EP0151504A2 - Reciprocating drive assembly for household appliance - Google Patents

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EP0151504A2
EP0151504A2 EP85200141A EP85200141A EP0151504A2 EP 0151504 A2 EP0151504 A2 EP 0151504A2 EP 85200141 A EP85200141 A EP 85200141A EP 85200141 A EP85200141 A EP 85200141A EP 0151504 A2 EP0151504 A2 EP 0151504A2
Authority
EP
European Patent Office
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cam
rollers
roller
axis
frequency
Prior art date
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Application number
EP85200141A
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German (de)
French (fr)
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EP0151504A3 (en
EP0151504B1 (en
Inventor
Gerhard Diefenbach
Hugo Dr. Schemmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Patentverwaltung GmbH
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Koninklijke Philips Electronics NV
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Publication date
Application filed by Philips Patentverwaltung GmbH, Philips Gloeilampenfabrieken NV, Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Philips Patentverwaltung GmbH
Priority to AT85200141T priority Critical patent/ATE38954T1/en
Publication of EP0151504A2 publication Critical patent/EP0151504A2/en
Publication of EP0151504A3 publication Critical patent/EP0151504A3/en
Application granted granted Critical
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26B—HAND-HELD CUTTING TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B26B19/00—Clippers or shavers operating with a plurality of cutting edges, e.g. hair clippers, dry shavers
    • B26B19/28—Drive layout for hair clippers or dry shavers, e.g. providing for electromotive drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26B—HAND-HELD CUTTING TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B26B19/00—Clippers or shavers operating with a plurality of cutting edges, e.g. hair clippers, dry shavers
    • B26B19/28—Drive layout for hair clippers or dry shavers, e.g. providing for electromotive drive
    • B26B19/282—Motors without a rotating central drive shaft, e.g. linear motors

Definitions

  • the invention relates to a drive device for a vibration device, in particular a small household appliance, such as a dry shaving or massage device, in which the rotor shaft of a rotary drive motor drives a cam scanning roller gear which converts the motor rotational movement into a vibration movement, in which cam scanning rollers at a drive end of one around a central region tiltable swivel arm and a vibrating part to be moved are arranged at the driven end of the swivel arm.
  • a cam mechanism is also known from EP-OS 45 107, in which the cam has the shape of an equilateral triangle with three sides convexly curved in the same way, the oscillating movement being reduced on the circumference of the cam.
  • the removal takes place with the help of a "U-shaped yoke with parallel legs, which enclose the cam on both sides.
  • the profile of the cam has the property that the distance between any two parallel lines that tangent to the profile is constant.
  • the device is as In this way, when the cam rotates within the parallel flanks of the U-shaped yoke, the contact of the cam and yoke is constantly maintained. It has been shown that tolerance problems, clamping and noise cause considerable difficulties with this constant-thickness drive .
  • the rollers alone ensure constant contact between the cam and rollers, since loss of contact of one roller is prevented by the other roller.
  • connection between the swivel arm and the axis of one of the two or both rollers is designed to be elastic, the oscillation planes of the swivel arm and rollers preferably coinciding. This can further reduce running noise.
  • a single-phase synchronous motor 5 is attached to a base plate 3.
  • the single-phase synchronous motor has a U-shaped laminated core 7 with two legs 9 and 9a. Excitation coils 11 and 11a are pushed onto the legs 9 and 9a. Pole shoes 13, 13a form at the free ends of the iron legs 9, 9a, forming a stator bore 15.
  • a permanently magnetic rotor 17 rotates in the stator bore 15, on the shaft 19 of which a cam 21 is arranged. 1 has an elongated, approximately elliptical shape.
  • an axis 23 is attached, on which a pivot arm 25 is pivotally mounted.
  • the swivel arm 25 is divided on the drive side into two partial arms 27, 27a.
  • scanning rollers 31, 31a are mounted by means of axes 29, 29a.
  • the scanning rollers 31 and 31a scan the contour 33 of the cam 21 by constant contact.
  • Carriers 37 of a knife block 39 engage on the output end 35 of the lever arm 25.
  • both drive part arms 27 and 27a or only one of the two can be designed to be elastic. It is also possible to provide the bearings in the region of the axes 29 and 29a with elasticity or to provide the outer surface of one or both rollers 31, 31a with an elastic covering, so as to bring about a certain compensation to avoid jamming.
  • the pivot arm axis 23 or the center line 47 of the driven part of the pivot arm forms the bisector between the connecting lines 43 of the roller axis 29, 29a and the cam axis 19, this center line 47 running through the cam axis 19.
  • the connecting lines 41 between the swivel arm axis 23 and the roller axes 29, 29a and the connecting lines 43 between the cam axis 19 and the roller axes 29, 29a should preferably be perpendicular to one another. Deviations from the linear path lead to distortions. It is possible to take this into account when determining the cam contour and to compensate for it.
  • the correct cam contour 33 which fulfills the above symmetry conditions, is a prerequisite for the drive device to function.
  • the cam contour 33 can be determined as follows:
  • a circle is thus formed around the cam axis 19, the radius of which is equal to the mean distance b from the cam axis 19 and roller axes 29, 29a.
  • the corresponding radii are lengthened or shortened by the amount of deflection belonging to the respective angle.
  • the resulting trajectory is made in circles in close succession, the radius of which is equal to the radius of the roller.
  • the deflection should preferably depend sinusoidally on the angle of rotation ⁇ where a is the amplitude of the roller deflection, which also determines the amplitude of the oscillating movement of the knife, taking into account the lever ratios which depend on the construction.

