DE883256C

DE883256C - Hair clipper with electromagnetic drive by a swing armature

Info

Publication number: DE883256C
Application number: DEB16257A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dr Hausrath; Wendel Dipl-Ing Rolli
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1951-08-10
Filing date: 1951-08-11
Publication date: 1953-07-16

Description

Haarschneidemaschine mit elektromagnetischem Antrieb durch einen Schwinganker Die Erfindung bezieht sich auf eine Haarschneidemaschine mit elektromagnetischem Antrieb durch einen Schwinganker, der von einem durch Wechselstrom erregten Elektromagnet periodisch angezogen wird.Hair clipper with electromagnetic drive by a swing armature The invention relates to a hair clipper with electromagnetic Driven by a vibrating armature, which is excited by an alternating current electromagnet periodically tightened.

Es sind bereits Ausführungen von Haarschneidemaschinen bekannt, bei welchen der Anker des Antriebsmagneten an einer Blattfeder od. dgl. angebracht ist und mit Hilfe von perinanenten Magneten eine feste magnetische Polarisation erhält und zwischen den Polschuhen eines Elektromagneten hin und her schwingt.There are already versions of hair clippers known in which the armature of the drive magnet is attached to a leaf spring or the like and with the help of permanent magnets it is given a fixed magnetic polarization and oscillates back and forth between the pole pieces of an electromagnet.

Solche Anordnungen vermögen trotz verhältnismäßig großer Leistungsaufnahme nur geringe Antriebsleistungeil an den Messerkopf abzugeben. Es ist deshalb schon auf verschiedene Weise versucht worden, die oszillierenden Teile zu schwingungsfähigen Systemen zusammenzufassen, deren Eigenfrequenz mit der Erregungsfrequenz der Elektromagnete zusammenfällt. Doch auch diese Maßnahmen befriedigen nur in geringem Umfang.Such arrangements are capable of despite a relatively high power consumption to deliver only a small portion of the drive power to the cutter head. It is therefore already Attempts have been made in various ways to make the oscillating parts oscillatable Systems to summarize, their natural frequency with the excitation frequency of the electromagnet coincides. But even these measures are only satisfactory to a limited extent.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei den bekannten Anordnungen die elektromagnetischen Zugkräfte der jeweiligen Stellung des Schwingankers ungünstig zugeordnet sind, weil sie ihren Höchstwert gerade dann erreichen, wenn der Anker dem Magnet am nächsten kommt und das Schneideniesser des Messerkopfes auf seiner Bahn den Umkehrpunkt erreicht. Eine den kinetischen Grundsätzen entsprechende Anordnung müßte in den geschilderten Augenblicken gerade entgegengesetzt wirkende Antriebskräfte erzeugen, Auslenkung und Antriebskraft müßten also mit einer Phasenverschiebung von i8o' erzeugt werden. Diese Forderung wird dadurch erfüllt, daß sich der Schwinganker gemäß der Erfindung bei seinen Arbeitsbewegungen auf einervorzugsweiseschwach gewölbten Bahn,abwälzt, wobei sich die Länge des -augenblicklichen Last- und des Kraftliebelarmes stetig ändert.The invention is based on the knowledge that in the known arrangements the electromagnetic tensile forces of the respective position of the oscillating armature are unfavorable are assigned because they reach their maximum value just when the anchor comes closest to the magnet and the cutter of the cutter head on his Railway reaches the turning point. An arrangement according to kinetic principles would have to have oppositely acting driving forces in the moments described generate, the deflection and driving force would have to be with a phase shift generated by i8o '. This requirement is met in that the oscillating armature according to the invention is preferably weak in its working movements curved track, rolled off, with the length of the current load and the Force love poor constantly changes.

