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Die
Erfindung betrifft Rasiersysteme mit einer Vielzahl von Öffnungen
sowie Verfahren zum Herstellen solcher Rasiersysteme unter Verwendung nicht
schleifender Schärfungstechniken.
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Anstrengungen
zur Verbesserung der Nassrasurqualität sind seit vielen Jahren unternommen worden.
Zu den Verbesserungswegen, die erforscht worden sind, gehört die eigentliche
Klingen- und Schneidflankengestaltung. Dazu wurden Rasierer mit
Schneidflanken entwickelt, die nicht wie bei den meisten herkömmlichen
Klingen gerade sind, sondern kreisförmige oder auf andere Art und
Weise gerundete Öffnungen
darstellen, die sich innerhalb des Körpers der Klinge befinden.
Derartige Systeme bieten den Vorteil, dass sie dem Benutzer eine
Rasur in vielen Richtungen erlauben – im Gegensatz zu einer einzigen
Richtung bei den meisten Klingen. Zu den Beispielen für Klingen
mit kreisförmigen Öffnungen zählen das
US-Patent Nr. 5,604,983, erteilt an Simms et al., das US-Patent
Nr. 5,490,329, erteilt an Chyliniski et al., sowie das US-Patent
Nr. 4,483,068, erteilt an Clifford. Während die Abmessungen sowie
die Form der eigentlichen Öffnungen
in den jeweiligen Beispielen variieren, bleiben die Verfahren zum
Herstellen der Öffnungen
in diesen Beispielen praktisch dieselben. Das gängige Verfahren zum Herstellen der Öffnungen
ist das herkömmliche
Schleifverfahren zum Schärfen
der Klingen, was ein erhebliches Teilehandling erfordert und manchmal
mit einem zusätzlichen
Entgratungsschritt kombiniert wird. Folglich sind Herstellung und
Klingenkonstruktion von Rasierern mit Öffnungen durch die Einschränkungen
des herkömmlichen
Rasiererschleifens begrenzt.
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Die
US-3,881,373 offenbart ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Erfindungsgemäß wird ein
Verfahren bereitgestellt, wie es im Anspruch 1 definiert ist.
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Des
Weiteren sind optionale Merkmale der Erfindung in den abhängigen Ansprüchen und
deren Beschreibung definiert.
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Somit
stellt die Erfindung in vorteilhafter Weise ein Verfahren zum Herstellen
von Rasiererklingen mit einer Vielzahl von geschärften Öffnungen bereit, welches keine
herkömmlichen
Schleif- und Entgratungsschritte anwendet, sondern stattdessen eine
effizientere und flexiblere Löcherherstellungs-
und Flankenschärfungstechnologie
verwendet. Es ist auch ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass
ein Verfahren zur Herstellung von Rasiererklingen mit Schneidflankenöffnungen
bereitgestellt wird, bei denen keine herkömmlichen Schleiftechniken angewandt
werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass zumindest eine
elektroerosive Bearbeitung und möglicherweise
auch eine elektrochemische Bearbeitung, eine elektrolytische Bearbeitung,
eine Laserstrahlbearbeitung, eine Elektronenstrahlbearbeitung, eine
fotochemische Bearbeitung, eine Ultraschallbearbeitung und andere
nicht herkömmliche
Verfahren angewandt werden, um Schneidflankenöffnungen in Rasiererklingen
auszubilden. Demgemäß sind Struktur
und Ausgestaltung der Schneidflankenöffnungen nicht auf die für das Schleifen
geeigneten Formen, Größen und
Orte beschränkt.
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung sind auf ein Verfahren zum Herstellen
einer Klinge mit einer Vielzahl von Öffnungen mit geschärften Flanken
gerichtet. Im Gegensatz zum herkömmlichen
Schleifverfahren verwendet die vorliegende Erfindung eine elektroerosive
Bearbeitung, um die Klingenflanken zu schärfen. Infolge der Durchführung dieser
nicht herkömmlichen
Herstellungstechnik unterscheidet sich die entstehende Klingen-
und Flankenkonstruktion von mittels herkömmlicher Schleifverfahren gebildeten
Klingen.
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Es
folgt nun eine Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
mittels eines nicht einschränkenden
Beispiels, wobei Bezug auf die dazugehörigen Zeichnungen genommen
wird, bei denen
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die 1 eine
Seitenansicht eines elektrochemischen Bearbeitungswerkzeugs zeigt,
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die 2 eine
Seitenansicht einer mittels elektrochemischer Bearbeitung ausgebildeten
Klingenöffnung
zeigt,
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die 3 eine
Ansicht einer mittels elektrochemischer Bearbeitung ausgebildeten
Klingenflanke und -öffnung
zeigt,
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die 4 eine
Ansicht einer Rasiererklinge mit Öffnungen zeigt, welche mittels
der Verfahren der vorliegenden Erfindung gebildet werden, und
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die 4a eine
Ansicht eines Querschnitts einer Rasiererklinge mit Öffnungen
zeigt, die unter Verwendung der Verfahren in der vorliegenden Erfindung
gebildet werden.
