EP0151503B1 - Method of obtaining the desired contour of a cam for effecting the driving of a vibratory part in an electrically operated vibratory apparatus, in particular an electric razor - Google Patents

Method of obtaining the desired contour of a cam for effecting the driving of a vibratory part in an electrically operated vibratory apparatus, in particular an electric razor Download PDF

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EP0151503B1
EP0151503B1 EP85200140A EP85200140A EP0151503B1 EP 0151503 B1 EP0151503 B1 EP 0151503B1 EP 85200140 A EP85200140 A EP 85200140A EP 85200140 A EP85200140 A EP 85200140A EP 0151503 B1 EP0151503 B1 EP 0151503B1
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vibratory part
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Hugo Dr. Schemmann
Romuald Leander Bukoschek
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    • B26B19/282—Motors without a rotating central drive shaft, e.g. linear motors

Abstract

1. A method of forming the profile of a cam (7) for driving a vibratory part (8) in an electrically driven vibration apparatus, in particular a dry shaver or massage device, comprising a rotary motor (3) which acts on a pivotal arm (15) via a revolving cam device, which arm converts the motor rotation into an oscillation of the vibratory part (8), the cam profile being followed constantly with at least one roller (13) of the pivotal arm (15) and the distance between said profile and the cam axis (5) varying between a maximum and a minimum between the points of reversal of the driven vibratory part (8) characterized in that in the case of a non-constant motor speed which complies with theta = omega e + omega e . rho cos 2 omega e t, where omega e is the angular frequency of mains, omega e . rho is the amplitude of the fluctuation in angular velocity of the motor, the excursion Gi (t) of the vibratory part (8) desired at a specific instant t and at the same time the disturbed value of the angle of rotation alpha of the cam at this instant are determined, which angle deviates from the value of alpha under ideal conditions for a constant motor speed, the desired excursion Gi (t) being assigned to said disturbed value, and in that in the centre position of the vibratory part (8) a circle is drawn about the central axis (46) of the cam shaft (5), which circle extends through the central axis (47) of the roller spindle (19), in that the desired ideal excursion values x = Gi (t) associated with the relevant disturbed alpha-values are plotted proceeding from this circle in a radial direction, in that the end points of the excursion values are interconnected to form an excursion curve, and in that circles having radii equal to the roller radius (r) are drawn close to one another around said curve, the inner tangents to these circles yielding the desired profile (51) of the cam.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen der Kontur eines Nockens für den Antrieb eines Vibrationsteils, insbesondere an einem Trockenrasier- oder Massagegerät, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.The invention relates to a method for producing the contour of a cam for driving a vibration part, in particular on a dry shaving or massage device, according to the preamble of the claim.

Aus der EP-A1-45 107 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 Maximum 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 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 Schwankungen ungünstig beeinflußt werden.From EP-A1-45 107 it is known for vibration dry shavers to drive them with the aid of rotary motors. Two cam disks are arranged perpendicular to each other on the rotor shaft, each of which is scanned by a roller and which drives the lower blade of the dry shaver via a lever joint system. The contour of the cam is at a distance from the cam axis, which fluctuates between a maximum and a minimum between the reversal points of motion during the movement of the driven vibration part and thus has approximately the shape of a flattened circle or an ellipse. 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 movement path, which are caused by fluctuations in the speed of the motor. As a result of this simple cam design or the shape of the cam contour, the cutting properties of the shaving head can be adversely affected by the fluctuations mentioned via the movement path between the reversal points.

Aus der EP-A1-45 107 und der DE-A-18 13 265 ist es darüber hinaus bekannt, Hin- und Herbewegungen mittels eines Gleichdicks zu erzeugen. Das Gleichdick nach der DE-A-18 13 265 ist dabei durch eine Veränderung der Abwälzbögen so gestaltet, daß sich das Gleichdick von den von ihm berührten Führungsschienen während der Bewegung nicht abhebt.From EP-A1-45 107 and DE-A-18 13 265 it is also known to generate back and forth movements by means of a constant thickness. The constant thickness according to DE-A-18 13 265 is designed by changing the rolling arches so that the constant thickness does not stand out from the guide rails touched by it during the movement.

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, ωe die Kreisfrequenz des Netzes und t die Zeit ist.A favorable time path behavior can be expressed by the expression x = G i (t). An example is a sinusoidal, time-dependent oscillation. The expression x = a sin n ω 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, ω e is the angular frequency of the network and t is Time is.