Dieser Grundgedanke und weitere, bei seiner technischen Verwirklichung zweckmäßige Maßnahmen sind an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert. Es zeigt Fig. i eine durch einen Wälzankermagnet ängetriebene Haarschneidemaschine im Längsschnitt nach dem gebrochenen Linienzug IJ in Fig. 2 und Fig. ?- die gleiche Maschine, jedoch mit abgenommenem Messerkopf, in einem anderen, nach dem Linienzug II-II in Fig. i geführten Längsschnitt; Fig. 3 stellt einen Querschnitt nach der Linie III-III in Fig. i dar.This basic idea and further measures that are expedient in its technical implementation are described and explained in more detail using an exemplary embodiment shown in the drawing. It shows FIG. 1 a hair clipper driven by a rolling armature magnet in a longitudinal section according to the broken line IJ in FIGS. 2 and? - the same machine, but with the cutter head removed, in another, according to the line II-II in FIG guided longitudinal section; Fig. 3 shows a cross section along the line III-III in Fig. I.

Der Antrieb der dargestellten Haarschneidemaschine ist in zwei aus Preßstoff hergestellten Griffhälften ii und 12 untergebracht und besteht im wesentlichen aus, einem E-förmigen, Miagnetkern 13, einem lamellierten Schwinganker 14 und einem an diesemAnker befestigten, abgekröpftenAntriebsarm 15, der bei aufgestecktem Messerkopf 16 in eineAusnehmung am Schneidemesser.eingreift. Auf den Außenschenkeln 17 und 18 des Magnetkerns sind mit gleicher Windungszahl ausgeführte Erregerspulen :2o und 21 aufgeschoben, welche nach Anschluß an ein Wechselstromnetz und Einschalten eines Kippschalters 22 die freien Enden der Außenschenkel in jeweils einander entgegengesetzter Polarität magnetisieren.The drive of the hair clipper shown is housed in two handle halves ii and 12 made of molded material and essentially consists of an E-shaped magnetic core 13, a laminated oscillating armature 14 and an angled drive arm 15 attached to this armature which, when the cutter head 16 is attached, into a recess engages the cutter. On the outer legs 17 and 18 of the magnet core, exciter coils with the same number of turns are pushed: 2o and 21, which magnetize the free ends of the outer legs in opposite polarity after being connected to an AC power supply and turning on a toggle switch 22.

Den Mittelschenkel des Magnetkerns 13 bildet ein permanen.ter Magnet 24 mit einem aus Weicheisenblechen zusammengesetzten Polschuh ig. Die Teile des Magnetkerns (Außenschenkel 17 und 18 mit Verbindungssteg, permanenter Magnet 24 und Polschuh ig) werden zusammengehalten durch zwei Messingblechscheiben 28 und 29.The middle leg of the magnet core 13 is formed by a permanent magnet 24 with a pole piece ig composed of soft iron sheets. The parts of the magnet core (outer legs 17 and 18 with connecting web, permanent magnet 24 and pole piece ig) are held together by two sheet brass disks 28 and 29.

Der permanente Magnet 24 durchsetzt die beiden Außenschenkel 17 und iS in der gezeichneten Mittels,tellung des Ainkers 1,4 symmetrisch mit einem magnetischen Gleichfluß, wie durch die bogenförmigen Pfeillinien in Fig.:2 angedeutet ist. Der von den Erregerspulen 20 und -->i erzeugte Wechselfluß überlagert sich diesem Gleichfluß.The permanent magnet 24 penetrates the two outer legs 17 and iS in the drawn mean, the position of the Ainker 1.4 symmetrically with a magnetic one Constant flow, as indicated by the arcuate arrow lines in Fig.:2. Of the Alternating flux generated by excitation coils 20 and -> i is superimposed on this direct flux.

