DE8816835U1

DE8816835U1 - Haushaltsvibrationsgerät, insbesondere Trockenrasiergerät

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Publication number: DE8816835U1
Application number: DE8816835U
Authority: DE
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1988-07-01
Filing date: 1988-07-01
Publication date: 1990-10-11
Anticipated expiration: 1998-07-02
Also published as: DE3822334A1

Description

PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH PHD 88-126

BESCHREIBUNG

Haushaltsvibrationsgerät, insbesondere Trockenrasiergerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein Haushaltsvibrationsgeret, insbesondere Trockenrasier- oder Haarschneidegerät, bei dem Bewegungen eines zweipoligen, permanentmagne-

\ tischen Rotors in einer durch Spulen erregten Statoranord-

nung eine Vibrationsbewegung eines Vibrationswerkzeuges erzeugen, und zwar über ein Hebelsystem, das an die Bewegungen des Rotors gekoppelt ist, wobei auf das Hebelsystem eine rückstellende Federkraft einwirkt.

Ein derartiges Haushaltsvibrationsgerät in Form eines Trockenrasier- bzw. Haarschneidegerätes ist aus der DE-PS 34 04 929 bekannt. Es kommt dabei ein Einphasensynchronmotor mit zweipoligem, dauermagnetischem Rotor zum Einsatz. Für den Betrieb eines Einphasen-Synchronmotors in Verbindung mit einem Vibrationswerkzeug sind besondere Dimensionierungen und konstruktive Maßnahmen erforderlich, um einen sicheren Anlauf und die Stabilität der Bewegung zu gewährleisten. Die Umwandlung der umlaufenden Bewegungen des Rotors in eine Schwingbewegung doppelter Frequenz des Werkzeuges, nämlich eines Untermessers, erfolgt dabei mittels eines Rollen-Nockengertriebes. Auf das Rollen-Nockengetriebe wirkt eine Feder ein, die einerseits der Anlaufunterstützung dient und andererseits dafür sorgt, daß die Rolle nicht von dem Nocken abhebt.

Weiterhin ist eine Dämpfungsscheibe zur Stabilisierung der Umlaufbewegung im Einsatz.

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Der Vorteil eines solchen Antriebes besteht in den geringen Raumanforderungen· Ein Einphasensynchronmotor ist kleiner als ein Schwingankermotor gleicher Leistung. Die den Anlauf und die LaufStabilität gewährleistenden Maßnahmen erfordern aber die Einhaltung bestimmter enger Toleranzen im Bereich des Umlenkgetriebes und der Motorauslegung. Des weiteren hat das Rollen-Nockengetriebe große mechanische l'-nsetzungsverluste an der Berühtrogsflache von Rolle unö Nocken.

Aus der US-PS 33 33 172 ist eine Zeitmeßvorrichtung mit einer Unruhefeder einer Uhr bekannt. Die spiralförmige Unruhefeder begrenzt die Bewegungen des Rotors; sie schwingt im wesentlichen niit einer Frequenz, die von der Masse und Federkonstruktion des Systems abhängt. Die Spulenansteuerung erfolgt elektronisch. Der Motor ist nach Art eines Einphasen-Synchronmotors ausgebildet; er ist jedoch nicht als Leistungsantrieb einer Kraftmaschine gedacht oder verwendbar. Der Luftspalt ist symmetrisch zur

2C Mittellinie du-cn die Statorbohrung parallel zur Statorfeldr ichturi'j

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Haushaltsvibrationsgerät der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das in vorteilhafter Weise von einem Motor nach Art eines Einphasen-Synchronmotors angetrieben wird, bei dem aber Maßnahmen zur Anlaufverbesserung und ^ur Verbesserung des dynamischen Verhaltens überflüssig und die v.iechanischen UmsetzunysverLüste gering sind.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

- am Rotor ein Hebel befestigt ist, der zusammen mit dem Rotor um dessen Achr.e bewegbar ist und der mit seinem

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freien, über den Rotor hinausstehenden einen Ende an ei.