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Abstract

1. A drive mechanism for a vibration appartus, in particular a small domestic apparatus such as a dry shaver or a massage device, in which the rotor shaft of a rotary drive motor (5) drives a cam-and-follower mechanism, which converts the motor rotation into an oscillation, cam-following rollers (31, 31a) being arranged on a driven end of a pivotal arm (25) which is pivotable about a central portion, and a vibratory part (39) to be driven being arranged on the driving end (35) of the pivotal arm, characterized in that two rollers (31, 31a) simultaneously follow the profile (33, 333, 433) of a cam (21, 321, 421) which rotates with the rotor shaft, the movement impressed on the pivotal arm (25) by the first roller (31) is taken off the cam geometrically shifted through a number of degrees of rotation of the cam (21, 321, 421) equal to alpha0 = 360 degrees/2n or an odd multiple thereof relative to the movement impressed on the pivotal arm (25) by the second roller (31a), n being the frequency multiplication factor of the oscillation frequency of the rollers (31, 31a) and the vibratory part (39) relative to the angular frequency of the cam, the excursion impressed on the pivotal arm (25) by the rollers (31, 31a) during the follower movement depends on the angle of rotation alpha of the cam (21, 321, 421) to the same extent for both rollers (31, 31a), allowance being made for the roller diameter, oscillation amplitude, oscillation waveform, and the average distance (b) between the cam axis (19) and the roller axis (29, 29a), the cam (21, 321, 421) is dimensioned in such a way that the rollers (31, 31a) experience a periodic excursion (x1 and x2 respectively) which depends on the angle of rotation alpha of the cam, the fundamental frequency of the oscillation being n times as high as the angular frequency of the cam (21, 321, 421) and the symmetry requirements for the excursions x1 and x2 being : x1 = - x2 with x2 = f(alpha), x2 = f(alpha +- alpha 0), and alpha0 = 360 degrees . (2mu + 1/2n), mu = 0, 1, 2, ... where n is preferably 1, 2, 3 or 4, and alpha0 is the angular spacing between the two rollers (31, 31a).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für ein Vibrationsgerät, insbesondere kleines Haushaltsgerät, wie Trockenrasier- oder Massageapparat, bei dem die Läuferwelle eines Rotationsantriebsmotors ein Nocken-Abtastrollengetriebe antreibt, das die Motordrehbewegung in eine Vibrationsbewegung umwandelt, bei dem Nocken abtastende Abtastrollen an einem Antriebsende eines um einen Mittelbereich verkippbaren Schwenkarmes und ein zu bewegendes Vibrationsteil am Abtriebsende des Schwenkarmes angeordnet sind.The invention relates to a drive device for a vibration device, in particular a small household appliance, such as a dry shaving or massage device, in which the rotor shaft of a rotary drive motor drives a cam scanning roller gear which converts the motor rotational movement into a vibration movement, in which cam scanning rollers at a drive end of one around a central region tiltable swivel arm and a vibrating part to be moved are arranged at the driven end of the swivel arm.

Aus der DE-OS 25 13 007 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der gegen den einen Nocken aus entgegengesetzten Richtungen Andruckrollen gedrückt werden, die auf Schiebern gegeneinander und voneinander weg verschieblich sind. Diese Vorrichtung stellt eine zusätzliche Anlaufhilfe dar und hat mit dem eigentlichen Betrieb nichts zu tun. Mittels der federbelasteten Druckrollen wird der Nocken nach dem Entregen des Stators auch bei großen Reibungswerten den Rotor so verdrehen, daß ein Anlauf immer gewährleistet ist oder, anders ausgedrückt, daß die Hauptmagnetisierungsrichtung des Rotors aus der Hauptstatorfeldrichtung so verdreht wird, daß beide Richtungen einen Winkel miteinander einschließen. Würden beide Magnetisierungsrichtungen zusammenfallen, dann wäre ein Anlauf des Motors nicht möglich.From DE-OS 25 13 007 a device is known in which pressure rollers are pressed against the one cam from opposite directions, which are displaceable against and away from one another on sliders. This device represents an additional start-up aid and has nothing to do with the actual operation. By means of the spring-loaded pressure rollers, after de-energizing the stator, the cam will turn the rotor even with high friction values so that a start is always guaranteed or, in other words, the main magnetization direction of the rotor is rotated from the main stator field direction so that both directions make an angle with each other lock in. If both directions of magnetization coincide, the motor would not be able to start.

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. Dieses Hebelgelenksystem ist anfällig, weil es mit Filmgelenken zwischen den einzelnen Gelenkteilen gebildet ist. Zwei übereinander auf der Motorwelle angeordnete Nocken vergrößern zudem die Bauhöhe, was dem Wunsch nach einem möglichst flachen Gerät entgegensteht. Bei einer anderen Ausbildung mit einem-rotierenden Motor und einem Kurbeltrieb werden störende Geräusche verursacht.From EP-OS 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. This lever joint system is susceptible because it is formed with film joints between the individual joint parts. Two cams arranged one above the other on the motor shaft also increase the overall height, which runs counter to the desire for a device that is as flat as possible. In another design with a rotating motor and a crank mechanism, disturbing noises are caused.

