EP2024147B1 - Schwingbrücke zum umwandeln einer rotationsbewegung in eine oszillationsbewegung und verwendung einer solchen in einem elektrischen gerät - Google Patents

Schwingbrücke zum umwandeln einer rotationsbewegung in eine oszillationsbewegung und verwendung einer solchen in einem elektrischen gerät Download PDF

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EP2024147B1
EP2024147B1 EP07724092A EP07724092A EP2024147B1 EP 2024147 B1 EP2024147 B1 EP 2024147B1 EP 07724092 A EP07724092 A EP 07724092A EP 07724092 A EP07724092 A EP 07724092A EP 2024147 B1 EP2024147 B1 EP 2024147B1
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EP
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coupling
swing bridge
swing
oscillating body
oscillating
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Daniel Dietzel
Matthias Wetzel
Norbert Kreutz
Volker Stenger
Jürgen Höser
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Braun GmbH
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Braun GmbH
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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

Definitions

  • the invention relates to a swing bridge for converting a rotational movement into an oscillatory movement in an electrical device according to the preamble of patent claim 1.
  • Such swing bridges are for example from the DE 32 24 223 C2 are known and used, inter alia, in electric dry shavers.
  • Such swing bridges in small electrical appliances are usually made of plastic, moreover, they are usually made in one piece.
  • various plastics are suitable as materials for swing bridges, wherein the individual plastics have significantly different properties with respect to the life, the water absorption and thus the manufacturing tolerances, the elasticity and the sliding properties.
  • the selection of materials always represented a compromise with respect to the overall desired material properties.
  • the loads to which different areas of the swing bridge are exposed differ significantly from one another.
  • the elasticity and resulting from the possible load changes lifetime of utmost importance, while it arrives in the coupling, ie the contact point between the rotating drive and the swing bridge in particular wear resistance and low manufacturing tolerances.
  • An increase in the manufacturing tolerance in the coupling leads namely directly to increase the noise level, since any game in this area must be taken again at each change of direction of the swing bridge and thus ultimately leads to a constant impact of the drive to the swing bridge.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a generic swing bridge, which both in terms of achievable life and in terms of Noise minimization optimized and greatly improved compared to the previously known swing bridges.
  • the solution according to the invention makes it possible in a simple way to form the coupling so that it can be produced with minimal manufacturing tolerance and especially has good sliding properties, while the remaining areas of the swing bridge are optimized in terms of elasticity and service life.
  • the two-part design also favors the demolding of the mold, since the complexity of the individual parts is lower.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the coupling consists of a different material than the vibrating body.
  • the coupling and / or the oscillating body has fastening means for connecting these two components.
  • Advantageous embodiments of the invention further provide that the coupling of polyoxymethylene (POM) consists, or that the oscillating body and the other parts of the swing bridge to the coupling of polyamide (PA) exist.
  • POM is characterized, for example, by particularly good sliding properties, which are particularly advantageous in the area of coupling, in which relative movements always occur between the crank-shaped or eccentric-like section and the corresponding swing-bridge-side guides.
  • the material POM is characterized by a very low water absorption, whereby particularly low manufacturing tolerances are possible, which in turn, as already stated above, lead to a reduction in noise. In the area of coupling, no material deformation takes place, so that the property of elasticity or service life with respect to * load changes is not of primary importance.
  • the oscillating body, the at least one oscillating arm and the at least one articulating element are made in one piece and can therefore be produced in a particularly simple manner and without further assembly steps.
  • Such a vibration bridge according to the invention is particularly suitable for use in an electric shaver, wherein the working means is at least one shearing element of a shaving system. Especially in this field of small electronic devices high demands are placed on life and low noise at low production costs.
  • the in Fig. 1 shown dry shaver has a housing 1, in which an electric motor 2 is fixed to a drive shaft 3.
  • an electric motor 2 is fixed to a drive shaft 3.