Durch entsprechendeWahl derWindungszahl für die Erregerspulen kann die Amplitude des Wechselflusses so eingestellt werden, daß sie in der Größe ödes Gleichflusses liegt. Wenn daher die Magnetkraft an einem Außenschenkel infolge des Erregerstromes gerade den doppelten Wert angenommen hat, ist sie am anderen Außenschenkel Null, und der Mittelabschnitt des Ankers wälzt sich auf dem als bogenförmige Wälzbahn:25 ausgebildeten Ende des Mittelschenkels des Magnetkerns in Richtung auf den stärker magnetisierten Außenschenkel ab. Dabei nähert sich das eine Ankerende der Stirnfläche dieses Außenschenkels. Beim Umkehren des Erregerstromes während der folgenden Halbwelle erreicht der andere Außenschenkel die doppelte Magnetkraft, so daß dem Anker eine entgegengesetzt verlaufende - Schwenkbewegung aufgezwungen. wird, wobei sich sein Mittelabschnitt in der anderen Richtung über die bogenförmige Bahn 25 abwälzt. Dabei nimmt die Federkraft linear und der Hebelarm, an dem die Feder:26 im Sinne einer Rückführbewegung angreift, annähernd linear zu. Das von der Federkraft erzeugte Rückführmoment steigt also rasch, und zwar annähernd quadratisch an. Demgegenüber nimmt die vom Magnetsystem ausgeübte Anzugskraft mit der Annäherung des Ankers an den betreffenden Magnetpol zwar ebenfalls quadratisch zu. Indessen nimmt die Länge des Hebelarms, an dem die maggietische Kraft angreift, annähernd linear ab, so daß das von der Magnetkraft erzeugte Drehmoment langsamer zunimmt als das von der Federkraft erzeugte Rückführmoment.By choosing the number of turns for the excitation coils accordingly, the amplitude of the alternating flux can be adjusted so that it is of the same magnitude as the direct flux. Therefore, if the magnetic force on one outer leg has just assumed twice the value as a result of the excitation current, it is zero on the other outer leg, and the central section of the armature rolls on the end of the central leg of the magnetic core, which is designed as an arcuate rolling path: 25, in the direction of the more strongly magnetized Outer thighs off. One end of the anchor approaches the face of this outer leg. When reversing the excitation current during the following half-wave of the other outer leg achieves twice the magnetic force, so that the armature an oppositely extending - forced pivotal movement. with its central portion rolling over the arcuate path 25 in the other direction. The spring force increases linearly and the lever arm on which the spring: 26 acts in the sense of a return movement increases approximately linearly. The return torque generated by the spring force rises rapidly, to be precise almost quadratically. In contrast, the attraction force exerted by the magnet system also increases quadratically as the armature approaches the relevant magnet pole. Meanwhile, the length of the lever arm on which the magnetic force acts, decreases approximately linearly, so that the torque generated by the magnetic force increases more slowly than the return torque generated by the spring force.