Arbeitswerkzeug angekoppe I t ist,

- riie auf den Hebel Hinwirkende rückste 1 1 ende Federkraft den aus Hebel und Rotor bestehenden Antrieb vorspannt. ^r)

Der a.tifrieh &rgr; &igr; nes derartigen Hausha Ltsv ibrat lonsqe rät < weist einen guten Wirkungsgrad auf, weil keine mechanischen Kon t ak t f I ächenve r 1. us te wie beim RoLLen—Nockengetriebe auftreten, weshalb er auch besonders qeeiqnet ist LO für einer' Batteriebetrieb.

In einer vorteilhaften Ausfühiung ist die rilc.steL lende Federkraft so ausgelegt, daß die RuheLage des Rotors bei abgeschalteten .Statorspulen zusammenfällt mit der Labilen Gleichgewichtslage, die tier Rotor al Lein unter dem Einfluß des Klebemomentes einnimmt und in welcher di^ö mittlere Magnet is Lerungs r ichtung des Rorors näherungsweise senkrecht auf der mittleren MagnatfeIdrichtunq der Statorar 10rdnang steht. Der Antrieb ist somit frei von An 1 a .1 f prob 1 emen , weil der Ron mit seinem Magnetisierungsvektor in der Ruhelage naheranqsweise senkrecht zum StatorfeIu steht und somit ein großes Strommoment erfährt; sein dynamisches VerhaLten ist problemlos. Der Einphasen-Syr.chronmotor ist wirtschaftlich in großen Stückzahlen herst:.·! Lbar und außerordentlich flach. Damit ergeben sich für die Formgestaltung größere Freiheiten. Der Antrieb weist ein angenehmes Laufgeräusch auf=

Ein wesentlicher Vorteil ist darin zu sehen, daß die einzige Drehlagerung des Systems die Drehlagerung des Rotors ist.

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Mach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Rotor in Torsionslagerelementen gelagert ist, wob«=>i in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen ist, daß die rückste1lende Federkraft in den Torsionslaqerelementen gebildet wird, wenn der Rotor in der pinen oder anderen Richtung aus der RuheLaae herausgedreht wird. Auf diese Weise wird der Aufbau des Schwingsystems weiter vereinfacht, weil auch lie rückstellenden Federkräfte in die Drehlagerung verlegt sind.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß Stützfedern vorgesehen sind, die von beiden Seiten geqen den Hebel drücken.b Die Federn können dabei auf das in Richtung auf das Arbeitswerkzeug vorstehende Ende des Hebels einwirken. Kach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es aber auch möglich, daß der Hebel entgegen dem mit dem Arbeitswerkzeug gekoppelten freie) Ende eine weitere, über den Rotor hinausstehende Verlängerung aufweist, die zwischen den Polschenkeln der Statoratijrdnung mittels Federelementen abgestützt ist.

Um eine gute Verbindung mit dem Rotor herbeizuführen, ist der Hebel vorzugsweise auf den Rotor aufgespritzt. Die Hebelaufspritzungen weisen dabei zugleich axiale Anspritzungen auf, die als Achsansätze bzw. Laqeransätze für Torsionselemente dienen-

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Spulen mittels eines Stromes erregt werden, dessen Frequenz ungleich der Netzfrequenz (50 Hz, 60 Hz) ist. Damit kann die Schwingfrequenz des Motors in einen

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für die Funktion des Gerätes günstigen Bereich gelegt werden.

Nach finer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Spulen mittels Stromimpulsen anyesteuer t sind. Durch die Ansteuerung mit Impulsen läßt sich insbesondere ein Batteriebetrieb des Gerätes vorteilhaft realisieren.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Spulen mittels Stromimpulsen einer Polarität, angesteuert sind. Dabei läßt sich mit weniger elektronischen Schaltelementen auskommen. Hierbei müssen Ansteuerung, schwingende Massen und Federkräfte derartig aufeinander abgestimmt sein, daß sich ein stabiler Betrieb mit hinreichenden Amplituden ergib".

Nach einer weiteren Ausgestaltung eier Erfindung ist vorgesehen, daß die Stromimpulse durch einen Bürsten-Schieifkontakt-Impulsgeber gebildeet sind. Eine derartige mechanische Impulserzeugung ist kleinbauend und sehr wirtschaftlich .