Aus der EP-OS 45 107 ist weiterhin ein Nockenmechanismus bekannt, bei dem der Nocken die Form eines gleichseitigen Dreiecks mit drei in gleicher Weise konvex gekrümmten Seiten hat, wobei die Schwingbewegung am Umfang des Nockens abgenommen wird. Die Abnahme erfolgt mit Hilfe eines" U-förmigen Joches mit parallelen Schenkeln, welche den Nocken beidseitig umfassen. Das Profil des Nockens hat die Eigenschaft, daß der Abstand zwischen zwei beliebigen parallelen Linien, die das Profil tangieren, konstant ist. Die Vorrichtung ist als sogenanntes Gleichdick bekannt. Auf diese Art wird beim Drehen des Nockens innerhalb der parallelen Flanken des U-förmigen Joches der Kontakt von Nocken und Joch ständig aufrecht erhalten. Es hat sich gezeigt, daß bei diesem Gleichdick-Antrieb Toleranzprobleme, Klemmung und Lärm beträchtliche Schwierigkeiten bereiten.A cam mechanism is also known from EP-OS 45 107, in which the cam has the shape of an equilateral triangle with three sides convexly curved in the same way, the oscillating movement being reduced on the circumference of the cam. The removal takes place with the help of a "U-shaped yoke with parallel legs, which enclose the cam on both sides. The profile of the cam has the property that the distance between any two parallel lines that tangent to the profile is constant. The device is as In this way, when the cam rotates within the parallel flanks of the U-shaped yoke, the contact of the cam and yoke is constantly maintained. It has been shown that tolerance problems, clamping and noise cause considerable difficulties with this constant-thickness drive .

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Antrieb für ein Vibrationsgerät der eingangs erwähnten Art, bei dem die rotierende Bewegung eines Antriebsmotors in eine oszillierende Bewegung eines angetriebenen Vibrationsteiles umgesetzt wird, zu schaffen, der einfach, zuverlässig und geräuscharm arbeitet und der wirtschaftlich ist.It is an object of the invention to provide a drive for a vibration device of the type mentioned in the opening paragraph, in which the rotating movement of a drive motor converts into an oscillating one Movement of a driven vibrating part is implemented to create that is simple, reliable and quiet and that is economical.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

  • - zwei Abtastrollen gleichzeitig auf der Kontur eines mit der Läuferwelle umlaufenden Nockens abrollen,
  • - die von der ersten Rolle dem Schwenkarm aufgezwungene Bewegung gegenüber der von der zweiten Rolle dem Schwenkarm aufgezwungenen Bewegung räumlich um ∝0 = 360°/2n Verdrehungsgrade α des Nockens oder einem ungeraden Vielfachen davon versetzt von dem Nocken abgenommen wird, wobei n die Frequenzvervielfachung der Schwingfrequenz von Rollen und Vibrationsteil gegenüber der Nockenumdrehungsfrequenz ist,
  • - die beim Abtasten dem Schwenkarm von von den Rollen aufgezwungene Auslenkbewegung bei beiden Rollen die gleiche Abhängigkeit vom Verdrehungswinkel α des Nockens hat,
  • - die Dimensionierung des Nockens derart gewählt ist, daß unter Berücksichtigung von Rollendurchmesser, Schwingungsamplitude, Schwingungsverlauf und dem mittleren Abstand Nockenachse - Rollenachse die Rollen eine vom Nockendrehwinkel α abhängige, periodische Auslenkung (x1; x2) erfahren, wobei die Grundfrequenz der Schwingbewegung n-fach so groß ist wie die Umdrehungsfrequenz des Nockens und als Symmetriebedingung für die Auslenkungen xl und x2 gilt: mit
    Figure imgb0001
    Figure imgb0002
    Figure imgb0003
    und
    Figure imgb0004
wobei n Werte von vorzugsweise 1, 2, 3, 4 annimmt und α0 der Versatzwinkel der beiden Abtastrollen ist.The object is achieved in that
  • - roll two scanning rollers simultaneously on the contour of a cam rotating with the rotor shaft,
  • - The movement imposed on the swivel arm by the first roller relative to the movement imposed on the swivel arm by the second roller is offset from the cam by ∝ 0 = 360 ° / 2n degrees of twist α or an odd multiple thereof, where n is the frequency multiplication of the Vibration frequency of rollers and vibrating part compared to the cam rotation frequency,
  • the deflection movement imposed by the rollers on the swivel arm during scanning has the same dependence on the angle of rotation α of the cam in both rollers,
  • - The dimensioning of the cam is selected such that, taking into account the roller diameter, vibration amplitude, vibration profile and the average distance between the cam axis and roller axis, the rollers experience a periodic deflection (x 1 ; x 2 ) which is dependent on the cam rotation angle α, the basic frequency of the oscillating movement n - is as large as the rotation frequency of the cam and the following applies as a symmetry condition for the deflections x l and x 2 : with
    Figure imgb0001
    Figure imgb0002
    Figure imgb0003
     and
    Figure imgb0004
where n assumes values of preferably 1, 2, 3, 4 and α 0 is the offset angle of the two scanning rollers.

Bei dieser Antriebsvorrichtung sorgen allein die Rollen für das ständige Aufrechterhalten des Kontaktes zwischen Nocken und Rollen, da ein Kontaktverlust der einen Rolle jeweils von der anderen Rolle verhindert wird.In this drive device, the rollers alone ensure constant contact between the cam and rollers, since loss of contact of one roller is prevented by the other roller.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß

  • - beide Rollen den gleichen Durchmesser aufweisen,
  • - bei Mittenstellung der Rollen der Abstand der beiden Rollenachsen von der Nockenachse gleich groß ist,
  • - bei Mittenstellung der Rollen die Verbindungslinien der beiden Rollenachsen zur Nockenachse einen räumlichen Winkel von α0 = 360"/2n oder ein ungerades Vielfaches (2p + 1) davon miteinander bilden, wobei n die Frequenzvervielfachung ist.
According to a further embodiment of the invention it is provided that
  • - both rollers have the same diameter,
  • - When the rollers are in the center position, the distance between the two roller axes from the cam axis is the same
  • - When the rollers are in the middle, the connecting lines of the two roller axes to the cam axis form a spatial angle of α 0 = 360 "/ 2n or an odd multiple (2p + 1) thereof, where n is the frequency multiplication.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Verbindung zwischen dem Schwenkarm und der Achse einer der beiden oder beider Rollen elastisch ausgebildet, wobei bevorzugt die Schwingebenen von Schwenkarm und Rollen zusammenfallen. Damit lassen sich Laufgeräusche noch weiter absenken.According to a further embodiment of the invention, the connection between the swivel arm and the axis of one of the two or both rollers is designed to be elastic, the oscillation planes of the swivel arm and rollers preferably coinciding. This can further reduce running noise.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in Mittenstellung bei einem Versatzwinkel von α0 ≠180° die Verbindungslinien zwischen Schwenkmittelpunkt und Rollenmittelpunkt und die Verbindungslinien zwischen Rollenmittelpunkt und Nockenachse senkrecht aufeinander stehen. Die Schwenkbahn des Rollenmittelpunktes weicht in diesem Fall nur wenig von einer linear oszillierenden Bahn ab.According to a further embodiment of the invention it is provided that in the middle position at an offset angle of α 0 ≠ 180 ° the connecting lines between the pivot center and the roller center and the connecting lines stand perpendicular to each other between the center of the roller and the cam axis. In this case, the swivel path of the roller center deviates only slightly from a linearly oscillating path.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

  • Fig. 1 die Funktionsansicht eines Vibratorrasierapparates mit einem Rotationsantriebsmotor und einem Nocken-Abtastrollengetriebe mit einem umlaufenden Nocken und zwei den Nocken abtastenden Abtastrollen in Mittenstellung.
  • Fig. 2a bis c drei verschiedene Nockenstellungen gegenüber den Abtastrollen bei dem Getriebe nach Fig. 1 mit einem länglichen, etwa ellipsenförmigen Nocken (n = 2), wobei Fig. 2a das System in Mittenstellung zeigt, Fig. 2b die linke Endposition und Fig. 2c die rechte Endposition,
  • Fig. 3a bis c das Getriebe nach Fig. 1 mit einem etwa dreieckigen Nocken (n = 3) bei drei verschiedenen Nockenstellungen, Fig. 3a und 3b Mittenstellung, Fig. 3c linke Endposition,
  • Fig. 4a bis d das Getriebe nach Fig. 1 mit einem etwa viereckigen Nocken (n = 4); es sind vier verschiedene Nockenpositionen (a - d) dargestellt, Fig. 4a und 4d Mittenstellung, Fig. 4b linke Endposition, Fig.4c rechte Endposition; die Nocken sollen im übrigen die obigen Symmetriebedingungen erfüllen.
The invention is explained in more detail with reference to the embodiment shown in the drawing. Show it:
  • Fig. 1 shows the functional view of a vibrator with a rotary drive motor and a cam-scanning roller gear with a rotating cam and two scanning rollers scanning the cam in the center position.
  • 2a to c three different cam positions compared to the scanning rollers in the transmission according to Fig. 1 with an elongated, approximately elliptical cam (n = 2), Fig. 2a shows the system in the central position, Fig. 2b the left end position and Fig. 2c the right end position,
  • 3a to c the gear according to Fig. 1 with an approximately triangular cam (n = 3) with three different cam positions, Fig. 3a and 3b center position, Fig. 3c left end position,
  • Fig. 4a to d, the transmission of Figure 1 with an approximately square cam (n = 4). four different cam positions (ad) are shown, FIGS. 4a and 4d center position, FIG. 4b left end position, FIG. 4c right end position; the cams should also meet the above symmetry conditions.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Funktionsansicht eines Vibratorrasierapparates 1 ist an einer Grundplatte 3 ein Einphasensynchronmotor 5 befestigt. Der Einphasensynchronmotor hat ein U-förmiges Blechpaket 7 mit zwei Schenkeln 9 und 9a. Auf die Schenkel 9 und 9a sind Erregerspulen 11 und 11a aufgeschoben. An den freien Enden der Eisenschenkel 9, 9a bilden sich Polschuhe 13, 13a aus unter Bildung einer Statorbohrung 15. In der Statorbohrung 15 läuft ein dauermagnetischer Läufer 17 um, auf dessen Welle 19 ein Nocken 21 angeordnet ist. Der Nocken 21 hat bei der Darstellung nach Fig. 1 eine längliche, etwa ellipsenförmige Form.In the functional view of a vibrator shaver 1 shown in FIG. 1, a single-phase synchronous motor 5 is attached to a base plate 3. The single-phase synchronous motor has a U-shaped laminated core 7 with two legs 9 and 9a. Excitation coils 11 and 11a are pushed onto the legs 9 and 9a. Pole shoes 13, 13a form at the free ends of the iron legs 9, 9a, forming a stator bore 15. A permanently magnetic rotor 17 rotates in the stator bore 15, on the shaft 19 of which a cam 21 is arranged. 1 has an elongated, approximately elliptical shape.

Auf der Grundplatte 3 ist eine Achse 23 befestigt, auf der ein Schwenkarm 25 schwenkbar gelagert ist. Der Schwenkarm 25 teilt sich antriebsseitig in zwei Teilarme 27, 27a auf. An den freien Enden der Antriebsteilarme sind mittels Achsen 29, 29a Abtastrollen 31, 31a gelagert. Die Abtastrollen 31 und 31a tasten die Kontur 33 des Nockens 21 durch ständiges Anliegen ab. Am abtriebsseitigen Ende 35 des Hebelarmes 25 greifen Mitnehmer 37 eines Messerblockes 39 an.On the base plate 3, an axis 23 is attached, on which a pivot arm 25 is pivotally mounted. The swivel arm 25 is divided on the drive side into two partial arms 27, 27a. At the free ends of the drive part arms, scanning rollers 31, 31a are mounted by means of axes 29, 29a. The scanning rollers 31 and 31a scan the contour 33 of the cam 21 by constant contact. Carriers 37 of a knife block 39 engage on the output end 35 of the lever arm 25.