  • the eccentric 4 On the drive shaft 3 is the eccentric 4, which is rotatably connected and fixed in the axial direction with the drive shaft 3.
  • This eccentric section 4 has a relative to the drive shaft 3 eccentrically offset pin 5, which engages in the coupling 6 of the swing bridge 7.
  • the coupling 6 for this purpose has a horizontally extending along the plane of the drawing slot 8, whose width corresponds to the diameter of the pin 5.
  • the oscillating body 9 is provided in its upper region with a bearing pin 10, on which the lower blade 11 of a shearing system is held.
  • the lower blade 11 has, in a manner known per se, a multiplicity of blades 12 arranged in parallel one behind the other, which together with the shearing foil 13 spanning them form the shearing system.
  • a Schwing Supreme 7 of the invention is shown in longitudinal section, this is composed of a vibrating body 9 and the associated with this coupling 6, as well as from articulation elements 15 which are connected via swing arms 16 to the oscillating body 9, together.
  • the left and right sides of the oscillating body 9 arranged articulation elements 15 are used to attach the swing bridge 7 on the housing 1 of the device.
  • the coupling elements 15 are provided with fastening pins 17.
  • the oscillating arms 16 are designed as vertically extending, flexurally elastic strips which are connected on the one hand via the bending joints 18 with the articulation elements 15 and on the other hand via the bending joints 19 with the respective lower portion of the oscillating body 9.
  • This suspension allows a relative displacement along the oscillation direction A, which is indicated by a double arrow, between the oscillating body 9 and the articulation elements 15.
  • the oscillating body 9 has a longitudinal section eetwa C-shaped configuration and is together with the articulation elements 15, the mounting pin 17, the swinging arms 16 and the bending joints 18, 19 executed as a one-piece component.
  • the coupling 6 is designed as a box-shaped component and connected via the four retaining bolts 20 with the oscillating body 9.
  • the integrally formed with the oscillating body 9 retaining bolts 20 are caulked for the purpose of fixing the coupling 6 at its end projecting through this.
  • a hot caulking is suitable for this purpose. This creates a rivet-like connection.
  • the perspective view of the swing bridge in Fig. 3 again clearly shows the slot 8, which is provided in the coupling 6 and which is perpendicular to the direction of oscillation A.
  • the distance between the side walls 21 of the slot 8 is exactly adapted to the diameter of the pin 5 of the eccentric 4, so that relative to the oscillation direction A, a play-free mounting of the pin 5 is realized in the slot 8. This counteracts the occurrence of noise.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schwingbrücke zur Umwandlung einer Rotationsbewegung in eine Oszillationsbewegung in einem elektrischen Gerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Solche Schwingbrücken sind beispielsweise aus der DE 32 24 223 C2 bekannt und werden unter anderem in elektrischen Trockenrasierapparaten eingesetzt. Aus Gründen der Geräusch- und Gewichtsoptimierung sind derartige Schwingbrücken in elektrischen Kleingeräten meist aus Kunststoff hergestellt, darüber hinaus sind sie meist einteilig ausgeführt. Prinzipiell sind verschiedene Kunststoffe als Werkstoffe für Schwingbrücken geeignet, wobei die einzelnen Kunststoffe deutlich voneinander abweichende Eigenschaften bezüglich der Lebensdauer, der Wasseraufnahme und damit der Fertigungstoleranzen, der Elastizität und der Gleiteigenschaften aufweisen. Bei bekannten Schwingbrücken stellte daher die Werkstoffauswahl stets einen Kompromiß bezüglich der insgesamt gewünschten Materialeigenschaften dar. Die Belastungen, denen verschiedene Bereiche der Schwingbrücke ausgesetzt sind, weichen allerdings deutlich voneinander ab. So ist beispielsweise für die Schwingarme und deren Gelenkabschnitte die Elastizität und die sich aus den möglichen Lastwechseln ergebende Lebensdauer von höchster Bedeutung, während es im Bereich der Ankopplung, also der Kontaktstelle zwischen dem rotierenden Antrieb und der Schwingbrücke insbesondere auf Verschleißfestigkeit und geringe Fertigungstoleranzen ankommt. Eine Erhöhung der Fertigungstoleranz im Bereich der Ankopplung führt nämlich unmittelbar zur Erhöhung des Geräuschniveaus, da jeglichen Spiel in diesem Bereich bei jedem Richtungswechsel der Schwingbrücke erneut aufgenommen werden muß und somit letztendlich zu einem ständigen Anschlagen des Antriebes an die Schwingbrücke führt.