Setzt man eine feste Kopplung von Rotorposition 9 und Nockenstellung, dessen Drehkoordinate durch den Winkel a gekennzeichnet sein soll, voraus, wobei 6 und a sich durch einen festen Verdrehungswinkel 8 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 a des rotierenden Nockens und damit von der Rotorposition θ abhängt. Dieser ideale Zusammenhang sei mit Gi(α) bezeichnet
Figure imgb0002
 Assuming a fixed coupling of rotor position 9 and cam position, the rotational coordinate of which is to be characterized by the angle a, 6 and a differ in the way by a fixed angle of rotation 8
Figure imgb0001
 So you can try to achieve by suitable mechanical conversion means in a first approximation that the position x of the oscillating part depends in the desired manner on the position a of the rotating cam and thus on the rotor position θ. This ideal relationship is called G i (α)
Figure imgb0002

Treten im Übertragungsweg keine von dieser Annahme abweichenden Verzerrungen auf und ist die Umdrehungsgeschwindigkeit 0 des Motors konstant gleich ωe, so wird die Auslenkung x den gewünschten θZeitverlauf 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 θ.If there are no distortions in the transmission path that deviate from this assumption and the speed of rotation 0 of the motor is constantly equal to ω e , the deflection x will have the desired θ time profile G i (t). Is z. B.
Figure imgb0003
Figure imgb0004
 and
Figure imgb0005
 so you get for the deflection as desired:
Figure imgb0006
 a sinusoidal function dependent on time with a frequency multiplied by a factor of n and a phase shift with respect to the rotor position θ.

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.In reality, however, 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.

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 a:
Figure imgb0010
 Furthermore, 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
Figure imgb0007
 where S (t) is said to be a periodic disturbance function. Has z. B. the motor angular velocity the shape
Figure imgb0008
 where f (t) should be a periodic function, we get for the motor rotation angle
Figure imgb0009
 and for the angle a:
Figure imgb0010

Der bei schwankender Motorgeschwindigkeit auftretende Wert des Nockenverdrehungswinkels a weicht von dem Wert, der bei konstanter Geschwindigkeit vorliegen würde, um einen Störwert △α ab. In gleicher Weise führen mechanische Verzerrungen im Übertragungsweg, die von der idealen Übertragungsfunktion Gi(α) abweichen, zu Winkelabweichungen △α gegenüber den Werten, bei denen die gewünschte Auslenkung G(t) im idealen ungestörten Zustand auftreten würden.The value of the cam rotation angle a which occurs when the engine speed fluctuates deviates from the value which would be present at constant speed by an interference value △ α. In the same way, mechanical distortions in the transmission path that deviate from the ideal transfer function G i (α) lead to angular deviations △ α compared to the values at which the desired deflection G (t) would occur in the ideal, undisturbed state.

Für den Fall

Figure imgb0011
wobei p · ωe die Amplitude der Geschwindigkeitsschwankung ist, ergibt sich:
Figure imgb0012
 In the case
Figure imgb0011
 where p · ω e is the amplitude of the speed fluctuation, we get:
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 G;(t).For example, is the mechanical transfer function:
Figure imgb0013
 so you get for the deflection
Figure imgb0014
 with the corresponding distortions S (t) compared to the curve G present at a constant engine speed ; (t).

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem die Kontur eines Nockens der eingangs erwähnten Art geschaffen werden kann, um so die durch Schwankungen der Motorgeschwindigkeit bedingten Abweichungen in der Bewegung des oszillierend angetriebenen Geräteteiles von der gewünschten gleichmäßigen Bewegung G;(t) durch konstruktive Maßnahmen im Übertragungsweg aufzuheben. Bei dem so hergestellten Nocken erhält der Weg der Vibrationsteilauslenkung zwischen den Umkehrpunkten eine Zeitabhängigkeit, wie sie bei konstanter Motorgeschwindigkeit auftreten würde.It is an object of the invention to provide a method by means of which the contour of a cam of the type mentioned at the outset can be created in order to avoid the deviations in the movement of the oscillatingly driven device part from the desired uniform movement G ; (t) by constructive measures in the transmission path. In the cam produced in this way, the path of the vibration deflection between the reversal points is given a time dependency that would occur with a constant engine speed.

Die gestellte Aufgabe ist erfindüngsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer nicht-konstanten Motorgeschwindigkeit der Form