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Spulen durch eine doppelweg-gleichgerichtete Wechselspannung angesteuert sind. Durch eine doppelweg-gleichgerichtete Wechselspannung kommt man auf einfache Art zu einer Frequenzverdoppelung der Rotorschwingung bei Ansteuerung mit Wechselspannung. 30

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Antriebssystem für das Schermesser eines Vibrntionshausha1tsqerätes, das aus einem Rinphasen-Synchronmotcr mit permanentmagnetischem Rotor und einevn Schwinghebel best· ^{; l} , der zwischen dem Schermesser und dem Rotor mittels rückstellender Federkräfte in eine Ruhelage gedrückt wird,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Gerät nach Fig. 1 längs der Linie H-TT nach Fig. 1,
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Fig. 3 ein« <\'->wand lung des Gerätes nach Fi-. 1, wobei die rückste1]<M,den Federkräfte auf eine Verlängerung des das Schermesser antreibenden Hebels einwirken,

Fig. 4 eine Aus f ührungs f orir. eines mechanischen Impulsgebers für die Rotorschwingi ^g,

Fig. 5 ein Schaltbild einer einfachen elektronisch realisierten Frequenzverdoppe lung.

Fig. 1 zeigi einen auf einer Montageplatte 3 angeordneten Einphasensynchronmotor 4. Dieser Einpha sen-Synchronmotor 4 weist ein U-förmiges Statoreisen 5 mit zwei Schenkeln 5a und 5b auf. Auf die parallel zueinander verlaufenden Schenkel 5a und 5b sind in Reihe geschaltete Erregerspulen 6 aufgeschoben. Die freien Enden der Schenkel 5a und 5b sind als Statorpole 7 ausgebildet. Im Luftspalt 8 zwischen den Statcrpolen 7 ist ein zweipoliger, dauermagnetischer Rotor 9 um eine Achse 10 drehbeweglich gelagert. Der Rotor 9 ist vorzugsweise mit einer Kunststoff-Ummantelung 9a versehen, wobei ein Achszapfen 10a mit angespritzt ist. Die Magnetisierungsrichtung des Rotors ist mittels einer Pfeillinie 11 angegeben. Die Kontur 105a und 105b der

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Schenkel 5a und 5b ist im Bereich des Luftspaltes 8 symmetrisch zur Mittellinie 110, weist also abweichend von den herkömmlichen Einphasen-Synchronmotoren keine Unsymmetrie auf.
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An die Kunststoff-Ummantelung 9a des dauermagnetischen Rotors 9 ist ein vom Rotor 9 abstehender Hebel 12 angespritzt, der an seinem einen freien Ende 13 mit einem Mitnehmerkopf 14 versehen ist, der von Klauen 19 des Untermessers 20 eines Trockenrasiergerätes umgriffen wird. Das Untermesser 20 ist mittels Lagern 21 derart gelagert, daß es in Richtung eines Doppelpfeiles 22 hin und her gehende Bewegungen ausführen kann.

An dem Hebe L 12 greifen in entgegengesetzten Richtungen Druckfedern 23 an, die sLch an Gegenlagern 33 der Montageplatte 3 abstützen. Die Druckfedern 23 drängen den Hebel 12 und damit den Rotor 9 in eine Ruhestellung. Der Rotor befindet sich in dieser Ruhestellung in einer Lage, in der seine mittlere Maqnetisierungsrichtung 11 senkrecht zur Statorfe1drichtunq verläuft, die durch den Pfeil 100 angegeben ist und annähernd parallel zur Mittellinie verläuft. Wird der Motor 4 erreqt, dann drehen die Kräfte im Luftspalt R den Rotor qeqen die Federkräfte, wobei dieser zwischen zwei Fndste11unqen pendelt bzw. hin und her schwingt. Ine F.ndste 1 lunqeri der Schwingungsbewegung sind durch Pf ei 1 spit ,-.en I la und lib in Fig. 1 angegeben. Die Druckfedern 23 sorgen dafür, daß der Rotor 9 keine Umlaufbewegungen ausführen kann.