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Im
Folgenden wird nun Bezug auf die vorliegend bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung genommen.
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Rasiererklingen
mit allgemein kreisförmigen Öffnungen
sind lange Zeit mittels Durchführung
herkömmlicher
Schleiftechniken hergestellt worden, um die Schneidflanken zu bilden.
Das Schleifen einer nicht geraden Flanke ist schwierig, erfordert
ein umfangreiches Teilehandling und schränkt Konstruktion und Gestaltung
der endgültigen
Klinge ein. Schleiftechniken erfordern oft eine anschließende Verarbeitung
wie z.B. das Entgraten der Klingen, um gefährliche Grate zu entfernen.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Herstellen einer
Rasiererklinge mit einer Vielzahl von Öffnungen mit geschärften Flanken
zum Rasieren bereit. Das Verfahren zum Herstellen der Rasiererklinge
der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von den bekannten
Verfahren dadurch, dass kein Schleifvorgang angewandt wird. Stattdessen
offenbart die vorliegende Erfindung alternative Verfahren zum Herstellen
einer Rasiererklinge mit einer Vielzahl von Schneidöffnungen.
Diese alternativen Verfahren erfordern kein umfangreiches Teilehandling
und schränken
die Klingenausgestaltung nicht ein.
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Bei
der Ausbildung einer Rasiererklinge mit einer Vielzahl von Schneidöffnungen
ist es wichtig, dass sich das Haar in die Löcher erstreckt, die Haut über die
Löcher
gleitet und der passende Schneidwinkel erhalten wird. Innerhalb
einer Öffnung
ausgebildete Schneidflanken liefern nicht die gewünschten Rasierergebnisse,
weil die Haar- und
Hautbewegung über
die eigentliche Schneidfläche
der Klinge minimal ist. Die Ausbildung einer sich oberhalb der Rasierebene
erstreckenden Flanke verbessert die Wirksamkeit und Qualität der Rasur
erheblich. Im Allgemeinen würde
man bei einem guten Beispiel für
ein zufrieden stellendes System eine Öffnungsschneidflanke vorfinden,
die etwa 0,03 mm von der Klingenoberfläche bei einem Winkel von etwa
15° vorspringt.
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Der
erste Schritt beim Ausbilden der Lochrasiererklinge mit einer sich
oberhalb der Rasurebene erstreckenden Schneidflanke besteht in dem
Verformen des gewünschten
Rasierklingenmaterials, vorzugsweise Edelstahl. Der Stahl wird unter
Verwendung einer Vorrichtung verformt, die eine Vielzahl von Kegeln
aufweist, die gegen den Stahl zur Ausbildung von Vertiefungen gepresst
werden. Der bevorzugte Vertiefungswinkel liegt im Bereich von 5° bis 45° von der
Rasierebene. Praktisch jede gewünschte
Anzahl, Form oder Ausrichtung der Vertiefungen lässt sich realisieren. Nach
der Ausbildung der Vertiefungen im Stahl wird der Stahl gehärtet, woraufhin
die Löcher und
Schneidflanken zumindest mit Hilfe einer elektroerosiven Bearbeitung
und möglicherweise
auch mit Hilfe einer oder mehrerer der bekannten Vorgänge wie
elektrochemische Bearbeitung (electrochemical machining = ECM),
elektroerosive Bearbeitung (electrical discharge machining = EDM),
elektrolytische Bearbeitung, Laserstrahlbearbeitung (laser-beam machining
= LBM), Elektronenstrahlbearbeitung (electron-beam machining = EBM),
fotochemische Bearbeitung (photochemical machining = PCM) oder Ultraschallbearbeitung
(ultrasonic machining = USM) ausgebildet werden. Der Flankenausbildung
können sich
ein metallisches oder nicht metallisches Ergänzungsbeschichten sowie Prozeduren
anschließen, die
im Stand der Technik üblich
sind, zum Beispiel ein Beschichten mit Polytetrafluorethylen (Teflon)
oder anderen schmierfähigen
Materialien, gefolgt von Wärmebehandlungen.
Jeder der nicht herkömmlichen
Bearbeitungsvorgänge
bietet verschiedene Vorteile und kann abhängig vom gewünschten
Ergebnis angewandt werden. Keines der Flankenausbildungsvorgänge verlangt
ein umfangreiches Teilehandling oder schränkt die Klingenausgestaltung
in irgendeiner Weise ein.
