit erfolgt. Auf diese Weise wird für Gebraucher mit einer relativ langen mittleren Rasierzeit sowie für Gebraucher mit einer relativ kurzen mittleren Rasierzeit ein optimales Verhältnis zwischen Rasierleistung, Rasierkomfort und Energieverbrauch erreicht.
Eine andere weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rasiergeräts weist das Kennzeichen auf, daß nach der Steuerregel die Drehzahl abnimmt, wenn die während eines Rasiervorgangs vergangene Zeit zunimmt. In einer Anfangs phase eines Rasiervorgangs sind die zu schneidenden Haare noch relativ lang und werden diese ein erstes Mal gestutzt, während in einer Endphase des Rasiervorgangs die gewünschte Glattheit dadurch erhalten werden soll, daß die Haare weiter gestutzt werden. Dadurch, daß die Drehzahl in der genannten Endphase abgenommen hat, wird der Hautreizpegel in der Endphase, in welcher der Gebraucher die Schneideinheit im Allgemeinen kräftiger über die Haut bewegt als in der Anfangsphase, damit die gewünschte Glattheit erzielt wird, möglichst beschränkt.
Eine besondere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rasiergeräts weist das Kennzeichen auf, daß mit Hilfe des Aufnehmers eine auf die Schneideinheit ausübbare Hautkontaktkraft meßbar ist. Durch Verwendung des genannten Aufnehmers ist die Drehzahl des Motors während eines Rasiervorgangs durch die Regeleinheit regulierbar als Funktion der auf die Schneideinheit ausgeübten Hautkontaktkraft, die abhängig ist von der Kraft, womit der Gebraucher das Rasiergerät über die Haut bewegt. Weil die Rasierleistung, der Rasierkomfort und der Energieverbrauch des Motors unabhängig sind von der Größe der genannten Hautkontaktkraft, wird das Verhältnis zwischen Rasierleistung, Rasierkomfort und Energieverbrauch dadurch verbessert, daß die Drehzahl des Motors auf eine dazu geeignete Art und Weise als Funktion der mit Hilfe des genannten Aufnehmers gemessenen Hautkontaktkraft, verbessert.
Eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rasiergeräts weist das Kennzeichen auf, daß der Aufnehmer, mit dessen Hilfe eine Anzahl Haare meßbar ist, welche die Schneideinheit während einer Zeiteinheit schneidet, ein erster Aufnehmer des Rasiergeräts ist, der mit einem ersten elektrischen Eingang der Regeleinheit verbunden ist, und daß der Aufnehmer, mit dessen Hilfe eine während eines Rasiervorgangs vergangene Zeit meßbar ist, ein zweiter Aufnehmer des Rasiergeräts ist, der mit einem zweiten elektrischen Eingang der Regeleinheit verbunden ist, während die Regeleinheit einen elektrischen Ausgang aufweist zum Liefern eines Ausgangssignals, das einer gemäß der Steuerregel bestimmten Drehzahl entspricht. Durch Verwendung der zwei Aufnehmer und der zwei elektrischen Eingänge ist die Drehzahl des Elektromotors durch die Regeleinheit regulierbar als Funktion der während eines Rasiervorgangs vergangenen Zeit sowie der Anzahl Haare, welche die Schneideinheit je Zeiteinheit schneidet, so daß während eines Rasiervorgangs ein besonders günstiges Verhältnis zwischen Rasierleistung, Rasierkomfort und Energieverbrauch des Rasiergeräts beibehalten bzw. geschaffen wird, während die Drehzahl des Elektromotors weitgehend an die Eigenschaften des Gebrauchers angepaßt wird.
Eine noch andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rasiergeräts weist das Kennzeichen auf, daß bei einer vorbestimmten Zunahme der gemessenen Anzahl Haare, welche die Schneideinheit je Zeiteinheit schneidet, nach der Steuerregel die Drehzahl relativ wenig zunimmt, wenn die während eines Rasiervorgangs vergangene Zeit relativ kurz ist, und relativ stark zunimmt, wenn die während eines Rasiervorgangs vergangene Zeit relativ lang ist. Dadurch, daß die Drehzahl relativ stark zunimmt bei einer Zunahme der gemessenen Anzahl Haare, welche die Schneideinheit je Zeiteinheit schneidet, wenn die während eines Rasiervorgangs vergangene Zeit relativ lang ist, wird auch ein günstiges Verhältnis zwischen Rasierleistung und Rasierkomfort geschaffen für Gebraucher, die jeweils einen relativ geringen Teil der Haut glatt rasieren und danach einen noch unrasierten Teil der Haut rasieren, wobei die gemessene Schnittfrequenz während eines Rasiervorgangs relativ stark schwankt und auch in einer Endphase des Rasiervorgangs noch relativ hohe Schnittfrequenzen gemessen werden.
Eine besondere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rasiergeräts weist das Kennzeichen auf, daß der Aufnehmer, mit dessen Hilfe eine Anzahl Haare meßbar ist, welche die Schneideinheit während einer Zeiteinheit schneidet, ein erster Aufnehmer des Rasiergeräts ist, der mit einem ersten elektrischen Eingang der Regeleinheit verbunden ist, und daß der Aufnehmer, mit dessen Hilfe eine auf die Schneideinheit ausübbare Hautkontaktkraft meßbar ist, ein zweiter Aufnehmer des Rasiergeräts ist, der mit einem zweiten elektrischen Eingang der Regeleinheit verbunden ist, während die Regeleinheit einen elektrischen Ausgang aufweist zum Liefern eines Ausgangssignals, das einer gemäß der Steuerregel bestimmten Drehzahl entspricht. Durch Verwendung der zwei Aufnehmer und der zwei elektrischen Eingänge ist die Drehzahl des Motors durch die Regeleinheit regulierbar als Funktion der Anzahl Haare, welche die Schneideinheit je Zeiteinheit schneidet, sowie der auf die Schneideinheit ausgeübten Hautkontaktkraft, so daß während eines Rasiervorgangs ein besonders günstiges Ver hältnis zwischen Rasierleistung, empfundenem Rasierkomfort und Energieverbrauch des Motors beibehalten bzw. geschaffen wird, während die Drehzahl des Motors an die Eigenschaften des Gebrauchers weitgehend angepaßt wird.
Eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rasiergeräts weist das Kennzeichen auf, daß nach der Steuerregel die Drehzahl abnimmt, wenn die auf die Schneideinheit ausgeübte Hautkontaktkraft zunimmt. Wenn die auf die Schneideinheit ausgeübte Hautkontaktkraft zunimmt, dringt die Haut tiefer in die Haareinfangöffnung des Außenschneidelementes, so daß die Haare kürzer gestutzt werden und die Rasierleistung zunimmt. Wenn die Haut tiefer in die Haareinfangöffnung eindringt, nimmt jedoch auch die Gefahr vor Kontakt zwischen der Haut und dem bewegenden Innenschneidelement zu. Dadurch, daß nach der Steuerregel die Drehzahl bei zunehmender Hautkontaktkraft abnimmt, wird die Anzahl Kontakte zwischen Haut und Innenschneidelement, die von der Geschwindigkeit des Innenschneidelementes abhängig ist, beschränkt, so daß bei einer zunehmenden Hautkontaktkraft ein möglichst günstiger Rasierkomfort beibehalten wird und außerdem der Energieverbrauch abnimmt.