Auf nicht näher dargestellte Weise können beide Antriebsteilarme 27 und 27a oder nur einer von beiden elastisch ausgebildet sein. Es ist auch möglich, die Lagerungen im Bereich der Achsen 29 und 29a elastisch auszubilden oder die Mantelfläche einer oder beider Rollen 31, 31a mit einem elastischen Belag zu versehen, um so einen gewissen Ausgleich zur Vermeidung von Verklemmungen herbeizuführen.In a manner not shown in detail, both drive part arms 27 and 27a or only one of the two can be designed to be elastic. It is also possible to provide the bearings in the region of the axes 29 and 29a with elasticity or to provide the outer surface of one or both rollers 31, 31a with an elastic covering, so as to bring about a certain compensation to avoid jamming.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 schließen die Verbindungslinien '43 zwischen der Motor/Nockenachse 19 und den Rollenachsen 29, 29a in der gezeichneten Mittenstellung einen Winkel α 0 miteinander ein, der 90° beträgt. Die rechtwinkelige Gestaltung ergibt sich mit

Figure imgb0005
für n = 2 und µ = 0 (Frequenzverdoppelung).In the embodiment of Fig. 1, the connecting lines' 43 close between the motor / cam axis 19 and the roller axes 29, 29a in the illustrated center position of an angle α 0 one another which amounts to 90 °. The right-angled design results with
Figure imgb0005
 for n = 2 and µ = 0 (frequency doubling).

Von dem Versatzwinkel α0 hängt die Phasenverschiebung der Auslenkungen x1 und x2 (Fig. 2a) ab. Für die erfindungsgemäße Funktion ist wichtig, daß

  • x1 immer gleich -x2 ist, wobei x1 = f(α) und x2 = f(α±α0) ist.
The phase shift of the deflections x 1 and x 2 (FIG. 2a) depends on the offset angle α 0 . It is important for the function according to the invention that
  • x 1 is always equal to -x 2 , where x 1 = f (α) and x 2 = f (α ± α 0 ).

In den Fig. 1 und 2a bis c ist: n = 2 und µ = 0.1 and 2a to c: n = 2 and µ = 0.

Mit x1 = sin 2 α und α0 = 90° erhält man:

  • x2 = sin 2 (α+ 90°) = -sin 2α.
  • Demnach x2 = -x1
With x 1 = sin 2 α and α 0 = 90 ° one obtains:
  • x 2 = sin 2 (α + 90 °) = -sin 2α.
  • So x 2 = -x1

Entsprechend ist in Fig. 3a bis c: n = 3 und µ = 0.Accordingly, in FIGS. 3a to c: n = 3 and μ = 0.

Mit x1 = sin 3α und α0 = 60° erhält man:

  • x2 = sin 3 (α+ 60°) = -sin 3α.
With x 1 = sin 3α and α 0 = 60 ° we get:
  • x 2 = sin 3 (α + 60 °) = -sin 3α.

Demnach x2 = -x1 So x 2 = -x 1

Entsprechend ist in Fig. 4a bis d: n = 4 und µ = 0.4a to d: n = 4 and μ = 0.

Mit x1 = sin 4 α und α0 = 45° erhält man:

  • x2 = sin 4 (α + 45°) = -sin 4 α.
With x 1 = sin 4 α and α 0 = 45 ° we get:
  • x 2 = sin 4 (α + 45 °) = -sin 4 α.

Demnach x2 = -x1 Die genannten Abhängigkeiten x1 und x2 können auch Harmonische höherer Frequenzen als die Grundschwingfrequenz enthalten, solange die oben genannte Symmetriebedingung erfüllt ist. Da die Bewegung, die den Rollen 31, 31a vom Nocken 21 aufgezwungen wird, ursprünglich ausgehend von der Mittenstellung der Rollen 31, 31a, von einer linear oszilierenden Bewegung in Richtung der Verbindungslinien 43 von Nocken- und Rollenachse ausgeht, ist vorzugsweise der Mittelpunkt 45 der Schwenkachse 23 des Schwenkarmes 25 der Mittelpunkt eines Kreises, der die beiden Rollenachsen 29, 29a bei der Mittenstellung der Rollen 31, 31a in etwa tangiert. Diese Kreisbahn sollte sich möglichst eng an die ursprünglich linear oszillierende Rollenbahn anschmiegen. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn die Schwenkarmachse 23 bzw. die Mittellinie 47 des Abtriebsteils des Schwenkarmesdie Winkelhalbierende zwischen den Verbindungslinien 43 von Rollenachse 29, 29a und Nockenachse 19 bildet, wobei diese Mittellinie 47 durch die Nockenachse 19 verläuft. Bei Mittenstand des Schwenkarmes 25 sollen die Verbindungslinien 41 zwischen Schwenkarmachse 23 und Rollenachsen 29, 29a und die Verbindungslinien 43 zwischen Nockenachse 19 und den Rollenachsen 29, 29a vorzugsweise senkrecht aufeinander stehen. Abweichungen von der linearen Bahn führen zu Verzerrungen. Es ist möglich, diese bei der Festlegung der Nockenkontur zu berücksichtigen und aufzufangen. Eine andere Möglichkeit, zu einer gleichzeitigen gleichmäßigen Anlage der Rollen an dem Nocken zu kommen, besteht darin, daß die Abweichungen von der idealen linearen Bahn in positiver und negativer Richtung gleich groß sind. Toleranzen und Restlärm lassen sich durch im Ganzen oder an der Oberfläche elastische Rollen bekämpfen. Von Vorteil ist es dabei, wenn einer oder beide Antriebsteilarme 27, 27a elastisch sind und mit leichtem Druck für eine geringe Anpreßkraft an dem Nocken 21 sorgen.So x 2 = -x 1 The dependencies x 1 and x 2 mentioned can also contain harmonics of higher frequencies than the fundamental oscillation frequency, as long as the above-mentioned symmetry condition is fulfilled. Since the movement that is forced on the rollers 31, 31a by the cam 21, starting from the central position of the rollers 31, 31a, is based on a linearly oscillating movement in the direction of the connecting lines 43 of the cam and roller axis, the center point 45 is preferably the The pivot axis 23 of the pivot arm 25 is the center point of a circle which approximately affects the two roller axes 29, 29a when the rollers 31, 31a are in the center position. This circular path should nestle as closely as possible to the originally linearly oscillating roller path. For this purpose, it is advantageous if the pivot arm axis 23 or the center line 47 of the driven part of the pivot arm forms the bisector between the connecting lines 43 of the roller axis 29, 29a and the cam axis 19, this center line 47 running through the cam axis 19. When the swivel arm 25 is in the middle, the connecting lines 41 between the swivel arm axis 23 and the roller axes 29, 29a and the connecting lines 43 between the cam axis 19 and the roller axes 29, 29a should preferably be perpendicular to one another. Deviations from the linear path lead to distortions. It is possible to take this into account when determining the cam contour and to compensate for it. Another possibility of achieving a simultaneous even contact of the rollers on the cam is that the deviations from the ideal linear path in the positive and negative directions are the same size. Tolerances and residual noise can be combated by elastic rollers on the whole or on the surface. It is advantageous if one or both drive part arms 27, 27a are elastic and provide a small contact pressure on the cam 21 with slight pressure.