Bei diesem Bewegungsvorgang spielt die stetige Längenänderung des Last- und Krafthebelarmes eine wesentliche Rolle. Da der Krümmungsradius R der Wälzbahn 25 sehr groß ist, er beträgt mehr als das -,ofache der Länge der Wälzbahn, ändert sich der Auflagepunkt des Ankers sehr rasch. Es genügt deshalb schon eine geringe Annäherung des Ankers an einen der Außenschenkel, um den Anker von der Mitte M des Wälzbahnbogens bis zum Ende A dieser Bahn abzuwälzen, wodurch sich die Länge .des Lasthebelarmes CM unf #di#e Länge CA verkürzt, währenid andereirseitsder Kraftarm BM auf BA zu rückgeht. Beim gezeichneten Ausführungsbeispiel ist CM = 65 mm, CA = 40 mm, BM = 32 mm und RA = io mm. Das Längenverhältnis #, des Last-und Kräftehebelarmes ändert sich daher für die linke Ankerhälfte von auf Ge- genüber der Mitte.11 der Wälzbahn ist eine Haltefeder 26 angeordnet, welche mit ihrem einen Ende in einer Vertiefung 27 derGehäusewand- festgehalten wird, mit ihrem anderen Ende in eine gegenüberliegende Bohrung im Anker 14 hineinragt und dadurch den Anker gegen Längsverschiebun-en sichert. Sie dient außerdem dazu, beim Verschwinden des Erregerstromes den Anker 14 wieder in die gezeichnete Mittellage zurückzuführen. Wie ohne weiteres zu ersehen ist, hia-t ihr Hebelarm beim Anzug des Ankers aus der Mittellage zunächst praktisch den Wert Null, wächst dann sehr rasch auf die Länge AM an. Auf diese Weise kommt bei entsprechender Wahl der Feder:26 der Anker gar nicht zum Aufschlag, gewährleistet dabei trotzdem bis kurz vor Erreichen seiner Umkehrpunkte einen kräftigen Antriebsimpuls für das Schneidemesser.The constant change in length of the load and power lever arm plays an essential role in this movement process. Since the radius of curvature R of the rolling path 25 is very large, it is more than -, times the length of the rolling path, the point of support of the armature changes very quickly. A slight approach of the armature to one of the outer legs is therefore sufficient to roll the armature from the center M of the rolling path arc to the end A of this path, whereby the length of the load lever arm CM and the length CA are shortened while the other side Arm BM goes back to BA. In the illustrated embodiment , CM = 65 mm, CA = 40 mm, BM = 32 mm and RA = 10 mm. The length ratio #, of the load and force lever arm therefore changes for the left armature half of on Overall genüber the Mitte.11 the rolling track is arranged a retaining spring 26 which is held with its one end in a recess 27 derGehäusewand- protrudes with its other end in an opposite bore in the armature 14, thereby securing the armature against Längsverschiebun-en . It also serves to return the armature 14 to the center position shown when the excitation current disappears. As can be seen without further ado, when the anchor is pulled from the central position, its lever arm initially has practically the value zero, then increases very quickly to the length AM . In this way, with the appropriate choice of spring: the armature does not hit at all, but still guarantees a powerful drive impulse for the cutting knife until shortly before its reversal point is reached.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, in einer derartigen Anordnung den Federdruch: und die Masse der schwingenden Teile auf die Erregerfrequenz abzustimmen, Z. B. indem man die Feder so anordnet, daß ihre Vorspannung verstellt werden kann.In a further embodiment of the invention it is possible in such an arrangement to match the spring pressure and the mass of the vibrating parts to the excitation frequency, e.g. by arranging the spring so that its preload can be adjusted.

Claims

PATFNTANSPROCHF-- i. Hair clipper machine with electromagnetic drive by a Schlwineganiker, which is periodically attracted by an electroinagnet excited by an alternating current, characterized in that the oscillating armature rolls on a preferably slightly curved path, the lengths of the currently active load and the force love arine constantly changing.

2. Hair clipper according to claim i, characterized in that at least one permanent magnet is arranged in at least one magnetic circuit of the drive system to achieve a fixed polarity. 3. Hair clipper according to claim i, characterized in that #da; ß the Ma, -netsystein has an E-shaped core, the middle limb is longer than the outer limb and has a rolling track for the oscillating armature on its end face. -1. Hair clipper according to Claim 3, characterized in that the outer legs of the E-shaped core carry excitation windings, while a permanent magnet is arranged in the middle leg. Hair clipper according to claim 3 or 4, characterized in that the oscillating armature composed of sheet metal strips is constructed in the manner of a balance beam and rolls with its central section on the rolling balin, while each of its ends is alternately attracted and repelled by one of the outer legs. 6. Hair clipper according to one of claims i to 5, characterized in that the rolling path is designed as part of a cylinder jacket, the radius of which is at least iofaclie, preferably 20 to 5 times the W, # lzi) allnl: äjn;, - e . 7. Hair clippers according to one of claims i to 6, characterized by a respective winding on each of the two outer limbs. by which these are magnetized in opposite directions. 8. Hair clipper according to one of claims i to 7, characterized by a spring acting on the oscillating armature, which strives to press the armature against its rolling path and thereby hold it in its central position or return it there. G. Hair clipper according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the amplitude of the alternating current excitation of the magnet system is at least approximately the same as the premagnetization produced by the permanent magnet.