Eine weitere andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rasiergeräts weist das Kennzeichen auf, daß der Aufnehmer, mit dessem Hilfe eine während eines Rasiervorgangs vergangene Zeit meßbar ist, ein erster Aufnehmer des Rasiergeräts ist, der mit einem ersten elektrischen Eingang der Regeleinheit verbunden ist, und daß der Aufnehmer, mit dessen Hilfe eine auf die Schneideinheit ausgeübte Hautkontaktkraft meßbar ist, ein zweiter Aufnehmer des Rasiergeräts ist, der mit einem zweiten elektrischen Eingang der Regeleinheit verbunden ist, während die Regeleinheit einen elektrischen Ausgang hat zum Liefern eines Ausgangssignals, das einer nach der Steuerregel bestimmten Drehzahl entspricht. Durch Verwendung zweier Aufnehmer und der elektrischen Eingänge ist die Drehzahl des Motors durch die Regeleinheit regulierbar als Funktion der während eines Rasiervorgangs vergangenen Zeit sowie der auf die Haut ausgeübten Hautkontaktkraft, so daß während eines Rasiervorgangs ein besonders günstiges Verhältnis zwischen Rasierleistung, Rasierkomfort und Energieverbrauch des Rasiergeräts beibehalten bzw. geschaffen wird, während die Drehzahl des Motors weitgehend an die Eigenschaften des Gebrauchers angepaßt wird.
Eine besondere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rasiergeräts weist das Kennzeichen auf, daß nach der Steuerregel die Drehzahl nahezu unabhängig unabhängig ist von der auf die Schneideinheit ausgeübten Hautkontaktkraft, wenn die während eines Rasiervorgangs vergangenen Zeit relativ kurz ist, während die Drehzahl bei einer Zunahme der auf die Schneideinheit ausgeübten Hautkontaktkraft abnimmt, wenn die während eines Rasiervorgangs vergangene Zeit relativ lang ist. In einer Anfangsphase eines Rasiervorgangs ist die Anzahl noch zu schneidender Haare relativ groß, so daß eine relativ hohe Drehzahl für eine stabile Bewegung des Innenschneidelementes in dem Außenschneidelement erforderlich ist und für eine Beschränkung von Verlagerungen des Innenschneidelementes gegenüber dem Außenschneidelement unter dem Einfluß der Schneidkräfte. Wenn die Hautkontaktkraft zunimmt, nimmt die Anzahl Haare, welche die Schneideinheit je Zeiteinheit stutzen soll, zu, so daß die für die Stabilität des Innenschneidelementes erforderliche Drehzahl zunimmt. Andererseits nimmt bei einer zunehmenden Hautkontaktkraft die Gefahr vor Kontakt zwischen Haut und Innenschneidelement zu, so daß der Rasierkomfort nur dann beibehalten wird, wenn die Drehzahl abnimmt. Dadurch, daß gemäß der Steuerregel die Drehzahl in der Anfangsphase nahezu unabhängig ist von der Hautkontaktkraft, wird ein möglich günstiges Verhältnis zwischen Rasierleistung und Rasierkomfort beibehalten, wenn die Hautkontaktkraft sich ändert. In einer Endphase des Rasiervorgangs sind die zu stutzenden Haare bereits gekürzt, so daß die Anzahl Haare, die je Zeiteinheit von der Schneideinheit gestutzt werden soll, nahezu unabhängig ist von der Hautkontaktkraft. Dadurch, daß gemäß der Steuerregel die Drehzahl in der Endphase abnimmt bei einer zunehmenden Hautkontaktkraft wird der Rasierkomfort bei einer zunehmenden Hautkontaktkraft und einer zunehmenden Gefahr vor Kontakt zwischen Haut und Innenschneidelement möglichst beibehalten.
Eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rasiergeräts weist das Kennzeichen auf, daß die Regeleinheit einen elektrischen Eingang hat, der mit einem elektrischen Ausgang eines Bedienungselementes verbunden ist, mit dem ein gewünschtes Verhältnis zwischen Rasierleistung und Rasierkomfort einstellbar ist. Ein Gebraucher des Rasiergeräts kann mit Hilfe des genannten Bedienungselementes ein von ihm gewünschtes Verhältnis zwischen Rasierleistung und Rasierkomfort einstellen. Das gewünschte Verhältnis wird dadurch erreicht, daß die Regeleinheit die Drehzahl während eines Rasiervorgangs auf eine dazu geeignete Weise als Funktion der gemessenen physikalischen Größe bzw. Größen regelt.
Eine andere weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rasiergeräts weist das Kennzeichen auf, daß die Steuerregel die Drehzahl gemäß einem Algorithmus auf Basis unscharfer Logik regelt. Nach dem auf unscharfer Logik ruhenden Algorithmus wird ein Bereich jeder Eingangsgröße der Steuerregel in eine Anzahl Klassen aufgeteilt und jeder Eingangsgröße augenblicklich eine Zugehörigkeit einer der Klassen zugeordnet gemäß einer Zugehörigkeitsfunktion. Auch der Bereich der Ausgangsgröße der Steuerregel wird in eine Anzahl Klassen aufgeteilt. Die augenblickliche Klasse der Ausgangsgröße wird nach einer logischen Regel als Funktion der nach den Zugehörigkeitsfunktionen festgelegten augenblicklichen Klassen der Eingangsgrößen bestimmt. Auf diese Weise kann ein gewünschtes Verhalten des Rasiergeräts als Funktion der Eingangsgrößen auf einfache Weise in der Steuerregel festgelegt werden. Außerdem kann das gewünschte Verhalten des Rasiergeräts in einer Entwurfsphase auf einfache und flexible Weise geändert werden, wenn die Kenntnisse über oder die Erkenntnis der Wirkung des Rasiergeräts sich ändern oder wenn andere bzw. ergänzende Eingangsgrößen erwünscht sind.
Eine besondere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rasiergeräts weist das Kennzeichen auf, daß die Regeleinheit einen elektrischen Eingang aufweist, der mit einem elektrischen Ausgang eines Sensors verbunden ist, mit dem die Drehzahl des elektrischen Motors meßbar ist. Durch den Gebrauch des Sensors läßt sich mit der Regeleinheit eine Differenz zwischen einer vom Sensor gemessenen Ist- Drehzahl des Motors und einer von der Regeleinheit gemäß der Steuerregel bestimmten Soll- Drehzahl des Motors detektieren. Dadurch, daß der Motor auf eine dazu geeignete Weise angesteuert wird, wird die Ist-Drehzahl der Soll-Drehzahl entsprechend gemacht, so daß eine genaue Regulierung der Drehzahl geschaffen wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine erste, zweite und dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rasiergeräts,
Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Regeleinheit der ersten Ausführungsform des Rasiergeräts nach Fig. 1,
Fig. 4 auf unscharfer Logik basierte Zugehörigkeitsfunktionen der Eingangssignale und des Ausgangssignals eines Prozessors der Regeleinheit nach Fig. 3,
Fig. 5 eine Tafel, in der eine nach einer logischen Regel zugeordnete Klasse des Ausgangssignals als Funktion der Eingangssignale des Prozessors der Regeleinheit nach Fig. 3 dargestellt ist,
Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Regeleinheit der zweiten Ausführungsform des Rasiergeräts nach Fig. 1,
Fig. 7 auf unscharfer Logik basierte Zugehörigkeitsfunktionen der Eingangssignale und des Ausgangssignals eines Prozessors der Regeleinheit nach Fig. 6,
Fig. 8 eine Tafel, in der eine nach einer logischen Regel zugeordnete Klasse des Ausgangssignals als Funktion der Eingangssignale des Prozessors der Regeleinheit nach Fig. 6 dargestellt ist,
Fig. 9 ein Blockschaltbild einer Regeleinheit der dritten Ausführungsform des Rasiergeräts nach Fig. 1,