Es ist auch möglich, die Schwenkhebel nicht starr miteinander zu koppeln, sondern sie getrennt auf der Schwenkachse 23 zu lagern und mit Hilfe einer stark progressiven Spannfeder zwischen den Antriebsteilarmen 27, 27a für den Kontakt zwischen den Rollen 31, 31a und dem Nocken 21 zu sorgen.It is also possible not to couple the swivel levers rigidly to one another, but to store them separately on the swivel axis 23 and to provide contact between the rollers 31, 31a and the cam 21 with the aid of a strongly progressive tension spring between the drive part arms 27, 27a .

Die richtige Nockenkontur 33, die die obigen Symmetriebedingungen erfüllt, ist eine Voraussetzung für ein Funktionieren der Antriebsvorrichtung. Die Nockenkontur 33 läßt sich wie folgt bestimmen:The correct cam contour 33, which fulfills the above symmetry conditions, is a prerequisite for the drive device to function. The cam contour 33 can be determined as follows:

Vorausgesetzt werden:The following are required:

  • 1. Der Rollendurchmesser = Ro1. The roll diameter = Ro
  • 2. Der mittlere Abstand von Nockenachse 19 und Rollenachsen 29, 29a gleich b.2. The average distance from cam axis 19 and roller axes 29, 29a is equal to b.
  • 3. Die Abhängigkeit der Rollenauslenkung von der Nockenverdrehung x = f (α), wobei die Symmetriebedingung x1 = -x2 derart erfüllt sein muß, daß die Auslenkung sich mit umgekehrten Vorzeichen nach einer halben Periode wiederholt, wobei die Abhängigkeit also nur ungeradzahlige Oberwellen enthält.3. The dependency of the roller deflection on the cam rotation x = f (α), the symmetry condition x 1 = -x 2 having to be fulfilled in such a way that the deflection is repeated with the opposite sign after half a period, the dependency thus only having odd harmonics contains.

Man schlägt also um die Nockenachse 19 einen Kreis, dessen Radius gleich dem mittleren Abstand b von Nockenachse 19 und Rollenachsen 29, 29a ist. Über dem Umfang dieses Kreises trägt man in radialer Richtung die zu den jeweiligen Winkeln gehörenden positiven und negativen Auslenkungen gemäß der Bedingung x = f (α) auf. Die entsprechenden Radien werden dabei um den zu dem jeweiligen Winkel gehörenden Betrag der Auslenkung verlängert oder verkürzt. Um die sich auf diese Weise ergebende Bahnkurve schlägt man in dichter Folge Kreise, deren Radius gleich dem Rollenradius ist. Diese schneiden aus dem ursprünglichen, um die Nockenachse geschlagenen Kreis Teile heraus. Nach völliger Umrundung der Bahnkurve bleibt die gewünschte Nockenkontur stehen. Vorzugsweise sollte die Auslenkung sinusförmig vom Verdrehungwinkel α abhängen

Figure imgb0006
wobei a die Amplitude der Rollenauslenkung ist, die unter Berücksichtigung der von der Konstruktion abhängenden Hebelverhältnisse auch die Amplitude der Schwingbewegung des Messers bestimmt.A circle is thus formed around the cam axis 19, the radius of which is equal to the mean distance b from the cam axis 19 and roller axes 29, 29a. The positive and negative deflections associated with the respective angles are plotted in the radial direction over the circumference of this circle, in accordance with the condition x = f (α). The corresponding radii are lengthened or shortened by the amount of deflection belonging to the respective angle. To deal with this way The resulting trajectory is made in circles in close succession, the radius of which is equal to the radius of the roller. These cut out parts from the original circle made around the cam axis. After completely circling the path curve, the desired cam contour remains. The deflection should preferably depend sinusoidally on the angle of rotation α
Figure imgb0006
 where a is the amplitude of the roller deflection, which also determines the amplitude of the oscillating movement of the knife, taking into account the lever ratios which depend on the construction.