Figure imgb0015
wobei

  • ωe die Kreisfrequenz des Netzes,
  • ωe · p die Amplitude der Motorwinkelgeschwindigkeitsschwankung
    ist, die zu einem bestimmten Zeitpunkt t gewünschte Auslenkung G;(t) des Vibrationsteils und gleichzeitig der zu diesem Zeitpunkt vorliegende gestörte Wert des Nockenverdrehungswinkels a bestimmt werden, der von dem unter idealen Bedingungen bei konstanter Motorgeschwindigkeit vorliegenden Wert von a abweicht, wobei diesem gestörten Wert die gewünschte Auslenkung G;(t) zugeordnet wird, und daß um die Mittellinie der Nockenachse bei Mittenstellung des Vibrationsteiles ein Kreis geschlagen wird, der durch die Mittellinie der Rollenachse verläuft, daß, von diesem Kreis ausgehend, in radialer Richtung die zu den jeweiligen gestörten a-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 des Nockens ergeben.
The object is achieved according to the invention in that the shape of the motor is not constant
Figure imgb0015
 in which
  • ω e the angular frequency of the network,
  • ω e · p the amplitude of the motor angular velocity fluctuation
    is the desired deflection G at a specific time t ; (t) of the vibration part and at the same time the disturbed value of the cam rotation angle a present at this time, which deviates from the value of a present under ideal conditions at constant engine speed, this disturbed value being the desired deflection G ; (t) is assigned, and that a circle is formed around the center line of the cam axis when the vibrating part is in the center, which runs through the center line of the roller axis, that, starting from this circle, the ideal ideal for the respective disturbed a values in the radial direction Deflection values x = G i (t) are plotted, that end points of the deflection values are connected to form a deflection curve, that circles with the roller radius are formed in close succession around the deflection curve, the inner tangents of these circles giving the desired contour of the cam.

Mit einem so hergestellten Nocken sind 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.With a cam produced in this way, the fluctuations in the motor speed are taken into account in the formation of the cam contour, so that the course of the vibration component deflection between the reversal points is sinusoidally dependent on time.

Durch die Einführung der 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.By introducing the specifically determined cam contour, it can be achieved that between the Points of movement reversal, the path of the vibration part has the desired time dependency and disturbances in the movement are eliminated. This results in a favorable workload over the entire movement path of the vibration part.

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.
The invention is explained in more detail with reference to the embodiment shown in the drawing. Show it :.
  • 1 shows the functional principle of a vibration dry shaving apparatus which is driven by a single-phase synchronous motor and converts its rotary movements into a vibration movement on a lower knife via a lever arm,
  • 2a and 2b a cam with a corrected cam contour.

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.Fig. 1 shows a double-arm lever drive for a vibration dry shaving device with a contact roller scanning a cam. A single-phase synchronous motor 3 with its permanent-magnet rotor 4 is fastened to an assembly wall 1 of the dry shaving apparatus. The drive shaft 5 of the synchronous motor protrudes vertically from it and points upwards out of the plane of the drawing. A cam 7 is arranged on the drive shaft 5, which has a contour 51 such that when the cam 7 rotates, a lower knife 8 experiences a deflection which is periodically dependent on the angle of rotation of the cam. The longer center line of the cam 7 is designated 41.

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 s von ca. 140° miteinander ein.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 s of approximately 140 ° with one another.

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.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.

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.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 pressing force is dimensioned such that, on the one hand, the pressing roller 13 cannot 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.

Die Drehkoordinate des Rotors 4 wird angegeben durch einen Winkel e. Dieser soll gleich Null sein, wenn vom Statorfeld kein Moment auf den Rotor 4 ausgeübt wird. In der Zeichnung soll die 8 = 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.The rotational coordinate of the rotor 4 is given by an angle e. This should be zero if no torque is exerted on the rotor 4 by the stator field. In the drawing, the 8 = 0 ° direction should be given by the line 38. It depends on the arrangement of the stator in the device and, in the case shown, closes an angle of approximately 90 ° with the center line 37 of the lever arm 17 driving the lower knife 8 when this lever arm and thus the vibrating part is in the central position, as is assumed in the illustration.

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 9 = 0° (Linie 38, Statorhauptfeldrichtung) zu drehen versucht und tatsächlich verdreht bis zu einem positiven Winkel 8 = -y, also in die durch die Linie 45 angegebene Position, in der das Klebemoment gleich Null wird. Der Asymmetriewinkel -y 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 -y klein oder sogar gleich Null sein.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. By suitable shaping of the pole arcs of the stator it can be achieved in a known manner that the adhesive moment tries to turn the rotor in the positive direction of rotation, i.e. clockwise in the drawing, from the parallel position at 9 = 0 ° (line 38, stator main field direction) and actually rotates it up to a positive angle 8 = -y, i.e. in the position indicated by line 45, in which the adhesive torque becomes zero. The asymmetry angle -y is dependent on the configuration of the pole arcs and the air gap 39 between the stator 40 and 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. Only if the friction values acting on the rotor are very small or if additional mechanical, magnetic or electrical starting aids are provided, the angle -y could be small or even zero.

Bei dem als ein Einphasensynchronmotor mit dauermagnetischem Läufer ausgebildeten Antriebsmotor 3 soll die Rotorwinkelgeschwindigkeit folgende Zeitabhängigkeit haben :

Figure imgb0016
In the case of the drive motor 3, which is designed as a single-phase synchronous motor with a permanent-magnet rotor, the rotor angular velocity should have the following time dependency:
Figure imgb0016

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.This time dependency depends on the dimensioning of the motor, its direction of rotation, the load and the applied voltage. ω e is the network frequency again.