Fig. 10 auf unscharfer Logik basierte Zugehörigkeitsfunktionen der Eingangssignale und des Ausgangssignals eines Prozessors der Regeleinheit nach Fig. 9, und
Fig. 11 eine Tafel, in der eine nach einer logischen Regel zugeordnete Klasse des Ausgangssignals als Funktion der Eingangssignale des Prozessors der Regeleinheit nach Fig. 9 dargestellt ist.
In den Fig. 1 bis einschließlich 11 und in der nachfolgenden Beschreibung sind entsprechende Teile der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform des Rasiergeräts 1, 101 und 201 mit entsprechenden Bezugszeichen angegeben.
Wie Fig. 1 zeigt, haben die erste Ausführungsform, die zweite Ausführungsform und die dritte Ausführungsform des Rasiergeräts 1, 101, 201 nach der Erfindung ein Gehäuse 3 mit einem Griff 5 für den Gebraucher des Rasiergeräts 1, 101, 201. Das Gehäuse 3 hat eine Halterung 7, in der in Form eines Dreiecks drei kreisrunde Öffnungen 9 vorgesehen sind. In jeder Öffnung 9 der Halterung 7 ist eine kreisrunde Schneideinheit 11 vorgesehen. Die Schneideinheiten 11 haben je ein Außenschneidelement 13, das mit einem ringförmigen Kragen 15 mit schlitzförmigen Haareinfangöffnungen 17 versehen ist. Wie Fig. 2 zeigt, haben die Schneideinheiten 11 weiterhin je ein Innenschneidelement 19 mit einem Kranz von Messern 21, die sich in dem Kragen 15 des Außenschneidelementes 13 befinden. Die Innenschneidelemente 19 sind gegenüber dem Außenschneidelement 13 mit Hilfe eines in dem Gehäuse 3 vorgesehenen Elektromotor 23, der eine Motorwelle 25 mit einem Ritzel 27 aufweist und an einer Montageplatte 29 befestigt ist. Auf der Montageplatte 29 sind weiterhin drei Lagerstifte 31 befestigt, mit deren Hilfe drei Zahnräder 33 gegenüber der Montageplatte 29 drehbar gelagert sind. Die drei Zahnräder 33 sind mit dem Ritzel 27 der Motorwelle 25 des Motors 23 im Eingriff und sind je mit einer hohlen Antriebsachse 35 für eines der Innenschneidelemente 19 gekuppelt. Wie Fig. 2 zeigt, sind die Antriebsachsen 35 in einer Richtung parallel zu einer axialen Richtung X gegenüber den Zahnräder 33 verlagerbar. Zwischen den Zahnrädern 33 und den Antriebsachsen 35 ist jeweils eine mechanische Schraubfeder 37 vorgesehen, wobei die Innenschneidelemente 19 durch die Schraubfedern 37 kraftschlüssig in den Außenschneidelementen festgehalten werden, während die Außenschneidelemente 13 durch die Schraubfedern 37 mit den Rändern 39 kraftschlüssig an der Innenseite 41 der Halterung 7 anliegen. Es sei bemerkt, daß in Fig. 2 nur ein Außenschneidelement 13, ein Innenschneidelement 19, ein Lagerstift 31, ein Zahnrad 33, eine Antriebsachse 35 und nur eine Schraubfeder 37 im Schnitt sichtbar sind.
Wenn der Gebraucher das Rasiergerät 1, 101, 201 im Betrieb gegen die Haut leg, dringen die Haare dieser Haut in die Haareinfangöffnungen 17 des Außenschneidelementes 13 ein und werden daraufhin durch Zusammenarbeit der Ränder der Haareinfangöffnungen 17 und der in den Außenschneidelementen 13 sich drehenden Messern 21 der Innenschneidelemente 19 gestutzt. Unter dem Einfluß der vom Gebraucher ausgeübten Hautkontaktkraft zwischen der Haut und den Außenschneidelementen 13 werden die Schneideinheiten 11 entgegen der Vorspannung der Schraubfedern 37 gegenüber der Halterung 7 verlagert. Wenn die genannte Hautkontaktkraft relativ groß ist, werden die Schneideinheiten 11 unter dem Einfluß der Hautkontaktkraft in eine Lage gebracht, in der die Außenschneidelemente 13 nahezu in der Halterung 7 versenkt liegen. Auf diese Weise wird vermieden, daß die Haut bei einer größeren Hautkontaktkraft soweit in die Haareinfangöffnungen 17 eindringt, daß sie durch die sich drehenden Messer 21 beschädigt werden.
Die erste, die zweite und die dritte Ausführungsform des Rasiergeräts 1, 101, 201 sind mit je einer elektrischen Regeleinheit 43, 103, 203 versehen, mit der im Betrieb die Drehzahl des Motors 23 auf eine untenstehend noch näher zu beschreibende Weise regulierbar ist. Die Rasierleistung des Rasiergeräts 1, 101, 201, d. h. die Geschwindigkeit des Rasiervorgangs und die Glattheit, die während eines Rasiervorgangs erzielt wird, der Rasierkomfort, d. h. der Hautreizpegel, den der Gebraucher während eines Rasiervorgangs erfährt und der Energieverbrauch des Motors 23 sind abhängig von der Drehzahl des Motors 23. Bei einer höheren Drehzahl werden je Zeiteinheit eine größere Anzahl Haare gestutzt, so daß die Rasierleistung relativ hoch ist. Bei einer höheren Drehzahl ist jedoch auch die Anzahl Kontakte, welche die Messer 21 je Zeiteinheit mit der in die Haareinfangöffnungen 17 eingedrängten Haut machen, relativ groß, so daß der Hautreizpegel relativ hoch und der Rasierkomfort entsprechend niedrig ist. Bei einer niedrigeren Drehzahl werden je Zeiteinheit eine relativ geringe Anzahl Haare gestutzt, so daß die Rasierleistung relativ gering ist. Bei einer relativ niedrigen Drehzahl ist die Anzahl Kontakte, welche die Messer 21 je Zeiteinheit mit der in die Haareinfangöffnungen 17 gedrängten Haut machen, relativ gering, so daß der Hautreizpegel relativ niedrig und der Rasierkomfort relativ hoch ist. Der Energieverbrauch des Motors 23 ist relativ gering bei einer relativ niedrigen Drehzahl. Die Rasierleistung, der Rasierkomfort und der Energieverbrauch sind außerdem abhängig von einer Anzahl physikalischer Größen, wie beispielsweise einer Anzahl Eigenschaften des Gebrauchers, die während eines Rasiervorgangs sich ändern und außerdem von Gebraucher zu Gebraucher verschieden sind. Die Drehzahl des Motors 23 wird durch die Regeleinheit 43, 103, 203 derart als Funktion einer Anzahl nachstehend näher zu beschreibender physikalischer Größen geregelt, daß während eines Rasiervorgangs ein für den Gebraucher möglichst günstiges Verhältnis zwischen Rasierleistung, Rasierkomfort und Energieverbrauch beibehalten bzw. erreicht wird, trotz Änderungen der genannten physikalischen Größen.
Wie in den Fig. 3, 6 und 9 dargestellt, enthalten die Regeleinheiten 43, 103, 203 der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform des Rasiergeräts 1, 101, 201 einen elektrischen Ausgang 45 zum Liefern eines elektrischen Ausgangssignals UR, das einer durch die Regeleinheit 43, 103, 203 bestimmten Soll-Drehzahl des Motors 23 entspricht. Das Ausgangssignal UR wird einer an sich bekannten und üblichen elektrischen Speisung 47 des Motors 23 angeboten. Die Speisung 47 enthält eine Vergleichsschaltung 49, die das Ausgangssignal UR mit einem Signal URR vergleicht, das ein Eingangssignal der Vergleichsschaltung 49 bildet und von einem an sich bekannten und üblichen Sensor 51 geliefert wird, der in Fig. 2 dargestellt ist und die Drehzahl der Motorwelle 25 des Motors 23 liefert. Die Speisung 47 enthält weiterhin einen an sich bekannten und üblichen Regler 53, der die elektrische Speisespannung oder den Strom des Motors 23 derart regelt, daß ein von der Vergleichsschaltung 49 geliefertes Differenzsignal δuR = uRR gleich Null wird und die Ist-Drehzahl des Motors 23 der von der Regeleinheit 43, 103, 203 bestimmten Soll-Drehzahl entsprechend gemacht wird. Es sei bemerkt, daß die Vergleichsschaltung 49 und der Regler 53 auch in der Regeleinheit 43, 103, 203 vorgesehen werden können, wobei das Ausgangssignal der Regeleinheit 43, 103, 203 das Ausgangssignal des Reglers 53 ist.