Der in Fig. 3 dargestellte Fall mit n = 3, p = 0 führt auf einen Verdrehungswinkel α0 der Rollenachse von 60°. Der in der Zeichnung nicht dargestellte Fall n = 3, u = 1 führt bei gleicher Nockenkontur auf einen Winkel α0 von 180°. Diese Anordnung mit einem etwa dreieckförmigen Nocken erinnert auf den ersten Blick an einen Gleichdick-Antrieb mit dreieckförmigem, konvex gekrümmtem Nocken. Der Unterschied zu einem Gleichdick-Nocken besteht aber darin, daß die Dreieckspitzen stark ausgerundet sind. Auch _ erfüllt die Gleichdick-Kontur im allgemeinen nicht die erforderliche Symmetriebedingung, wonach die Abhängigkeit der Auslenkung von der Verdrehung nur ungeradzahlige Oberwellen der Grundfrequenz der Auslenkungsperiode enthält. Zudem sind die Tangenten des Rollenantriebes an den Berührungspunkten nur in wenigen Stellungen parallel, und der Abstand zwischen den Berührungspunkten der Rollen am Nockenumfang 333 ist nicht konstant.The case shown in FIG. 3 with n = 3, p = 0 leads to an angle of rotation α 0 of the roller axis of 60 °. The case n = 3, u = 1, not shown in the drawing, leads to an angle α 0 of 180 ° with the same cam contour. At first glance, this arrangement with an approximately triangular cam is reminiscent of a constant-thickness drive with a triangular, convexly curved cam. The difference to a constant-thickness cam is that the triangle tips are very rounded. Also, the constant thickness contour generally does not meet the required symmetry condition, according to which the dependence of the deflection on the rotation contains only odd harmonics of the fundamental frequency of the deflection period. In addition, the tangents of the roller drive at the points of contact are only parallel in a few positions, and the distance between the points of contact of the rollers on the cam circumference 333 is not constant.

Es zeigt sich, daß bei Einhaltung der Symmetriebedingung x2 = -x1 die Abtastrollen 31, 31a sowohl bei beiden möglichen Mittenstellungen (Fig. 3a und 3b) des Schwenkarmes 25 als auch bei Auslenkung des Schwenkarmes 25 aus der Mittenlinie sicher an der Oberfläche 333 des dreieckförmigen Nockens 321 anliegen.It can be seen that if the symmetry condition x 2 = -x 1 is observed, the scanning rollers 31, 31a both in both possible center positions (Fig. 3a and 3b) of the pivot arm 25 as well as deflection of the pivot arm 25 from the line M itten securely abut the surface 333 of the triangular cam 321st

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 mit n = 4 und µ = 0 ergibt sich ein etwa viereckiger Nocken 421. Der Versatzwinkel α0 der Rollen 31, 31a beträgt dann bei p = 0 45°. Fig. 4a zeigt, daß in diesem Fall die Linien 41 zwischen Schwenkmittelpunkt 45 und Rollenmittelpunkt 29 und die Verbindungslinien 43 zwischen Rollenmittelpunkt 29 und Nockenachse 19 bei Mittenstellung der Anordnung senkrecht aufeinander stehen. Die Rollen 31, 31a liegen sowohl bei der Mittenstellung desSchwenkarmes 25 (Fig. 4a und 4d) als auch bei davon abweichenden Schwenkstellungen (Fig. 4b und 4c) sicher an der Oberfläche 433 des viereckigen Nockens an. Die hier erzielbare Frequenzvervielfachung kann in sehr kompakter Bauweise rein mechanisch realisiert werden. Vorteile ergeben sich dabei insbesondere bei der Miniaturisierung.In the embodiment according to FIG. 4 with n = 4 and μ = 0, an approximately square cam 421 results. The offset angle α 0 of the rollers 31, 31a is then 45 ° at p = 0. 4a shows that in this case the lines 41 between the pivot center 45 and the roller center 29 and the connecting lines 43 between the roller center 29 and the cam axis 19 are perpendicular to one another when the arrangement is in the center position. The rollers 31, 31a rest securely on the surface 433 of the square cam both in the central position of the swivel arm 25 (FIGS. 4a and 4d) and in the swivel positions deviating therefrom (FIGS. 4b and 4c). The frequency multiplication that can be achieved here can be achieved purely mechanically in a very compact design. There are particular advantages in miniaturization.

Claims (6)