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Beim
EDM-Verfahren wird ein EDM-Werkzeug verwendet, das in die zu schneidende
Fläche eingeführt wird.
Ein dielektrisches Fluid wird in die zu schneidende Fläche eingebracht,
und rasche, sich wiederholende Funkenentladungen werden zwischen
dem Werkzeug und dem Stahl eingeleitet, um leitendes Material zu
entfernen und somit eine Öffnung
herzustellen. Eine Vielzahl von Werkzeugen kann zur Herstellung
der Vielzahl der gewünschten Öffnungen
eingesetzt werden. Das EDM-Verfahren ist dann besonders nützlich,
wenn der Schneidvorgang unregelmäßig ist,
und kann bis zu 200 Löcher gleichzeitig
erzeugen.
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Beim
ECM-Verfahren wird Stahl mittels anodischer Auflösung in einem schnell fließenden Elektrolyten
zwischen dem Stahl und der geformten Elektrode geschnitten. Wie
beim EDM-Verfahren kann auch das ECM-Verfahren angewandt werden,
um eine Vielzahl von Öffnungen
gleichzeitig herzustellen, und bis zu 100 Löcher können auf einmal erzeugt werden. Ähnlich wie
beim EDM-Verfahren ist auch das ECM-Verfahren immer dann besonders nützlich für das Schneiden,
wenn die Schnitte ungleichmäßig sind.
Die 1 zeigt das ECM-Werkzeug 10, welches
in die zu schneidende Fläche
eingeführt
wird. Während
beliebige Abmessungen ausgewählt
werden können,
haben bevorzugte Abmessungen für das
ECM-Werkzeug eine Breite von etwa 2,7 mm, einen abgewinkelten Kegelbereich 11 mit
einer Höhe von
etwa 0,75 mm, um die passende Schneidflanke zu bilden, sowie einen
Winkel im Bereich von etwa 10° bis
40°, und
vorzugsweise 35°,
zwischen der Oberfläche
des abgewinkelten Kegelbereichs 11 und der Rasurebene.
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2 zeigt
die entstehende Lochklinge 20, die unter Anwendung des
obigen ECM-Werkzeugbeispiels
hergestellt worden ist. Die entstehende Lochklinge 20 würde die
gewünschten
Abmessungen einer Öffnungsbreite 21 von
etwa 2,5 mm haben, eine Schneidflankenhöhe von etwa 0,03 mm sowie einen Schneidwinkel
von etwa 165° zwischen
der flachen Flanke der Klinge 22 und der Außenseitenschneidflanke 23 sowie
etwa 20° zwischen
der Innenseite 24 und der Außenseite 23 der Schneidflanke.
Diese ungefähren
Abmessungen für
eine Schneidflanke am Rand der Öffnung
erlauben es, dass die Haut über die Öffnung gleiten
und das Haar leicht geschnitten werden kann. Wie in der 3 zu
sehen ist, formt das ECM-Werkzeug 10 die Klingenflanke 25 durch Entfernen
von Material vom Rand der vorgeformten Vertiefungen. Die Schattenlinie 23A zeigt
die ursprüngliche
Spitze der Vertiefung vor der Verwendung des ECM-Werkzeugs, während die
Schattenlinie 24A die ursprüngliche Unterseite der Vertiefung vor
der Verwendung des ECM-Werkzeugs verdeutlicht. Wie in der 3 zu
sehen ist, wird der Innenrand der Vertiefung elektrochemisch über das ECM-Werkzeug
bei einem steileren Winkel entfernt, wodurch der Innenrand 24 sowie
eine Lochöffnung gebildet
werden. Eine Vielzahl von ECM-Werkzeugen oder ein ECM-Werkzeug aus
einer Anordnung der Strukturen der 1 können zur
Herstellung der Vielzahl der gewünschten Öffnungen
in dem gewünschten
Muster eingesetzt werden. Die 4 und 4a zeigen
Beispiele für Öffnungsmuster,
bei denen die Öffnungen 21 kreisförmig sind.
Das ECM-Verfahren ist immer dann besonders nütz lich, wenn der Schneidvorgang
unregelmäßig ist,
und bis zu 100 Löcher
lassen sich gleichzeitig herstellen.