In der linken Hälfte der Fig. 2 ist der an die Kunststof f-ljmmarite I unq &Iacgr; anqespritze Achsansatz 10a zu erkennen. Auf der rechten Seite der Fiq. 2 ist "ine

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Variante der Lagerung dargestellt, wobei an die Kunststoff-Ummantelung 9 Lageransätze 10b angespritzt sind, in die ein Torsionselement 10c eingesetzt werden kann. Dieses Torsionselement 10c kann beispielsweise ein Gummielement sein. Das Torsionselement 10c ist in den Lageransätzen 11b des Rotors 9 und entsprechend den Lageransätzen 1Od des Gehäuses oder der Montageplatte 3 verdrehsicher angeordnet· Beim Einsatz des Torsionselementes 10c kann u. U.

I auf die Federabstützung mittels der Druckfedern 23 %

verzichtet werden.

Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Haushaltsvibrationsgerätes, bei dem der Hebel 12 entgegen dem mit dem Arbeitswerkzeug 20 gekoppelten freien Ende 13 eine weitere über den Rotor 9 hinausstehende Verlängerung 12a aufweist, die zwischen den Polschenkeln 5a, 5b der Statoranordnung mittels Federelementen 23 abgestützt ist. Die Federelemente 23 entsprechen den Druckfedern nach Fig. 1 und 2; sie stützen sich aber mittels Stützen 33 an den Statorschenkeln 5a, 5b ab.

Die Schwingungsansteuerung kann auf verschiedene Art je nach den gewünschten Schwingungsanforderungen erfolgen. So kann die Schwingung mit einer Frequenz ungleich der Netzfrequenz von 50 Hz oder 60 Hz erfolgen. Es ist auch mögLich, mit Stromimpulsen zu arbeiten, die elektronisch oder mechanisch erzeugt werden. Eine mechanische Art der Impulserzeugung ist in Fig. 4 dargestellt. Dabei ist am Rotor 9 eine Kontaktbahn 35 angeordnet, die zusammen mit dem Rotor 9 schwingen kann und die einen leitenden Teil und einen nicht-leitenden Teil 37 aufweist; sie ist im Kontakt mit einer Kontaktbürste 34. Der leitende Teil und die Bürste sind mit den Polen einer nicht dargestellten

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Batterie verbunden. Befindet sich die Bürste im Kontakt mit dem leitenden Teil der Kontaktbahn, dann werden die Spulen 6 derart erregt, daß auf den Rotor ein Moment ausgeübt wird, das ihn in Richtung auf den nicht-leitenden Teil bewegen will- Die Bürste 34 wird bei abgeschalteten Spulen in eine Lage gebracht, in welcher sie sich über dem leitenden Teil 36 befindet. Beim Einschalten der Spulen über einen nicht dargestellten Schalter bewegt sich der Rotor 9 bei richtiger Dimensionierung der Druckfedern und der Spulen 6 in Richtung auf den nicht-leitenden Teil 37 der Kontaktbahn 35, der Strom wird abgeschaltet, und der Rotor schwingt aufgrund seiner Massenträgheit weiter, bis c:ie Druckfedern 23 ihn zum Stillstand bringen und in Gegenrichtung _<eschleunigen. Beim Erreichen des leitenden Teiles 36 der Ki ntaktbahn werden die elektromagnetischen Bremskräfte wirksam, der Rotor kommt nach Aufzehrung de kinetischen Energie zum Stillstand, und der Schwingvorgang wiederholt sich. Bei passender Abstimmung von elektromagnetischen Momenten, Federmomenten und Massentregheitsmomenten der Anordnung lassen sich Schwingfrequenz und Amplitude auf die gewünschten Werte bringen.

