EP0151503A2 - Verfahren zum Herstellen der Kontur eines Nockens für den Antrieb eines Vibrationsteils in einem elektrisch angetriebenen Vibrationsgerät, insbesondere Trockenrasiergerät - Google Patents

Verfahren zum Herstellen der Kontur eines Nockens für den Antrieb eines Vibrationsteils in einem elektrisch angetriebenen Vibrationsgerät, insbesondere Trockenrasiergerät Download PDF

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EP0151503A2 EP85200140A EP85200140A EP0151503A2 EP 0151503 A2 EP0151503 A2 EP 0151503A2 EP 85200140 A EP85200140 A EP 85200140A EP 85200140 A EP85200140 A EP 85200140A EP 0151503 A2 EP0151503 A2 EP 0151503A2
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EP
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deflection
contour
roller
disturbed
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EP0151503B1 (de
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Hugo Dr. Schemmann
Romuald Leander Bukoschek
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Koninklijke Philips NV
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Philips Patentverwaltung GmbH
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Koninklijke Philips Electronics NV
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    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/10—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy
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    • B26B19/282—Motors without a rotating central drive shaft, e.g. linear motors

Definitions

  • the invention relates to a drive device on an electrically driven vibration device, in particular a dry shaving or massage device, with a rotary motor which acts on a swivel arm via a rotating cam device, which "converts the rotating movement into an oscillating movement, a cam contour being provided, which is scanned by at least one roller of the swivel arm and whose distance from the cam axis between the movement reversal points of a driven vibration part fluctuates between a maximum and a minimum, and a method for producing such a cam contour.
  • This shape of the cam contour should only bring about an oscillating movement of the lower knife; it does not take into account speed fluctuations along the Path of movement caused by fluctuations in the speed of the motor or parasitic distortions in the mechanical part of the transmission path.
  • the cutting properties of the shaving head can be adversely affected by the above-mentioned distortions via the movement path between the reversal points.
  • An example is a sinusoidal, time-dependent oscillation.
  • the expression x a sin n ⁇ e t results, where x is the deflection of the oscillating part, a is the oscillation amplitude, G i (t) is the desired time function, n is an integer, ⁇ e is the angular frequency of the network and t is Time is.
  • the speed of rotation of the motor is not always constant, but may be subject to periodic fluctuations, as z. B. is the case with a single-phase synchronous motor. Furthermore, periodic fluctuations in the engine speed can also be caused by pulsating loads.
  • the transfer function of the mechanical conversion means between the cam and the vibrating part can deviate from the desired shape during operation. Both effects can undesirably distort the desired time dependence of the deflection in such a way that where S (t) is said to be a periodic disturbance function.
  • S (t) is said to be a periodic disturbance function.
  • the cam contour is designed in such a way that the desired degree of deflection Gi ( t ) of the oscillating movement at a specific point in time determines the cam contour at this point in time by the desired amount of deflection on the cam by one Correction angle A offset is provided, the value of which results from the cam position in the absence of fluctuations in the engine speed and / or distortions and the cam position in the event of existing faults.
  • the path of the vibration part has the desired time dependence between the points of movement reversal and disturbances in the movement are eliminated. This results in a favorable workload over the entire movement path of the vibration part.
  • a contact roller 13 presses against the cam 7 and is rotatably mounted in a double-armed lever 15 about a roller axis 19.
  • the double-armed lever 15 has two lever arms 16 and 17 which can be pivoted about a common pivot bearing 18 between the two lever arms 16 and 17.
  • the pressure roller 13 is mounted in the lever arm 16 by means of a roller axis 19.
  • the lever arms 16 and 17 are rigidly connected to one another, and the center line 37 and the connecting line 36 between the roller bearing 19 and the pivot bearing 18 form an angle E of approximately 140 ° with one another.
  • a pressure spring 21 presses against the lever arm 16, the pretensioning of which can be adjusted with the aid of an adjusting screw 23.
  • the center line 35 of the pressure spring 21 runs through the motor shaft 5 when the lever 15 is in the center position and perpendicular to the connecting line 36 of the pivot bearing 18 and the roller axis 19.
  • the lever arm 17 is provided with a driver 25, which is encompassed by grippers 27 of a lower knife 8.
  • the lower knife 8 is displaceable in the direction of a double arrow 33 with the aid of indicated bearings 31.