Die physikalischen Größen, als deren Funktion die Drehzahl der Motors 23 der ersten Ausführungsform des Rasiergeräts 1 durch die Regeleinheit 43 geregelt wird, sind die während eines Rasiervorgangs vergangene Zeit (T) und die Anzahl Haare, welche die Schneideinheiten 11 je Zeiteinheit stutzen (Schnittfrequenz F). Wie Fig. 3 zeigt, enthält die Regeleinheit 43 der ersten Ausführungsform des Rasiergeräts 1 dazu einen ersten elektrischen Eingang 55 zum Empfangen eines ersten elektrischen Eingangssignals uT, das der während eines Rasiervorgangs vergangenen Zeit Transportrichtung entspricht, und einen zweiten elektrischen Eingang 57 zum Empfangen eines zweiten elektrischen Eingangssignals uF, das der Schnittfrequenz F entspricht, d. h. der Anzahl Haare, welche die Schneideinheiten 11 je Zeiteinheit stutzen. Die Regeleinheit 43 reguliert die Drehzahl des Motors 23 auf eine nachstehend näher zu beschreibende Art und Weise in Abhängigkeit der zwei Eingangssignale uT und uF, so daß während eines Rasiervorgangs ein besonders günstiges Verhältnis zwischen Rasierleistung, Rasierkomfort und Energieverbrauch des Rasiergeräts 1 beibehalten bzw. geschaffen und die Drehzahl des Motors 23 an die Eigenschaften des Gebrauchers weitgehend angepaßt wird.
Das erste elektrische Eingangssignal uT wird von einem Zeitgeber 59 geliefert, der einen ersten Aufnehmer des Rasiergeräts 1 bildet und die Zeit mißt, die vergangen ist seit einem Zeitpunkt, wo das Rasiergerät 1 vom Gebraucher mit Hilfe eines in Fig. 1 sichtbaren Schaltknopfes 61 eingeschaltet wurde. Der Zeitgeber 59 enthält dazu einen elektrischen Eingang 63, der mit dem Schaltknopf 61 verbunden ist. Das Eingangssignal uT wird einer Recheneinheit 65 der Regeleinheit 43 angeboten. Die Recheneinheit 65 enthält einen Speicher 67, in dem die Gesamtrasierzeit einer Anzahl, beispielsweise zehn, vorhergehender Rasiervorgänge gespeichert wird. Die Recheneinheit 65 berechnet eine mittlere Rasierzeit der genannten vorhergehenden Rasiervorgänge. Ein Ausgangssignal u%1 der Recheneinheit 65 entspricht dem Quotienten aus der während eines Rasiervorgangs vergangenen Zeit (Eingangssignal uT) und der berechneten mittleren Rasierzeit.
Das zweite elektrische Eingangssignal uF wird von einem Detektor 69 geliefert, der einen zweiten Aufnehmer des Rasiergeräts 1 bildet und mit dem eine Anzahl Haare meßbar ist, welche die Schneideinheiten 11 je Zeiteinheit stutzen (Schnittfrequenz F). Der Detektor 69 enthält dazu ein Mikrophon 71, wie beispielsweise ein an sich bekanntes und übliches Elektretmikrophon, das, wie Fig. 2 zeigt, auf der Monta geplatte 39 vorgesehen ist. Das Mikrophon 71 liefert ein Tonsignal uN, das dem Schall entspricht, den die Schneideinheiten 11 im Betrieb während eines Rasiervorgangs der über die Haareinfangöffnungen 17 angebotenen Haare erzeugen. Das Tonsignal uN wird einem an sich bekannten und üblichen elektrischen Filter 73 des Detektors 69 angeboten, das aus dem Tonsignal uN die Schnittfrequenz herausfiltert (Eingangssignal uF), d. h. die Anzahl Haare, welche die Schneideinheiten 11 je Zeiteinheit stutzen.
Wie Fig. 3 weiterhin zeigt, enthält die Regeleinheit 43 einen prozessor 75, der das Ausgangssignal uR, das der gewünschten Drehzahl des Motors 23 entspricht, als Funktion des Ausgangssignals u%T der Recheneinheit 65 und das zweite Eingangssignal uF bestimmt. Zwischen dem zweiten elektrischen Eingang 57 und dem prozessor 75 ist ein weiteres elektrisches Filter 77 vorgesehen, mit dessen Hilfe relativ kurz dauernde Änderungen in dem Eingangssignal uF gefiltert werden, so daß die Drehzahl des Motors 23 nicht unmittelbar auf schnelle und kurze Zeit dauernde Änderungen der gemessenen Schnittfrequenz F reagiert. Die gewünschte Drehzahl wird durch den Prozessor 75 gemäß der Steuerregel bestimmt, nach der die gewünschte Drehzahl (Ausgangssignal uR) zunimmt bei einer Zunahme der gemessenen Schnittfrequenz F (Eingangssignal uF). Im Betrieb werden die Innenschneidelemente 19 durch sog. Schnittkräfte belastet, die beim Stutzen der Haare auftreten. Die Schnittkräfte haben nicht nur einen Anteil in der Rotationsrichtung der Innenschneidelemente 19, wodurch der Motor 23 belastet wird, sondern haben auch einen Anteil in der axialen Richtung X. Zählerstellung durch diesen axialen Anteil der Schnittkräfte werden die Innenschneidelemente 19 gegenüber den Außenschneidelementen 13 entgegen der Vorspannkraft der schraubfedern 37 in axialer Richtung verlagert, wodurch der Abstand zwischen den Messern 21 ind den Haareinfangöffnungen 17 zunimmt und die Rasierleistung abnimmt. Dadurch, daß nach der Steuerregel die Drehzahl des Motors 23 relativ hoch ist bei relativ hohen Schnittfrequenzen F, haben die Innenschneidelemente 19 bei hoher Schnittfrequenz F einen relativ großen mechanischen Impulsmoment, so daß die Drehbewegung der Innenschneidelemente 19 relativ stabil ist und axiale Verlagerungen der Innenschneidelemente 19 gegenüber den Außenschneidelementen 13 unter dem Einfluß der auftretenden Schnittkräfte möglichst beschränkt wird. Bei relativ nie drigen Schnittfrequenzen F ist die erforderliche Stabilität der Innenschneidelemente 19 relativ gering, so daß die Drehzahl des Motors 23 in dieser Situation nach der Steuerregel beschränkt wird. Auf diese Weise werden der Hautreizpegel und der Energieverbrauch des Motors 23 bei relativ niedrigen Schnittfrequenzen F möglichst beschränkt. Weiterhin nimmt nach der Steuerregel die gewünschte Drehzahl des Motors 23 ab, wenn die während eines Rasiervorgangs vergangene Zeit zunimmt. In einer Anfangsphase des Rasiervorgangs sind die zu stutzenden Haare noch relativ lang und werden die ein erstes Mal gestutzt, während in einer Endphase des Rasiervorgangs die gewünschte Glattheit dadurch erreicht werden soll, daß die Haare weiter gestutzt werden. Wie vorher erwähnt, drückt ein mittlerer Gebraucher das Rasiergerät 1 in der genannten Endphase fester gegen die Haut als in der genannten Anfangsphase, damit die gewünschte Glattheit erreichbar ist, so daß die Gefahr vor Beschädigung der in die Haareinfangöffnungen 17 hineingedrückten Haut in der genannten Endphase bei einem mittleren Gebraucher relativ groß ist. Dadurch, daß die Drehzahl des Motors 23 nach der Steuerregel in der Endphase abnimmt, wird der Hautreizpegel in der Endphase möglichst beschränkt.