1. Antriebsvorrichtung für ein Vibrationsgerät, insbesondere kleines Haushaltsgerät, wie Trockenrasier- oder Massageapparat, bei dem die Läuferwelle eines Rotationsantriebsmotors ein Nocken-Abtastrollengetriebe antreibt, das die Motordrehbewegung in eine Vibrationsbewegung umwandelt, bei dem Nocken abtastende Abtastrollen an einem Antriebsende eines um einen Mittelbereich verkippbaren Schwenkarmes und ein zu bewegendes Vibrationsteil am Abtriebsende des Schwenkarmes angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß - zwei Abtastrollen (31, 31a) gleichzeitig auf der Kontur (33, 333, 433) eines mit der Läuferwelle umlaufenden Nockens (21, 321, 421) abrollen, - die von der ersten Rolle (31) dem Schwenkarm (25) aufgezwungene Bewegung gegenüber der von der zweiten Rolle (31a) dem Schwenkarm (25) aufgezwungenen Bewegung räumlich um (α0 = 360°/2n Verdrehungsgrade des Nockens (21, 321, 421) oder einem ungeraden Vielfachen davon versetzt von dem Nocken abgenommen wird, wobei n die Frequenzvervielfachung der Schwingfrequenz von Rollen (31, 31a) und Vibrationsteil (39) gegenüber der Nockenumdrehungsfrequenz ist, - die beim Abtasten dem Schwankarm (25) von den Rollen (31, 31a) aufgezwungene Auslenkbewegung bei beiden Rollen (31, 31a) die gleiche Abhängigkeit vom Verdrehungwinkel α des Nockens (21, 321, 421) hat, - die Dimensionierung des Nockens (21, 321, 421) derart gewählt ist, daß unter Berücksichtigung von Rollendurchmesser, Schwingungsamplitude, Schwingungsverlauf und dem mittleren Abstand (b) Nockenachse (19) - Rollenachse (29, 29a) die Rollen (31, 31a) eine vom Nockendrehwinkel α abhängige, periodische Auslenkung (x1 bzw. x2) erfahren, wobei die Grundfrequenz der Schwingbewegung n-fach so groß ist wie die Umdrehungsfrequenz des Nockens (21, 321, 421) und als Symmetriebedingung für die Auslenkungen gilt: mit
Figure imgb0007
Figure imgb0008
Figure imgb0009
und
Figure imgb0010
wobei n Werte von vorzugsweise 1,2,3,4 annimmt und α0 der Versatzwinkel der beiden Abtastrollen 31, 31a ist. 1. Drive device for a vibration device, in particular a small household appliance, such as a dry shaving or massage apparatus, in which the rotor shaft of a rotary drive motor drives a cam scanning roller gear which converts the motor rotary motion into a vibration movement, in which the cam scanning rollers on a drive end of a tiltable area around a central region Swivel arm and a vibrating part to be moved are arranged at the driven end of the swivel arm, characterized in that - Roll two scanning rollers (31, 31a) simultaneously on the contour (33, 333, 433) of a cam (21, 321, 421) rotating with the rotor shaft, - The movement imposed by the first roller (31) on the swivel arm (25) relative to the movement imposed by the second roller (31a) on the swivel arm (25) by (α 0 = 360 ° / 2n degrees of rotation of the cam (21, 321, 421) or an odd multiple thereof is offset from the cam, where n is the frequency multiplication of the oscillation frequency of rollers (31, 31a) and vibration part (39) compared to the cam rotation frequency, - The deflection movement imposed by the rollers (31, 31a) when scanning the swing arm (25) has the same dependence on the angle of rotation α of the cam (21, 321, 421) in both rollers (31, 31a), - The dimensioning of the cam (21, 321, 421) is chosen such that taking into account the roller diameter, vibration amplitude, vibration curve and the average distance (b) cam axis (19) - roller axis (29, 29a) the rollers (31, 31a) experience a periodic deflection (x 1 or x 2 ) depending on the cam rotation angle α, the basic frequency of the oscillating movement being n times as high is as large as the rotation frequency of the cam (21, 321, 421) and the following applies as a symmetry condition for the deflections: with
Figure imgb0007
Figure imgb0008
Figure imgb0009
 and
Figure imgb0010
 where n assumes values of preferably 1,2,3,4 and α 0 is the offset angle of the two scanning rollers 31, 31a. 2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß - beide Rollen (31, 31a) den gleichen Durchmesser aufweisen, - bei Mittenstellung der Rollen (31, 31a) der Abstand der beiden Rollenachsen (29, 29a) von der Nockenachse (19) gleich groß ist, - bei Mittenstellung der Rollen (31, 31a) die Verbindungslinien (43) der beiden Rollenachsen (29, 29a) zur Nockenachse (19) einen räumlichen Winkel von α0 = 360°/2n oder ein ungerades Vielfaches (2p + 1) davon miteinander bilden, wobei n die Frequenzvervielfachung ist. 2. Drive device according to claim 1, characterized in that - Both rollers (31, 31a) have the same diameter, - When the rollers (31, 31a) are in the middle, the distance between the two roller axes (29, 29a) and the cam axis (19) is the same, - When the rollers (31, 31a) are in the middle, the connecting lines (43) of the two roller axes (29, 29a) to the cam axis (19) form a spatial angle of α 0 = 360 ° / 2n or an odd multiple (2p + 1) thereof form, where n is the frequency multiplication. 3. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Versatzwinkel von α0 ≠180° die Verbindungslinie (41) zwischen Schwenkmittelpunkt (45) und Rollenmittelpunkt (29) und die Verbindungslinien (43) zwischen Rollenmittelpunkt (29) und Nockenachse (19) senkrecht aufeinander stehen.3. Drive device according to claims 1 and / or 2, characterized in that at an offset angle from α 0 ≠ 180 ° the connecting line (41) between the pivot center (45) and the roller center (29) and the connecting lines (43) between the roller center (29) and the cam axis (19) are perpendicular to each other. 4. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der Schwenkachse (23) und der Achse (29, 29a) einer der beiden oder beider Rollen (31, 31a) elastisch ausgebildet ist.4. Drive device according to claims 1 to 3, characterized in that the connection between the pivot axis (23) and the axis (29, 29a) of one of the two or both rollers (31, 31a) is elastic. 5. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingebenen von Schwenkarm (25) und Rollen (31, 31a) zusammenfallen.5. Drive device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the swing planes of the swivel arm (25) and rollers (31, 31a) coincide. 6. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkarm (25) auf der einen Seite der Schwenkachse (23) einen Abtriebsarm (35) zum Zusammenwirken mit einem Vibrationsteil (39) und auf der anderen Seite der Schwenkachse (23) Antriebsteilarme (27, 27a) aufweist, die gegenüber dem Abtriebsarm (35) verschwenkbar und aufeinander zu federnd verspannt sind.6. Drive device according to claims 1 to 5, characterized in that the pivot arm (25) on one side of the pivot axis (23) has an output arm (35) for cooperation with a vibration part (39) and on the other side of the pivot axis (23 ) Has drive arms (27, 27a) which can be pivoted with respect to the driven arm (35) and are resiliently braced against one another.
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