  • the pressure roller 13 is pressed with its surface 32 against the contour 51 of the cam 7.
  • the pressure force is dimensioned so that the pressure roller 13 on the one hand can not lift off the cam 7 at any time, but on the other hand the pressing force does not become so great that the rotating movement of the rotor is impaired.
  • the rotational coordinate of the rotor 4 is indicated by an angle 9. This should be zero if no torque is exerted on the rotor 4 by the stator field.
  • a magnetic reluctance torque acts on the rotor 4 even in the case of de-energized stator coils, hereinafter referred to as the adhesive torque.
  • the asymmetry angle ⁇ is dependent on the configuration of the pole arcs and the air gap 39 between the stator 40 and the rotor 4 and on the geometric and magnetic rotor data and is ultimately also influenced by the other stator conditions; it should be larger than about 5 °, but can also be considerably larger, up to 45 °. A value of around 22 ° is preferably selected.
  • the angle ⁇ could be small or even zero only if the friction values that act on the rotor are very small or if additional mechanical, magnetic or electrical starting aids are provided.
  • the rotor angular velocity should have the following time dependency:
  • the cam 7 arranged on the rotor shaft 5, which is scanned with the aid of the pressure roller 13, is intended to give the lever arm 17 a sinusoidal deflection x of the shape which is dependent on the cam position: force that is transferred to the lower knife. This eliminates interference in the transmission path.
  • the relationship should exist between the rotor position 8 and the cam position cc:
  • a cam contour is now to be created in which the deflection x is also sinusoidal as a function of time, with the elimination of interferences caused by fluctuations in the speed of the motor.
  • the roller radius r, the oscillation amplitude of the lever arm 16 and the average distance c from the cam axis center 46 and the roller axis center 47 are first determined. Then a circle is made around the cam center 46, which goes through the roller axis.
  • the corrected cam contour is then constructed in such a way that the associated deflection values and angular values are combined and circles with the roller radius are in turn formed around the curve thus obtained. Because of the load feedback, the process may have to be repeated several times. Depending on the gemometric data, a cam contour 51 then results as in FIG. 2a or 2b.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung in einem elektrisch angetriebenen Vibrationsgerät, insbesondere Trockenrasier- oder Massagegerät, mit einem Rotationsmotor (3), der über eine umlaufende Nockeneinrichtung (7) auf einen Schwenkarm (17) einwirkt, der die umlaufende Bewegung in eine oszillierende Bewegung umwandelt, wobei eine Nockenkontur (51) vorgesehen ist, die von wenigstens einer Rolle (13) des Schwenkarmes (15) abgetastet wird und deren Abstand von der Nockenachse (46) zwischen den Bewegungsumkehrpunkten eines angetriebenen Vibrationsteiles (8) zwischen einem Maximum und einem Minimum schwankt. Die Nockenkontur (51) ist so ausgebildet, daß das zu einem bestimmten Zeitpunkt (t) gewünschte Maß der Auslenkung (G;(t)) der oszillierenden Bewegung zu diesem Zeitpunkt die Nockenkontur (51) bestimmt, indem das gewünschte Maß der Auslenkung auf dem Nocken (7) um einen Korrekturwinkel Δ a versetzt vorgesehen ist, dessen Wert sich ergibt aus der Nockenstellung bei fehlenden Schwankungen der Motorgeschwindigkeit und/oder Verzerrungen und der Nockenstellung bei vorhandenen Störungen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung an einem elektrisch angetriebenen Vibrationsgerät, insbesondere Trockenrasier- oder Massagegerät, mit einem Rotationsmotor, der über eine umlaufende Nockeneinrichtung auf einen Schwenkarm einwirkt, der"die umlaufende Bewegung in eine oszillierende Bewegung umwandelt, wobei eine Nockenkontur vorgesehen ist, die von wenigstens einer Rolle des Schwenkarmes abgetastet wird und deren Abstand von der Nockenachse zwischen den Bewegungsumkehrpunkten eines angetriebenen Vibrationsteiles zwischen einem Maximum und einem Minimum schwankt, und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Nockenkontur.