Zum Schluß ist nach der genannten Steuerregel die Zunahme der gewünschten Drehzahl des Motors 23 bei einer vorbestimmten Zunahme der Schnittfrequenz F relativ gering, wenn die während eines Rasiervorgangs vergangene Zeit relativ kurz ist und relativ groß, wenn die vergangene Zeit relativ lang ist. Es wurde festgestellt, daß es eine erste Klasse von Gebrauchern gibt, die in der Anfangsphase des Rasiervorgangs die ganze Haut ein zweites Mal behandeln, wobei die gewünschte Endglätte erreicht wird. Es gibt aber auch eine zweite Klasse von Gebrauchern, die sog. Rasiergerätegebraucher nur für bestimmte Stellen der Haut, die jeweils nur einen geringen Teil der Haut glatt rasieren, wobei jeweils die gewünschte Endglätte erreicht wird und daraufhin einen noch nicht rasierten Teil der Haut glatt rasieren. Bei dieser Klasse von Gebrauchern schwankt die gemessene Schnittfrequenz F während eines Rasiervorgangs stark und ist auch in einem späten Stadium des Rasiervorgangs periodisch eine hohe Drehzahl des Motors 23 erforderlich. Dadurch, daß nach der Steuerregel die Drehzahl des Motors 23 in einem späten Stadium des Rasiervorgangs stark zunimmt bei einer Zunahme der gemessenen Schnittfrequenz, wird auch für die genannten zweite Klasse von Gebrauchern ein möglichst günstiges Verhältnis zwischen Rasierleistung und Rasierkomfort geschaffen.
Dadurch, daß das Signal u%T dem Quotienten aus der während eines Rasiervorgangs vergangenen Zeit und der mittleren Rasierzeit während einer Anzahl vorhergehender Rasiervorgänge entspricht, wird die gewünschte Drehzahl des Motors 23 durch den prozessor 75 derart bestimmt, daß ein für den Gebraucher optimales Verhältnis zwischen Rasierleistung, Rasierkomfort und Energieverbrauch des Motors 23 erreicht wird, wenn der Rasiervorgang in der mittleren Rasierzeit stattfindet. Auf diese Weise wird für Gebraucher mit einer relativ langen mittleren Rasierzeit, sowie für Gebraucher mit einer relativ kurzen mittleren Rasierzeit ein möglichst günstiges Verhältnis zwischen Rasierleistung, Rasierkomfort und Energieverbrauch erreicht.
Die Steuerregel, nach der die Regeleinheit 43 das Ausgangssignal uR als Funktion der Eingangssignale u%T und uF bestimmt, enthält einen Algorithmus, der auf der sog. unscharfen Logik basiert. Nach diesem Algorithmus ist ein Bereich jedes der Eingangssignale u%T, uF und des Ausgangssignals uR des Prozessors 75 der Regeleinheit 43 in eine Anzahl Klassen aufgeteilt. Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Klassen, in welche die Eingangssignale u%T, up und das Ausgangssignal uR des Prozessors 75 aufgeteilt sind. Wie Fig. 4 zeigt, ist der Bereich des Eingangssignals u%T in die Klassen B (Anfangsphase), M (Mittenphase) und E (Endphase) aufgeteilt, während der Bereich des Eingangssignals uF in die Klassen L (niedrig), L/M (niedrig bis Mittelwert), M (Mittelwert), M/Hautkontaktkraft (Mittelwert bis hoch) und H (hoch) aufgeteilt. Das Ausgangssignal uR ist in die Klassen 1 (niedrigste Drehzahl) bis einschließlich 9 (höchste Drehzahl) aufgeteilt. Jedem der Eingangssignale u%T und uF wird vom Prozessor 75 gemäß der Zugehörigkeitsfunktion ständig eine Zugehörigkeit zu einer der betreffenden Klassen zugeordnet. Die Zugehörigkeitsfunktionen der Eingangssignale u%T, und uF sind in Fig. 4 dargestellt. Der Prozessor 75 ordnet dem Ausgangssignal uR im Betrieb eine Zugehörigkeit zu einer der Klassen des Ausgangssignals uR zu, die nach einer logischen Regel als Funktion der nach den Zugehörigkeitsfunktionen bestimmten Klassen der Eingangssignale u%T und uF bestimmt ist. Fig. 5 zeigt eine Tafel, in der die nach der genannten logischen Regel zugeordnete Klasse des Ausgangssignals uR als Funktion der den Eingangssignalen u%T und uF zugeordneten Klassen dargestellt ist. Es sei bemerkt, daß in Fig. 5 ausschließlich Situationen dargestellt sind, in denen die Eingangssignale u%T und uF nach den Zugehörigkeitsfunktionen je nur einer Klasse zugehören. Die Eingangssignale u%T und uF können jedoch auch zwei oder mehreren Klassen zugehören. Fig. 4 zeigt beispielsweise, daß das Eingangssignal u%T der Klasse B sowie der Klasse M zugehört, wenn das Eingangssignal u%T zwischen den Grenzwerten u%T1 und u%T3 liegt. Auch in dieser Situation bestimmt der Prozessor 75 auf eine aus der unscharfen Logik an sich bekannte Art und Weise welcher Klasse bzw. welchen Klassen das Ausgangssignal uR zugehört. Auch wenn das Ausgangssignal uR zwei Klassen zugehört, bestimmt der Prozessor 75 auf eine aus der unscharfen Logik an sich bekannte und übliche Art und Weise die Größe des Ausgangssignals uR.
Es sei bemerkt, daß der Bereich der Eingangssignale u%T und uF und des Ausgangssignals uR des prozessors 75 auch in mehr Klassen aufgeteilt werden kann als in die oben beschriebenen Klassen und daß die Teilbereiche der Klassen auch anderes aufgeteilt werden können. Auf diese Weise läßt sich die Regulierung der gewünschten Drehzahl des Motors 23 verfeinern. Durch Verwendung der genannten, auf unscharfer Logik basierter Algorithmen kann das gewünschte Verhalten des Rasiergeräts q auf einfache und darstellerische Weise in dem Steuersignal des Teilprozessors 75 festgelegt werden. Das gewünschte Verhalten des Rasiergeräts 1 kann außerdem in einer Entwurfsphase auf einfache und flexible Weise geändert werden, wenn die Kenntnisse über die Wirkung des Rasiergeräts 1 als Funktion der Drehzahl des Motors 23 sich ändern.
Die physikalischen Größen, als deren Funktion die Drehzahl des Motors 23 der zweiten Ausführungsform des Rasiergeräts 101 durch die Regeleinheit 103 reguliert wird, sind die Anzahl Haare, welche die Schneideinheiten 11 je Zeiteinheit stutzen (Schnittfrequenz F) und die Hautkontaktkraft, die während eines Rasiervorgangs zwischen der haut und den Schneideinheiten 11 auftritt. Wie Fig. 6 zeigt, enthält die Regeleinheit 103 dazu einen ersten elektrischen Eingang 105 zum Empfangen eines ersten elektrischen Eingangssignals uF, das der Schnittfrequenz F entspricht, und einen zweiten elektrischen Eingang 107 zum Empfangen eines zweiten elektrischen Ein gangssignals uC, das der auf die Schneideinheiten 11 ausgeübten Hautkontaktkraft entspricht. Das erste elektrische Eingangssignal uF wird von einem Detektor 69 geliefert, der mit einem Mikrophon 71 und einem elektrischen Filter 73 versehen ist und der dem Detektor 69 der oben beschriebenen ersten Ausführungsform des Rasiergeräts 1 entspricht. Der Detektor 69 bildet einen ersten Aufnehmer des Rasiergeräts 101. Das zweite elektrische Eingangssignal uC wird von einem ersten Prozessor 109 geliefert. Der erste Prozessor 109 berechnet einen Mittelwert dreier Signale uC1, uC2 und uC3, die je einer auf eine der schneideinheiten 11 ausgeübten Hautkontaktkraft entsprechen, die mit Hilfe eines an sich bekannten und üblichen Dehnungsmeßstreifensensors 111 gemessen wird. Wie Fig. 2 zeigt, sind die Dehnungsmeßstreifensensoren 111 je auf einer streifenförmigen mechanischen Feder 113 vorgesehen, die zwischen dem Rand 39 eines der Außenschneidelemente 13 und der Halterung 7 vorgesehen ist. Wenn die Außenschneidelemente 13 unter dem Einfluß einer Hautkontaktkraft gegenüber der Halterung 7 entgegen der Vorspannkraft der Schraubfedern 37 verlagert werden, werden die streifenförmigen Federn 113 elastisch verformt. Da die mechanische Starrheit der Schraubfedern 37 und der streifenförmigen Federn 113 vorher bestimmt worden ist, ist aus einer mit Hilfe der Dehnungsmeßstreifensensoren 111 gemessenen Verformung der streifenförmigen Federn 113 die auf die einzelnen Schneideinheiten 11 ausgeübte Hautkontaktkraft herleitbar. Die Dehungsmeßstreifensensoren 111 bilden einen zweiten Aufnehmer des Rasiergeräts 101.