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Andere
alternative Verfahren sind auch zum Herstellen von Rasiererklingen
mit einer Vielzahl von Schneidöffnungen
in Kombination mit dem Verfahren des Anspruchs 1 durchführbar. Bei
der elektrolytischen Bearbeitung wird eine elektrolytische Lösung eingesetzt,
welche den Stahl umgibt und bei der Gleichstrom zwischen dem Werkzeug
und dem Stahlwerkstück
fließen
kann. Die Auflösung
des Materials zur Ausbildung der Öffnungen ist proportional zum
Strom, der zwischen dem Werkzeug und dem Stahl erzeugt wird. Die
elektrolytische Bearbeitung umfasst die spezialisierte Vollform-Bearbeitungstechnik,
bekannt als ECM, wie weiter oben beschrieben. Bei der Laserstrahlbearbeitung
wird einfach das Loch mittels Schmelzen, Ablation und Verdampfen des
Stahls an der gewünschten
Stelle geschnitten. Dieses Verfahren ist besonders nützlich,
da das Schneidsystem schnell einstellbar ist, jedoch können bei
der Laserbearbeitung praktisch nur 2 Löcher gleichzeitig hergestellt
werden. Bei der Elektronenstrahlbearbeitung wird ein Elektronenstrahl
zum Schmelzen und Verdampfen des Materials verwendet. Der Elektronenstrahl
besteht aus einem gebündelten
Strahl von Elektronen, die auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt
werden. Bei dieser Technik kann praktisch nur ein Loch zu einer
gegeben Zeit hergestellt werden, aber es werden Löcher bei
einer Herstellungsgeschwindigkeit von 5000 Löchern pro Sekunde ausgebildet.
Bei der fotochemischen Bearbeitung wird eine chemisch resistente
Maske verwendet. Die Maske wird unter Verwendung fotografischer
Techniken gebildet. Das freigelegte Material wird entweder in ein Ätzmittel
eingetaucht oder mit dem Ätzmittel
besprüht,
um das mittels einer chemischen Reaktion freigelegte Material zu
entfernen. Diese Technik kann eine unbeschränkte Anzahl an Löchern gleichzeitig
ausbilden und ist für
eine fortlaufende Bandherstellung ideal. Die Ultraschallbearbeitung
umfasst ein Werkzeug, das senkrecht zum Werkstück bei Ultraschallfrequenzen
vibriert. Das Teil wird in eine Schleifmittelschlämmung eingetaucht, die
in Kombination mit dem vibrierenden Werkzeug das Material abträgt. Diese
Technik ist für
die gleichzeitige Ausbildung von 10 Löchern zweckmäßig und dafür bekannt,
dass sie scharte Ecken ausbildet. Bei all diesen Techniken werden
Löcher
durch die Vertiefung erzeugt und die Schneidflanke wird mittels
Verwendung eines konischen Formwerkzeugs mit einem Winkel geschärft, der
größer als
der Winkel der Vertiefung ist, um so die Schneidflanke auszubilden,
wie für
das ECM-Verfahren in der 1 aufgezeigt, oder einer Maske,
um die Materialentfernung zu steuern. Ein oder mehrere Werkzeuge
können
verwendet werden, um entweder sowohl das Loch als auch die geschärfte Flanke
gleichzeitig oder nacheinander auszubilden.
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Der
Struktur und Gestaltung der Schneidflankenöffnung sind bei der Anwendung
nicht herkömmlicher
Bearbeitungstechniken keine Grenzen gesetzt. Kreisförmige, gerundete,
geschlitzte, geometrisch geformte, beispielsweise quadratische oder rechteckige,
und unregelmäßig geformte
Merkmale sowie jede beliebige Kombination dieser Merkmale können geformt
und konturiert werden. Die Kontur der Schneidflanke ist auch ohne
Weiteres einstellbar. Die Flanke kann gerade, abgefast oder geformt
sein. Sowohl Seiten- als auch Längsstrukturen
können ohne
Weiteres unter Verwendung zumindest einer elektroerosiven Bearbeitung,
aber auch möglicherweise
einer elektrochemischen Bearbeitung, elektrolytischen Bearbeitung,
Laserstrahlbearbeitung, Elektronenstrahlbearbeitung, fotochemischen
Bearbeitung, Ultraschallbearbeitung und anderer alternativer Bearbeitungstechniken
in einem einzigen Schritt ausgebildet werden B im Gegensatz zu herkömmlichen Schleiftechniken,
welche ein umfangreiches Teilehandling erfordern und vielleicht
noch nicht einmal in der Lage sind, diese Merkmale zu schaffen.
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Während oben
beschrieben wurde, was im Augenblick als die bevorzugten Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung angesehen wird, erkennt der Fachmann, dass
verschiedene Abänderungen und
Abwandlungen bei der Erfindung möglich
sind, ohne vom Umfang der Erfindung, wie er durch die Ansprüche definiert
ist, abzuweichen.