  • Aus der EP-OS 45 107 ist es für Vibrationstrockenrasierer bekannt, diese mit Hilfe von Rotationsmotoren anzutreiben. Auf der Rotorwelle sind dabei senkrecht zueinander zwei Nockenscheiben angeordnet, die jede von einer Rolle abgetastet werden und die über ein Hebelgelenksystem das Untermesser des Trockenrasierers antreiben. Die Kontur des Nockens hat dabei einen Abstand von der Nockenachse, der bei der Bewegung des angetriebenen Vibrationsteiles zwischen den Bewegungsumkehrpunkten zwischen einem Maximun und einem Minimum schwankt und damit in etwa die Form eines abgeflachten Kreises oder einer Ellipse hat. Diese Gestalt der Nockenkontur soll dabei lediglich eine oszillierende Bewegung des Untermessers herbeiführen; sie beachtet nicht Geschwindigkeitsschwankungen längs des Bewegungsweges, die durch Schwankungen der Motorumdrehungsgeschwindigkeit oder parasitäre Verzerrungen im mechanischen Teil des Übertragungsweges verursacht werden. Infolge dieser einfachen Nockengestaltung bzw. der Ausformung der Nockenkontur können die Schneideigenschaften des Scherkopfes über den Bewegungsweg zwischen den Umkehrpunkten durch die genannten Verzerrungen ungünstig beeinflußt werden.
  • Ein günstiges Zeitwegverhalten läßt sich ausdrücken durch den Ausdruck x = Gi(t). Ein Beispiel ist eine sinusförmig von der Zeit abhängige Schwingung. Es ergibt sich dabei der Ausdruck x = a sin n ωet, wobei x die Auslenkung des oszillierenden Teiles, a die Schwingungsamplitude, Gi(t) die gewünschte Zeitfunktion, n eine ganze Zahl, ω e die Kreisfrequenz des Netzes und t die Zeit ist.
  • Setzt man eine feste Kopplung von Rotorpositon θ und Nockenstellung, dessen Drehkoordinate durch den Winkel oc gekennzeichnet sein soll, voraus, wobei 8 und oc sich durch einen festen Verdrehungswinkel 6 unterscheiden in der Art
    Figure imgb0001
    so kann man durch geeignete mechanische Umsetzmittel in erster Näherung zu erreichen suchen, daß die Position x des oszillierenden Teiles in gewünschter Weise von der Position ocdes rotierenden Nockens und damit von der Rotorposition θ abhängt. Dieser ideale Zusammenhang sei mit Gi(a) bezeichnet
    Figure imgb0002
     Treten im Übertragungsweg keine von dieser Annahme abweichenden Verzerrungen auf und ist die Umdrehungsgeschwindigkeit 8 des Motors konstant gleich ωe, so wird die Auslenkung x den gewünschten Zeitverlauf Gi(t) haben. Ist z. B.
    Figure imgb0003
    Figure imgb0004
    und
    Figure imgb0005
    so erhält man für die Auslenkung wie gewünscht:
    Figure imgb0006
    also eine sinusförmig von der Zeit abhängige Funktion mit einer um den Faktor n vervielfachten Frequenz und einer Phasenverschiebung gegenüber der Rotorposition 9.
  • In Wirklichkeit ist aber die Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors nicht immer konstant, sondern kann periodischen Schwankungen unterworfen sein, wie dies z. B. bei einem Einphasensynchronmotor der Fall ist. Ferner können auch durch pulsierende Belastungen periodische Schwankungen der Motorgeschwindigkeit verursacht werden.
  • Des weiteren kann die Übertragungsfunktion der mechanischen Umsetzungsmittel zwischen Nocken und Vibrationsteil im Betrieb von der gewünschten Form abweichen. Beide Effekte können die gewünschte Zeitabhängigkeit der Auslenkung in ungewünschter Weise verzerren in der Art, daß
    Figure imgb0007
    wobei S(t) eine periodische Störfunktion sein soll. Hat z. B. die Motorwinkelgeschwindigkeit die Form
    Figure imgb0008
    wobei f(t) eine periodische Funktion sein soll, so erhält man für den Motordrehwinkel
    Figure imgb0009
    und für den Winkel α:
    Figure imgb0010
  • Der bei schwankender Motorgeschwindigkeit auftretende Wert des Nockenverdrehungswinkels α weicht von dem Wert, der bei konstanter Geschwindigkeit vorliegen würde, um einen Störwert Δ α ab. In gleicher Weise führen mechanische Verzerrungen im Übertragungsweg, die von der idealen Übertragungsfunktion Gi(α) abweichen, zu Winkelabweichungen Δ α gegenüber den Werten, bei denen die gewünschte Auslenkung G(t) im idealen ungestörten Zustand auftreten würden.