Es sei bemerkt, daß in Fig. 2 nur ein einziger Dehnungsmeßstreifensensor 111 und nur eine streifenförmige Feder 113 mittels einer gestrichelten Linie dargestellt ist.
Wie Fig. 6 zeigt, enthält die Regeleinheit 103 einen zweiten Prozessor 115, der das Ausgangssignal uR, das der gewünschten Drehzahl des Motors 23 entspricht, bestimmt als Funktion des ersten Eingangssignals uF und des zweiten Eingangssignals uC. Zwischen dem ersten elektrischen Eingang 105 und dem zweiten prozessor 115 ist ein elektrisches Filter 77 vorgesehen, das dem elektrischen Filter 77 der Regeleinheit 43 des oben beschriebenen Rasiergeräts 1 entspricht, während zwischen dem zweiten elektrischen Eingang 107 und dem zweiten Prozessor 115 ein weiteres elektrisches Filter 117 vorgesehen ist. Das elektrische Filter 117 filtert relativ kurze Änderungen in dem Eingangssignal uC, so daß die Drehzahl des Motors 23 nicht unmittelbar auf schnelle und kurze Zeit dauernde Änderungen der gemessenen Hautkontaktkraft reagiert.
Die gewünschte Drehzahl wird durch den zweiten Prozessor 115 gemäß einer Steuerregel bestimmt, nach der die gewünschte Drehzahl (Ausgangssignal uR) bei einer Zunahme der gemessenen Schnittfrequenz F (Eingangssignal uF) zunimmt, während nach der Steuerregel die gewünschte Drehzahl abnimmt, wenn die gemessene Hautkontaktkraft (Eingangssignal uC) zunimmt. Dadurch, daß die Drehzahl bei einer Zunahme der Schnittfrequenz zunimmt, wird ebenso wie bei dem Rasiergerät 1 eine höhere Stabilität der Drehbewegung des Innenschneidelementes 19 geschaffen, wenn die Schnittfrequenz zunimmt, so daß axiale Verlagerungen der Innenschneidelemente 19 unter dem Einfluß der auftretenden Schnittkräfte möglichst vermieden werden. Dadurch, daß nach der Steuerregel die Drehzahl bei einer Zunahme der gemessenen Hautkontaktkraft abnimmt, wird die Anzahl Kontakte zwischen der haut, die bei einer hohen Hautkontaktkraft relativ weit in die Haareinfangöffnungen 17 eingedrückt wird, und den sich drehenden Messern 21 möglichst beschränkt. Auf diese Weise wird auch bei einer relativ großen Hautkontaktkraft ein möglichst günstiger Rasierkomfort beibehalten, während außerdem der Energieverbrauch des Motors 23 bei einer relatib großen Hautkontaktkraft beschränkt wird.
Die Steuerregel, nach der die Regeleinheit 103 das Ausgangssignal uR als Funktion der Eingangssignale uF und uC bestimmt, enthält ebenso wie die Steuerregel der Regeleinheit 43 des Rasiergeräts 1 einen Algorithmus, der auf unscharfer Logik basiert ist. Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Klassen und der Zugehörigkeitsfunktionen der Eingangssignale uF und uC und de Ausgangssignals uR des zweiten Prozessors 115. Die Klassen und die Zugehörigkeitsfunktionen des Eingangssignals uF und des Ausgangssignals uR entsprechen den in Fig. 4 dargestellten Klassen und Zugehörigkeitsfunktionen des Eingangssignals uF und des Ausgangssignals uR des Prozessors 75 des Rasiergeräts 1. Das Eingangssignal uC ist ebenso wie das Eingangssignal uF in die Klassen L (niedrig), L/M (niedrig bis Mittelwert), M (Mittelwert), M/H (Mittelwert bis hoch) und H (hoch) aufgeteilt. Fig. 8 zeigt eine Tafel, in der von dem zweiten Prozes sor 115 nach einer logischen Regel zugeordnete Klasse des Ausgangssignals uR als Funktion der den Reingangssignalen uF und uC zugeordneten Klassen dargestellt ist.
Die physikalischen Größen, als deren Funktion die Drehzahl des Motors 23 der dritten Ausführungsform des Rasiergeräts 201 durch die Regeleinheit 203 reguliert wird, sind die während eines Rasiervorgangs vergangene Zeit (T) und die Hautkontaktkraft, die während eines Rasiervorgangs durch die Haut auf die Schneideinheiten 11 ausgeübt wird. Wie Fig. 1 zeigt, enthält das Rasiergerät 201 außerdem ein bedienungselement 205, mit dessen Hilfe ein Gebraucher des Rasiergeräts 201 ein von ihm gewünschtes Verhältnis zwischen Rasierkomfort und Rasierleistung einstellen kann. Das Bedienungselement 205, das in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie angegeben ist, ist auf dem Gehäuse 3 des Rasiergeräts 201 angebracht und hat einen Schiebeknopf 207, der vom Gebraucher in eine Anzahl Positionen eingestellt werden kann. Wie Fig. 9 zeigt, hat die Regeleinheit 203 einen ersten elektrischen Eingang 209 zum Empfangen eines ersten elektrischen Eingangssignals uT, das der während eines Rasiervorgangs vergangenen Zeit T entspricht, einen zweiten elektrischen Eingang 211 zum Empfangen eines zweiten elektrischen Eingangssignals uC, das der auf die Schneideinheiten 11 ausgeübten Hautkontaktkraft entspricht, und einen dritten elektrischen Eingang 213 zum Empfangen eines dritten elektrischen Eingangssignals uS, das von dem Bedienungselement 205 geliefert wird und einem vom Gebraucher eingestellten gewünschten Verhältnis zwischen Rasierleistung und Rasierkomfort entspricht. Das erste elektrische Eingangssignal uT wird von einem Zeitgeber 59 geliefert, der dem Zeitgeber 59 des oben beschriebenen Rasiergeräts 1 entspricht und einen ersten Aufnehmer des Rasiergeräts 201 bildet. Die Regeleinheit 203 enthält zugleich eine Recheneinheit 65 mit einem Speicher 67, der der Recheneinheit 65 der Regeleinheit 43 des Rasiergeräts 1 entspricht und eine mittlere Rasierzeit einer Vielzahl vorhergehender Rasiervorgänge berechnet. Ein Ausgangssignal u%T der Recheneinheit 65 entspricht dem Quotienten aus der während eines Rasiervorgangs vergangenen Zeit (Eingangssignal uT) und der berechneten mittleren Rasierzeit. Das Rasiergerät 201 enthält ebenso wie das oben beschriebene Rasiergerät 1 drei Dehnungsmeßstreifensensoren 111, die einen zweiten Aufnehmer des Rasiergeräts 201 bilden und je auf einer streifenförmigen mechanischen Feder 113 vorgesehen sind. Die Dehnungsmeßstreifensensoren 111 und die streifenförmigen Federn 113 des Rasiergeräts 201 entsprechen den Dehnungsmeßstreifensensoren 111 und den streifenförmigen Federn 113 des Rasiergeräts 101. Das zweite elektrische Eingangssignal uC der Regeleinheit 203 wird von einem ersten Prozessor 109 geliefert, der dem ersten Prozessor 109 des Rasiergeräts 101 entspricht und aus den drei Signalen uC1, uC2 und uC3 einen Mittelwert berechnet, wobei diese Signale einer auf eine der Schneideinheiten 11 ausgeübten und mit Hilfe eines der Dehnungsmeßstreifensensoren 111 gemessenen Hautkontaktkraft entsprechen.