Eine einfache Art der elektronischen Ansteuerung bildet eine doppelweg-gleichgerichtete Wechselspannung, die in Fig. 5 dargesteLLt ist. An die Klemmen 110 wird eine Netzwechselspannung mit einer Frequenz von 50 Hz oder 60 Hz gelegt. Eir. Doppel weg-Gleichrichter 111 richtet die Netzwechselspannung gleich und bildet eine durch das Zeichen 112 angedeutete GLeichspannung von doppelter Frequenzu, also 110 Hz oder 120 Hz, die an die Statorspulen 5a, 5b atiyelegt ist. Die Schwingfrequenz wird auf diese Weise verdoppelt.

Claims

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SCHUTZANSPRÜCHE

1. Haushaltsvibrationsgerät, insbesondere Trockenrasieroder Haarschneidegerät, bei dem Bewegungen eines zweipoligen, permanentmagnetischen Rotors in einer durch Spulen erregten Statoranordnung eine Vibrationsbewegung eines Vibrationswerkzeuges erzeugen, und zwar über ein Hebelsystem (12b), das an die Bewegungen des Rotors (9) gekoppelt ist, wobei auf das Hebelsystem (12b) eir.e rückstellende Federkraft einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß

- am Rotor (9) ein Hebel (12) befestigt ist, der zusammen LO mit dem Rotor (9) um dessen Achse (10) bewegbar ist und der mit seinem freien, über den Rotor (9) hinausstehenden einen Ende (13) an ein Arbeitswerkzeug (20) angekoppelt ist,

- die auf den Hebel (12) einwirkende rückstellende Federkraft den aui. Hebel (12) und Rotor (9) bestehenden Antrieb vorspannt.

2. Haushaltsvibrationsgerät nach Ansrpuch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die MagnetisierunqsrichLung des Rotors

(9) in der Ruhelage angenähert senkrecht zur Hauptfeldrichtung (100) des Statorfeldes steht.

3. Haushaltsvibrationsgerät nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (9) in Torsionsla<]frnlementen (10c) gelagert ist.

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4. Hausha 1 r s &ngr; i bra t &iacgr; orisqe r a t nach Anspruch 1, dadurch

^ dn H Stutz f ede r &eegr; vorqesehpn sind, dip v<:n

beiden .Seiten qf>q<>n den Hebel drücken.

^r> ^r). Hausha 1 t; s &ngr; i bra t i onsq" rät nach Anspruch 4, dadurch q &rgr; k f^j &eegr; &eegr; &zgr; e i c h &eegr; e t ₍ daß rler Hebe 1 (1?) etiLqeqen dem mit dem Arbeitswerkzeug (20) qekoppe1 ten freien Ende (L3) eine weitere, über den Pof.fir (9) hinausstehende Ve t I äriqerunq (12a) aufweist, die zwir.^hen den PoLschenkeLn (5a, 5b) der StatoratM .rdnuriq mittels Federe Lementen (23) abgestützt ist.

6. H'iuslia 1': R &ngr; ibrat innsqerät nach einem der Ansprüche L bis S, dadurch gekennze Lehnet, daß der HebeL (L2, 12a) auf der 5 Pot'.T (9) aufgespritzt ist.

7. Haus'tia 1 t s &ngr; ibrat lonsqe rät nach Ansrjruch 6, dadurch jekennzp&igr;chnet, daß die Hebe Laufspritzunq zugleich axiaie Anspritz irrjen aufweist, die als Achsansätze (10a) bzw.

2^&Ggr;| Laqeransatze (10b) für Tor s iot.se lemente (10c) dienen.

R. HaushaLts&ngr;Lbrationsqerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (6) mittels eines Stromes erregt werden, dessen Frequenz ungleich der Vetzfrequpnz (50 Hz, 60 Hz) ist.

9. Ha ;sha1tsvibrationsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (6) mittels Stromimpulsen angesteuert sind.

10. HajshaItsvibrationsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (6) mittels Stromimpulsen &bgr;&igr;&tgr;;&bgr;&Ggr; Polarität angesteuert sind»

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11. Hnusha 11svibra';ionsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromimpulse durch einen Burst-· n-Schleifkontakt-Impulsgeber gebildet sind.

12. Haushaltsvibrationsgerät nach einem der Ansprüche bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die spulen (6) mit einer durch eine doppelweg-gleichgerichtete Wechselspannung angesteuert sind.