  • Für den Fall
    Figure imgb0011
    wobei p . ωe die Amplitude der Geschwindigkeitsschwankung ist, ergibt sich:
    Figure imgb0012
  • Ist beispielsweise die mechanische Übertragungsfunktion:
    Figure imgb0013
     so erhält man für die Auslenkung
    Figure imgb0014
    mit den entsprechenden Verzerrungen S(t) gegenüber dem bei einer konstanten Motorgeschwindigkeit vorliegenden Verlauf Gi (t).
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, die durch Schwankungen der Motorgeschwindigkeit und Verzerrungen im Übertragungsweg bedingten Abweichungen in der Bewegung des oszillierend angetriebenen Geräteteiles von der gewünschten gleichmäßigen Bewegung Gi(t) durch konstruktive Maßnahmen im Übertragungsweg aufzuheben, so daß der Weg der Vibrationsteilauslenkung zwischen den Umkehrpunkten eine Zeitabhängigkeit erhält, wie sie bei kostanter Motorgeschwindigkeit und bei Fehlen von Verzerrungen im mechanischen Übertragungsweg auftreten würde.
  • Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, die Nockenkontur so ausgebildet ist, daß das zu einem bestimmten Zeitpunkt t gewünschte Maß der Auslenkung Gi(t) der oszillierenden Bewegung zu diesem Zeitpunkt die Nockenkontur bestimmt, indem das gewünschte Maß der Auslenkung auf dem Nocken um einen Korrekturwinkel A öcversetzt vorgesehen ist, dessen Wert sich ergibt aus der Nockenstellung bei fehlenden Schwankungen der Motorgeschwindigkeit und/oder Verzerrungen und der Nockenstellung bei vorhandenen Störungen.
  • Damit sind die Verzerrungen im Übertragungsweg und die Schwankungen der Motorgeschwindigkeit bei der Ausbildung der Nockenkontur berücksichtigt, so daß der Verlauf der Vibrationsteilauslenkung zwischen den Umkehrpunkten sinusförmig von der Zeit abhängig ist.
  • Ist der mechanische Übertragungsweg unverzerrt und schwenkt die Motorwinkelgeschwindigkeit des als Antrieb benutzten Einphasensynchronmotors sinusförmig, dann ist bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bei einer Winkelgeschwindigkeit
    Figure imgb0015
    und einer mechanischen Übergangsfunktion G(a) = a sin 2 α der gestörte Verdrehungswinkel α, dem die zur Zeit t gewünschten Auslenkungen Gi(t) zugeordnet werden, ist:
    Figure imgb0016
    wobei We die Kreisfrequenz des Netzes, d der Verdrehungswinkel zwischen Rotorposition und
  • Nockenposition,die Amplitude der Motorwinkel-ωe. p geschwindigkeitsschwankung ist. Treten Verzerrungen im mechanischen Übertragungsweg auf, dann müssen diese zusätzlich berücksichtigt werden.
  • Zur Herstellung einer solchen Nockenkontur wird derart vorgegangen, daß die zu einem bestimmten Zeitpunkt t erwünschte Auslenkung x = Gi(t) und gleichzeitig der zu diesem Zeitpunkt vorliegende gestörte Wert des Nockenverdrehwinkels α bestimmt werden, der von dem unter idealen Bedingungen vorliegenden Wert von α um den Betrag Δ ocabweicht, und daß diesem gestörten Wert die gewünschte Auslenkung zugeordnet wird.
  • In Weiterbildung der Erfindung läßt sich die Nockenkontur in der Art ermitteln, daß um die Mittellinie der Nockenachse bei Mittenstellung der Anordnung ein Kreis geschlagen wird, der durch die Mittellinie der Rollenachse verläuft, daß von diesem Kreis ausgehend in radialer Richtung die zu den jeweiligen gestörten VC-Werten gewünschten idealen Auslenkungswerte x = Gi(t) aufgetragen werden, daß Endpunkte der Auslenkungswerte zu einer Auslenkungskurve verbunden werden, daß um die Auslenkungskurve in dichter Folge Kreise mit dem Rollenradius geschlagen werden, wobei die Innentangenten an diese Kreise die gewünschte Kontur ergeben.