Wie Fig. 9 weiterhin zeigt, enthält die Regeleinheit 203 einen zweiten Prozessor 215, der das Ausgangssignal uR, das der gewünschten Drehzahl des Motors 23 entspricht, als Funktion des Ausgangssignals u%T der Recheneinheit 65, das zweite Eingangssignal uC und das dritte Eingangssignal uS bestimmt. Zwischen dem zweiten elektrischen Eingang 211 und dem zweiten Prozessor 215 ist weiterhin ein elektrisches Filter 117 vorgesehen, das dem elektrischen Filter 117 der Regeleinheit 103 des Rasiergeräts 101 entspricht. Die gewünschte Drehzahl wird durch den zweiten prozessor 215 nach einer Steuerregel bestimmt, nach der die gewünschte Drehzahl abnimmt, wenn die während eines Rasiervorgangs vergangene Zeit zunimmt. Wie vorher bestimmt wurde, ist bei einem Durchschnittsgebraucher des Rasiergeräts 201 die Anzahl zu stutzender Haare je Einheit der Hautoberfläche in einer Anfangsphase des Rasiervorgangs größer als in der Endphase des Rasiervorgangs. Auf diese Weise ist die Drehzahl, die in der Anfangsphase erforderlich ist zum Erhalten einer ausreichenden Stabilität der sich drehenden Innenschneidelemente 19, größer als die Drehzahl, die in der Endphase erforderlich ist. Weiterhin nimmt nach der Steuerregel die gewünschte Drehzahl bei einer Zunahme der gemessenen Hautkontaktkraft zu, wenn das bedienungselement 205 in eine Position (P) gebracht ist, in der der Gebraucher eine relativ hohe Rasierleistung und einen relativ geringen Rasierkomfort wünscht, während die gewünschte Drehzahl bei einer Zunahme der gemessenen Hautkontaktkraft abnimmt, wenn das Bedienungselement 205 in eine Position (C) gebracht ist, in der der Gebraucher eine relativ geringe Rasierleistung und einen relatib hohen Rasierkomfort wünscht. Wenn die Hautkontaktkraft zunimmt, dringt die Haut tiefer in die Haareinfangöffnungen 17 der Außenschnei delemente 13 ein, wodurch die Anzahl Haar, welche die Schneideinheiten 11 je Zeiteinheit stutzen sollen, zunimmt. Außerdem nimmt die Gefahr vor Kontakten zwischen Haut und sich drehenden Innenschneidelementen 19 zu. Wenn das Bedienungselement 205 in der Position P steht, nimmt die Drehzahl des Motors 23 bei zunehmender Hautkontaktkraft zu, so daß die Stabilität der sich drehenden Innenschneidelemente 19 zunimmt und die Rasierleistung auf Kosten des Rasierkomforts zunimmt. Wenn das Bedienungselement in der Position C steht, nimmt die Drehzahl des Motors 23 bei einer zunehmenden Hautkontaktkraft ab, so daß die Anzahl Kontakte, welche die Innenschneidelemente 19 je Zeiteinheit mit der haut machen, abnimmt und der Rasierkomfort trotz der höheren Hautkontaktkraft auf Kosten der Rasierleistung beibehalten wird. Wie Fig. 1 zeigt, läßt sich das Bedienungselement 205 auch in eine Mittenposition (M) bringen, wobei der Gebraucher ein mittleres Verhältnis zwischen der Rasierleistung und dem Rasierkomfort wünscht. In der Mittenposition des Bedienungselementes 205 ist die gewünschte Drehzahl nach der Steuerregel unabhängig von der gemessenen Hautkontaktkraft und ausschließlich abhängig von der während eines Rasiervorgangs vergangenen Zeit.
Die Steuerregel, nach der die Regeleinheit 203 das Ausgangssignal uR als Funktion der Eingangssignale u%T, uC und uS bestimmt, enthält ebenso wie die Steuerregeln der Regeleinheiten 43 und 103 der Rasiergeräte 1 und 101 einen Algorithmus, der auf unscharfer Logik basiert. Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Klassen und der Zugehörigkeitsfunktionen der Eingangssignale U%T, uC und uS und des Ausgangssignals uR des zweiten prozessors 215. Die Klassen und die Zugehörigkeitsfunktionen des Eingangssignals U%T und des Ausgangssignals uR entsprechen den in Fig. 4 dargestellten Klassen und Zugehörigkeitsfunktionen des Eingangssignals U%T und des Ausgangssignals uR des Prozessors 75 des Rasiergeräts 1. Das Eingangssignal uC ist in die Klassen L, (niedrig), M (Mittelwert) und H (hoch) aufgeteilt, während das Eingangssignal uS in die Klassen P (hohe Rasierleistung, geringer Rasierkomfort), M (mittlere Rasierleistung und mittlerer Rasierkomfort) und C (geringe Rasierleistung, hoher Rasierkomfort). Fig. 11 zeigt zum Schluß eine Tafel, in der die von dem zweiten Prozes sor 215 nach der logischen Regel zugeordnete Klasse des Ausgangssignals uR als Funktion der den Eingangssignalen u%T, uC und uS zugeordneten Klassen.
Es sei bemerkt, daß die oben beschriebenen Rasiergeräte 1, 101, 201 mit je drei Schneideinheiten 11 mit einem Außenschneidelement 13 und einem in dem Außenschneidelement 13 drehbaren Innensehneidelement 19 versehen sind. Die Erfindung läßt sich aber auch anwenden bei Rasiergeräten, die mit einer Schneideinheit mit einem Außenschneidelement und einem Innenschneidelement versehen sind, das eine Schwingbewegung gegenüber dem Außenschneidelement durchführt. Weiterhin läßt sich die Erfindung auch anwenden bei Rasiergeräten, die eine andere Anzahl, beispielsweise nur eine oder zwei, Schneidelemente aufweisen.
Weiterhin sei bemerkt, daß statt der Regeleinheit 43, 103, 203 auch eine andere Art von Regeleinheit verwendet werden kann zur Regulierung der Drehzahl des Motors 23. Statt der Regeleinheit 43, 103, 203, die auf einer Steuerregel nach der unscharfen Logik basieren, kann beispielsweise eine Regeleinheit verwendet werden, die auf üblichen mathematischen Regeln basiert ist. Die regeleinheit 43, 103, 203 kann auch eine andere Steuerregel aufweisen, d. h. einen anderen Zusammenhang zwischen den Eingangssignalen und dem Ausgangssignal.
Ferner sei bemerkt, daß die Drehzahl der Rasiergeräte 1, 101, 201 durch die Regeleinheit 43, 103, 203 als Funktion zweier physikalischer Größen regulierbar ist. Nach der Erfindung kann die Drehzahl jedoch auch als Funktion nur einer physikalischen Größe oder als Funktion von mehr als zwei physikalischen Größen regulierbar sein, wobei auch andere Größen als die Größen verwendet werden können, die in den Ausführungsbeispielen genannt wurden. Weiterhin kann das erfindungsgemäße Rasiergerät mit oder ohne Bedienungselement für das gewünschte Verhältnis zwischen Rasierkomfort und Rasierleistung augebildet sein.
Zum Schluß sei bemerkt, daß die in den Ausführungsbeispielen genannten physikalischen Größen auch mit Hilfe eines anderen Aufnehmeryps gemessen werden können. So kann beispielsweise die Hautkontaktkraft zwischen Haut und Außenschneidelement auch mit Hilfe eines Sensors gemessen werden, der die Position der Außenschneidelemente gegenüber der Halterung mißt, wobei die Hautkontaktkraft aus der gemessenen Position und der Starrheit der durch die Verlagerung verformten mechanischen Feder herleitbar ist.