. 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 imgb0017
die auf das Untermesser übertragen wird, aufzwingen. Störungen im Übertragungsweg werden dadurch ausgeschlossen. Zwischen der Rotorposition θ und der Nockenposition a soll die Beziehung bestehen :
Figure imgb0018
 . 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:
Figure imgb0017
 force that is transferred to the lower knife. This eliminates interference in the transmission path. The relationship should exist between the rotor position θ and the cam position a:
Figure imgb0018

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.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. To determine the contour, 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.

In herkömmlicher Weise würden auf diesem Kreis in radialer Richtung die zu den jeweiligen a-Werten gehörenden Auslenkungswerte x(a) = a sin 2a aufgetragen. Um die sich auf diese Weise ergebende Kurve würden nun im 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.In a conventional manner, the deflection values x (a) = a sin 2a belonging to the respective a values would be plotted on this circle in the radial direction. Circles with the radius of the roller 13 would now be formed in close succession around the curve resulting in this way. The inner tangents to these circles result in the desired cam contour 50 in FIG. 2 if the ideal α values are correct.

Bei konstanter Winkelgeschwindigkeit des Motors

Figure imgb0019
wäre dies der Fall, und die Auslenkung wäre dann in gewünschter Weise ebenfalls sinusförmig abhängig von der Zeit
Figure imgb0020
 At constant angular speed of the motor
Figure imgb0019
 if this were the case, and the deflection would then also be sinusoidal as a function of time in the desired manner
Figure imgb0020

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 imgb0021
von der idealen Nockenposition
Figure imgb0022
um den Wert Δα gleich 0.15 sin 2ωet abweicht.Due to the non-constant speed of the single-phase synchronous motor, however, the deflection x deviates from the desired time dependency because the actual cam position at time t
Figure imgb0021
 from the ideal cam position
Figure imgb0022
 deviates by the value Δα equal to 0.15 sin 2ω e t.

Die richtige Kontur 9 unter Berücksichtigung der gestörten a-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 = G;(t) zugeordnet werden. Dies ergibt den in der beigefügten Tabelle dargestellten Zusammenhang für 8 = + 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 geometrischen Daten eine Nockenkontur 51 wie in Fig. 2a oder 2b.The correct contour 9, taking into account the disturbed a values, is obtained when the cam positions actually present at specific times t are determined and these values are determined by the desired deflections x = G at these times ; (t) can be assigned. This gives the relationship shown in the attached table for 8 = + 49 °. 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 geometric data, this results in a cam contour 51 as in FIG. 2a or 2b.

Auf dieselbe Weise lassen sich Verzerrungen im Übertragungsweg, solange sie periodischer Natur sind, durch eine Korrektur der Nockenkontur ausgleichen.

Figure imgb0023
Figure imgb0024
Figure imgb0025
 In the same way, distortions in the transmission path, as long as they are periodic in nature, can be compensated for by correcting the cam contour.
Figure imgb0023
Figure imgb0024
Figure imgb0025

Claims (1)

  1. A method of forming the profile of a cam (7) for driving a vibratory part (8) in an electrically driven vibration apparatus, in particular a dry shaver or massage device, comprising a rotary motor (3) which acts on a pivotal arm (15) via a revolving cam device, which arm converts the motor rotation into an oscillation of the vibratory part (8), the cam profile being followed constantly with at least one roller (13) of the pivotal arm (15) and the distance between said profile and the cam axis (5) varying between a maximum and a minimum between the points of reversal of the driven vibratory part (8) characterized in that in the case of a non-constant motor speed which complies with
    Figure imgb0027
    where
    ωe is the angular frequency of mains,
    ωe · p is the amplitude of the fluctuation in angular velocity of the motor,
    the excursion G;(t) of the vibratory part (8) desired at a specific instant t and at the same time the disturbed value of the angle of rotation a of the cam at this instant are determined, which angle deviates from the value of a under ideal conditions for a constant motor speed, the desired excursion Gi(t) being assigned to said disturbed value, and in that in the centre position of the vibratory part (8) a circle is drawn about the central axis (46) of the cam shaft (5), which circle extends through the central axis (47) of the roller spindle (19), in that the desired ideal excursion values x = G;(t) associated with the relevant disturbed a-values are plotted proceeding from this circle in a radial direction, in that the end points of the excursion values are interconnected to form an excursion curve, and in that circles having radii equal to the roller radius (r) are drawn close to one another around said curve, the inner tangents to these circles yielding the desired profile (51) of the cam.
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