  • Durch die Einführung einer derart gezielt ermittelten Nockenkontur läßt sich erreichen, daß zwischen den Punkten der Bewegungsumkehr der Weg des Vibrationsteiles die gewünschte Zeitabhängigkeit aufweist und Störungen der Bewegung ausgeschaltet sind. Dadurch ergibt sich über den gesamten Bewegungsweg des Vibrationsteiles hinweg eine günstige Arbeitsbelastung.
  • Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 das Funktionsprinzip eines Vibrationstrockenrasierapparates, der von einem Einphasensynchronmotor angetrieben wird und seine Drehbewegungen über einen Hebelarm in eine Vibrationsbewegung an einem Untermesser umwandelt,
    • Fig. 2a und 2b einen Nocken mit korrigierter Nockenkontur.
    • Fig. 1 zeigt einen doppelarmigen Hebelantrieb für ein Vibrationstrockenrasiergerät mit einer einen Nocken abtastenden Kontaktrolle. An einer Montagewand 1 des Trockenrasierapparates ist ein Einphasensynchronmotor 3 mit seinem dauermagnetischen Rotor 4 befestigt. Die Antriebswelle 5 des Synchronmotors steht senkrecht aus ihm hervor und weist nach oben aus der Zeichenebene heraus. Auf der Antriebswelle 5 ist ein Nocken 7 angeordnet, der eine derartige Kontur 51 aufweist, daß ein Untermesser 8 bei Drehung des Nockens 7 eine periodisch vom Verdrehungswinkel des Nockens abhängige Auslenkung erfährt. Die längere Mittellinie des Nockens 7 ist mit 41 bezeichnet.
  • Gegen den Nocken 7 drückt eine Kontaktrolle 13, die in einem doppelarmigen Hebel 15 um eine Rollenachse 19 drehbar gelagert ist. Der doppelarmige Hebel 15 weist zwei Hebelarme 16 und 17 auf, die um ein gemeinsames Schwenklager 18 zwischen beiden Hebelarmen 16 und 17 verschwenkbar sind. Die Andruckrolle 13 ist mittels einer Rollenachse 19 in dem Hebelarm 16 gelagert. Die Hebelarme 16 und 17 sind starr miteinander verbunden, und die Mittellinie 37 und die Verbindungslinie 36 zwischen Rollenlager 19 und Schwenklager 18 schließen einen Winkel E von ca. 140° miteinander ein.
  • Gegen den Hebelarm 16 drückt eine Andruckfeder 21, deren Vorspannung mit Hilfe einer Stellschraube 23 einstellbar ist. Die Mittellinie 35 der Andruckfeder 21 verläuft bei Mittenstellung des Hebels 15 durch die Motorwelle 5 hindurch und senkrecht zur Verbindungslinie 36 von Schwenklager 18 und Rollenachse 19.
  • Der Hebelarm 17 ist mit einem Mitnehmer 25 versehen, der von Greifern 27 eines Untermessers 8 umfaßt wird. Das Untermesser 8 ist mit Hilfe von angedeuteten Lagern 31 in Richtung eines Doppelpfeiles 33 verschieblich. Die Andruckrolle 13 wird mit ihrer Oberfläche 32 gegen die Kontur 51 des Nockens 7 gedrückt. Die Andruckkraft ist dabei so bemessen, daß einerseits die Andruckrolle 13 zu keiner Zeit von dem Nocken 7 abheben kann, daß andererseits die Andruckkraft aber nicht so groß wird, daß die Umlaufbewegung des Rotors beeinträchtigt wird.
  • Die Drehkoordinate des Rotors 4 wird angegeben durch einen Winkel 9. Dieser soll gleich Null sein, wenn vom Statorfeld kein Moment auf den Rotor 4 ausgeübt wird. In der Zeichnung soll die 6 = 0°-Richtung gegeben sein durch die Linie 38. Sie hängt ab von der Anordnung des Stators im Gerät und schließt im dargestellten Fall einen Winkel von etwa 90° mit der Mittellinie 37 des das Untermesser 8 antreibenden Hebelarms 17 ein, wenn sich dieser Hebelarm und damit das Vibrationsteil in Mittelstellung befindet, wie es in der Abbildung angenommen ist.