Claims

1. Rasiergerät (1, 101, 201) mit mindestens einer Schneideinheit (11), die mit einem Außenschneidelement (12) mit mindestens einer Haarfangöffnung (17) und mit einem Innenschneidelement (19) versehen ist, das gegenüber dem Außenschneidelement von einem Elektromotor (23) antreibbar ist, wobei der Elektromotor eine Drehzahl hat, die durch eine elektrische Regeleinheit (43, 103, 203) regulierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät einen Aufnehmer aufweist und daß die elektrische Regeleinheit eine vorwärtsgekoppelte Regeleinheit ist, welche die Drehzahl entsprechend einer vorbestimmten Steuerregel als Funktion mindestens einer physikalischen Größe variiert, die mit Hilfe des genannten Aufnehmers meßbar ist.

2. Rasiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe des Aufnehmers (69) eine Anzahl Haare meßbar ist, das die Schneideinheit während einer Zeiteinheit schneidet.

3. Rasiergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer (69) mit einem Mikrophon (71) versehen ist, mit dem ein von der Schneideinheit erzeugbares Tonsignal detektierbar ist, und mit einem elektrischen Filter (173), mit dem aus dem Tonsignal eine Schneidefrequenz filterbar ist.

4. Rasiergerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Steuerregel bei Zunahme der gemessenen Anzahl Haare, welche die Schneideinheit je Zeiteinheit schneidet, die Drehzahl zunimmt.

5. Rasiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auf nehmer (63) eine Zeit messen kann, die während eines Rasiervorgangs vergangen ist.

6. Rasiergerät nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinheit (43) mit einer Recheneinheit (65) versehen ist zum Berechnen einer mittleren Rasierzeit während einer Anzahl vorhergehender Rasiervorgänge, wobei die Regelein heit (43) die während eines Rasiervorgangs vergangene Zeit (T) im Verhältnis zu der berechneten mittleren Rasierzeit berechnet.

7. Rasiergerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Steuerregel die Drehzahl abnimmt, wenn die während eines Rasiervorgangs vergangene Zeit (T) zunimmt.

8. Rasiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer (107, 109) eine auf die Schneideinheit ausgeübte Hautkontaktkraft messen kann.

9. Rasiergerät nach Anspruch 2, 3 oder 4 und nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer der eine von der Schneideeinheit je Zeiteinheit gestutzte Anzahl Haare messen kann, ein erster Aufnehmer (69) des Rasiergeräts ist, der mit einem ersten elektrischen Eingang (57) der Regeleinheit (43) verbunden ist, und daß der Aufnehmer, mit dessen Hilfe eine während eines Rasiervorgangs vergangene Zeit meßbar ist, ein zweiter Aufnehmer (59) des Rasiergeräts ist, der mit einem zweiten elektrischen Eingang der Regeleinheit verbunden ist, während die Regeleinheit einen elektrischen Ausgang (45) aufweist zum Liefern eines Ausgangssignals (uR), das einer gemäß der Steuerregel bestimmten Drehzahl entspricht.

10. Rasiergerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer vorbestimmten Zunahme der gemessenen Anzahl Haare, welche die Schneideinheit je Zeiteinheit schneidet, nach der Steuerregel die Drehzahl relativ wenig zunimmt, wenn die während eines Rasiervorgangs vergangene Zeit relativ kurz ist, und relativ stark zunimmt, wenn die während eines Rasiervorgangs vergangene Zeit relativ lang ist.

11. Rasiergerät nach Anspruch 2, 3 oder 4 und Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer, mit dessen Hilfe eine Anzahl Haare meßbar ist, welche die Schneideinheit während einer Zeiteinheit schneidet, ein erster Aufnehmer (69) des Rasiergeräts ist, der mit einem ersten elektrischen Eingang (105) der Regeleinheit (103) verbunden ist, und daß der Aufnehmer, mit dessen Hilfe eine auf die Schneideinheit ausübbare Hautkontaktkraft meßbar ist, ein zweiter Aufnehmer (107, 109) des Rasiergeräts ist, der mit einem zweiten elektrischen Eingang (107) der Regeleinheit verbunden ist, während die Regeleinheit einen elektrischen Ausgang (45) aufweist zum Liefern eines Ausgangssignals, das einer gemäß der Steuerregel bestimmten Drehzahl entspricht.

12. Rasiergerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Steuerregel die Drehzahl abnimmt, wenn die auf die Schneideinheit ausgeübte Hautkontaktkraft zunimmt.

13. Rasiergerät nach Anspruch 5, 6 oder 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer, mit dessem Hilfe eine während eines Rasiervorgangs vergangene Zeit meßbar ist, ein erster Aufnehmer (59) des Rasiergeräts ist, der mit einem ersten elektrischen Eingang (209) der Regeleinheit (203) verbunden ist, und daß der Aufnehmer, mit dessen Hilfe eine auf die Schneideinheit ausgeübte Hautkontaktkraft meßbar ist, ein zweiter Aufnehmer (207, 209) des Rasiergeräts ist, der mit einem zweiten elektrischen Eingang (211) der Regeleinheit (203) verbunden ist, während die Regeleinheit einen elektrischen Ausgang (45) hat zum Liefern eines Ausgangssignals (uR), das einer nach der Steuerregel bestimmten Drehzahl entspricht.

14. Rasiergerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Steuerregel die Drehzahl nahezu unabhängig ist von der auf die Schneideinheit ausgeübten Hautkontaktkraft, wenn die während eines Rasiervorgangs vergangenen Zeit relativ kurz ist, während die Drehzahl bei einer Zunahme der auf die Schneideinheit ausgeübten Hautkontaktkraft abnimmt, wenn die während eines Rasiervorgangs vergangene Zeit relativ lang ist.

1 S. Rasiergerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinheit (43, 103, 203) einen elektrischen Eingang (243) hat, der mit einem elektrischen Ausgang eines Bedienungselementes (205) verbunden ist, mit dem ein gewünschtes Verhältnis zwischen Rasierleistung und Rasierkomfort einstellbar ist.

16. Rasiergerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerregel die Drehzahl entsprechend einem Algorithmus auf Basis unscharfer Logik steuert.

17. Rasiergerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit einen elektrischen Eingang hat, der mit einem elektrischen Ausgang eines Sensors (51) verbunden ist, der die Drehzahl des Elektromotors (23) messen kann.