  • Auf den Rotor 4 wirkt auch bei stromlosen Statorspulen ein magnetisches Reluktanzmoment, im folgenden Klebemoment genannt. Durch geeignete Formgebung der Polbögen des Stators läßt sich in bekannter Weise erreichen, daß das Klebemoment den Rotor in positiver Drehrichtung, also in der Zeichnung im Uhrzeigersinn, aus der Parallelstellung bei 0 = 0° (Linie 38, Statorhauptfeldrichtung) zu drehen versucht und tatsächlich verdreht bis zu einem positiven Winkel θ= γ, also in die durch die Linie 45 angegebene Position, in der das Klebemoment gleich Null wird. Der Asymmetriewinke γ ist abhängig von der Ausgestaltung der Polbögen und dem Luftspalt 39 zwischen Stator 40 und Rotor 4 sowie von den geometrischen und magnetischen Rotordaten und wird schließlich auch noch von den übrigen Statorgegebenheiten beeinflußt; er sollte größer sein als etwa 5°, kann aber auch wesentlich größer sein, bis zu 45°. Vorzugsweise wird ein Wert um 22° gewählt. Nur wenn die Reibungswerte, die auf den Rotor wirken, sehr klein sind oder wenn man zusätzliche mechanische, magnetische oder elektrische Starthilfen vorsieht, könnte der Winkel γklein oder sogar gleich Null sein.
  • Bei dem als ein Einphasensynchronmotor mit dauermagnetischem Läufer ausgebildeten Antriebsmotor 3 soll die Rotorwinkelgeschwindigkeit folgende Zeitabhängigkeit haben:
    Figure imgb0017
  • Diese Zeitabhängigkeit ist aber im übrigen abhängig von der Dimensionierung des Motors, seiner Drehrichtung, der Belastung und der angelegten Spannung. ωe ist wieder die Netzkreisfrequenz.
  • Der auf der Rotorwelle 5 angeordnete Nocken 7, der mit Hilfe der Andruckrolle 13 abgetastet wird, soll dem Hebelarm 17 eine sinusförmige, von der Nockenposition abhängige Auslenkung x der Form:
    Figure imgb0018
    die auf das Untermesser übertragen wird, aufzwingen. Störungen im Übertragungsweg werden dadurch ausgeschlossen. Zwischen der Rotorposition 8 und der Nockenposition cc soll die Beziehung bestehen:
    Figure imgb0019
  • Es soll nun eine Nockenkontur geschaffen werden, bei der die Auslenkung x auch sinusförmig abhängig von der Zeit ist unter Ausschaltung von Störeinflüssen durch Motordrehgeschwindigkeitsschwankungen. Zur Konturermittlung werden zunächst der Rollenradius r, die Schwingungsamplitude des Hebelarmes 16 und der mittlere Abstand c von Nockenachsenmittelpunkt 46 und Rollenachsenmittelpunkt 47 ermittelt. Dann wird um den Nockenmittelpunkt 46 ein Kreis geschlagen, der durch die Rollenachse geht.
  • In herkömmlicher Weise würden auf diesem Kreis in radialer Richtung die zu den jeweiligen α-werten gehörenden Auslenkungswerte x (α)= a sin 2 cx aufgetragen. Um die sich auf diese Weise ergebende Kurve würden nun in dichter Folge Kreise mit dem Radius der Rolle 13 geschlagen. Die Innentangenten an diese Kreise ergeben die gewünschte Nockenkontur 50 in Fig. 2, wenn die idealen α-Werte richtig sind.
  • Bei konstanter Winkelgeschwindigkeit des Motors
    Figure imgb0020
    wäre dies der Fall, und die Auslenkung wäre dann in gewünschter Weise ebenfalls sinusförmig abhängig von der Zeit
    Figure imgb0021
  • Aufgrund der nicht konstanten Geschwindigkeit des Einphasensynchronmotors weicht die Auslenkung x jedoch von der gewünschten Zeitabhängigkeit ab, weil die tatsächliche Nockenposition zur Zeit t
    Figure imgb0022
  • von der idealen Nockenposition
    Figure imgb0023
    um den Wert Δ α gleich 0.15 sin 2ωe t abweicht.
  • Die richtige Kontur 9 unter Berücksichtigung der gestörten α -Werte ergibt sich dann, wenn die zu bestimmten Zeitpunkten t tatsächlich vorliegenden Nockenpositionen bestimmt und diesen Werten die zu diesen Zeitpunkten gehörenden gewünschten Auslenkungen x = Gi(t) zugeordnet werden. Dies ergibt den in der beigefügten Tabelle dargestellten Zusammenhang für J = +49°. Die Konstruktion der korrigierten Nockenkontur erfolgt dann dergestalt, daß die zugehörigen Auslenkungswerte und Winkelwerte kombiniert werden und um die sich so ergebende Kurve wiederum Kreise mit dem Rollenradius geschlagen werden. Aufgrund der Lastrückwirkung muß der Vorgang evtl. mehrmals wiederholt werden. Es ergibt sich dann abhängig von den gemometrischen Daten eine Nockenkontur 51 wie in Fig. 2a oder 2b.
  • Auf dieselbe Weise lassen sich Verzerrungen im Übertragungsweg, solange sie periodischer Natur sind, durch eine Korrektur der Nockenkontur ausgleichen.
    Figure imgb0024
    Figure imgb0025
    Figure imgb0026

Claims (4)

1. Antriebsvorrichtung in einem elektrisch angetriebenen Vibrationsgerät, insbesondere Trockenrasier- oder Massagegerät, mit einem Rotationsmotor, der über eine umlaufende Nockeneinrichtung auf einen Schwenkarm einwirkt, der die umlaufende Bewegung in eine oszillierende Bewegung umwandelt, wobei eine Nockenkontur vorgesehen ist, die von wenigstens einer Rolle des Schwenkarmes abgetastet wird und deren Abstand von der Nockenachse zwischen den Bewegungsumkehrpunkten eines angetriebenen Vibrationsteiles zwischen einem Maximum und einem Minimum schwankt, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenkontur (51) so ausgebildet ist, daß das zu einem bestimmten Zeitpunkt (t) gewünschte Maß der Auslenkung (Gi(t)) der oszillierenden Bewegung zu diesem Zeitpunkt die Nockenkontur (51) bestimmt, indem das gewünschte Maß der Auslenkung auf dem Nocken (7) um einen Korrekturwinkel Δ α versetzt vorgesehen ist, dessen Wert sich ergibt aus der Nockenstellung bei fehlenden Schwankungen der Motorgeschwindigkeit und/oder Verzerrungen und der Nockenstellung bei vorhandenen Störungen.
2. Verfahren zum Herstellen eines Nockens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer nichtkonstanten Motorgeschwindigkeit der Form
Figure imgb0027
und einer mechanischen Übertragungsfunktion G(cr) = a sin 2 α der gestörte Verdrehungswinkel α, dem die zur Zeit t gewünschten Auslenkungen Gi(t) zugeordnet werden, ist:
Figure imgb0028
wobeiωe die Kreisfrequenz des Netzes, d der Verdrehungswinkel zwischen Rotorposition und Nockenposition, ωe. p die Amplitude der Motorwinkelgeschwindigkeitsschwankung ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu einem bestimmten Zeitpunkt t gewünschte Auslenkung Gi(t) und gleichzeitig der zu diesem Zeitpunkt vorliegende gestörte Wert des Nockenverdrehwinkels α bstimmt werden, der von dem unter idealen Bedingungen vorliegende Wert von α abweicht, und daß desem gestörten Wert die gewünschte Auslenkung Gi(t) zugeordnet wird.
4. Verfahren zum Herstellen der Kontur eines Nockens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß um die Mittellinie der Nockenachse bei Mittenstellung der Anordnung ein Kreis geschlagen wird, der durch die Mittellinie der Rollenachse verläuft, daß, von diesem Kreis ausgehend, in radialer Richtung die zu den jeweiligen gestörten α-Werten gewünschten idealen Auslenkungswerte x = Gi(t) aufgetragen werden, daß Endpunkte der Auslenkungswerte zu einer Auslenkungskurve verbunden werden, daß um die Auslenkungskurve in dichter Folge Kreise mit dem Rollenradius geschlagen werden, wobei die Innentangenten an diese Kreise die gewünschte Kontur ergeben.
EP85200140A 1984-02-08 1985-02-07 Verfahren zum Herstellen der Kontur eines Nockens für den Antrieb eines Vibrationsteils in einem elektrisch angetriebenen Vibrationsgerät, insbesondere Trockenrasiergerät Expired EP0151503B1 (de)

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AT85200140T ATE43091T1 (de) 1984-02-08 1985-02-07 Verfahren zum herstellen der kontur eines nockens fuer den antrieb eines vibrationsteils in einem elektrisch angetriebenen vibrationsgeraet, insbesondere trockenrasiergeraet.

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