  • Aus der DE 42 41 392 C1 ist es bereits bekannt, zwei gegenüberliegende Vorspann- und Führungselemente, die gemeinsam einen Antriebsbolzen aufnehmen, aus unterschiedlichem Material auszubilden, um unterschiedliche Biegesteifigkeiten zu realisieren. Dies bedeutet, daß ein Teil des Ankoppelelements selbst aus zwei unterschiedlichen Materialen zusammengesetzt ist. Die Schwingbrücke und mindestens ein Teil der Ankopplung sind allerdings aus dem gleichen Material gefertigt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Schwingbrücke zu schaffen, welche sowohl in Bezug auf die erzielbare Lebensdauer als auch bezüglich der Geräuschminimierung optimiert und gegenüber den bislang bekannten Schwingbrücken stark verbessert ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es auf einfache Weise, die Ankopplung so auszubilden, daß sie mit minimaler Fertigungstoleranz hergestellt werden kann und besonders gute Gleiteigenschaften aufweist, während die übrigen Bereiche der Schwingbrücke in Bezug auf Elastizität und Lebensdauer optimiert sind. Die zweiteilige Ausbildung begünstigt auch die Entformbarkeit aus dem Formwerkzeug, da die Komplexität der einzelnen Teile geringer ist.
  • Zur bestmöglichen Abstimmung auf die am jeweiligen Schwingbrückenbereich auftretenden Belastungen, sieht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vor, daß die Ankopplung aus einem anderen Werkstoff besteht als der Schwingkörper. Vorteilhafterweise werden die beiden Einzelteile, also Ankopplung und der Rest des Schwingkörpers, nach dem Zusammenfügen mittels Materialverformung unlösbar miteinander verbunden, insbesondere werden sie miteinander verschweißt.
  • Zur Unterstützung einer sicheren und einfachen Montage ist es von Vorteil, wenn die Ankopplung und/oder der Schwingkörper Befestigungsmittel zum Verbinden dieser beiden Bauteile aufweist.
  • Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sehen des weiteren vor, daß die Ankopplung aus Polyoxymethylen (POM) besteht, bzw. daß der Schwingkörper und die übrigen Teile der Schwingbrücke bis auf die Ankopplung aus Polyamid (PA) bestehen. POM zeichnet sich beispielsweise durch besonders gute Gleiteigenschaften aus, welche im Bereich der Ankopplung, bei der stets Relativbewegungen zwischen dem kurbel- bzw. exzenterartigen Abschnitt und den entsprechenden schwingbrückenseitigen Führungen auftreten, von besonderem Vorteil sind. Darüber hinaus zeichnet sich der Werkstoff POM durch eine sehr geringe Wasseraufnahme aus, wodurch besonders geringe Fertigungstoleranzen möglich sind, die wiederum, wie oben bereits ausgeführt, zu einer Geräuschreduktion führen. Im Bereich der Ankopplung findet keine Materialverformung statt, so daß die Eigenschaft der Elastizität bzw. der Lebensdauer in Bezug auf *Lastwechsel nicht von primärer Bedeutung ist. Dagegen sind diese letztgenannten Eigenschaften von höchster Bedeutung für die Schwingarme bzw. die an diese angrenzenden Verbindungs- oder Gelenkabschnitte, so daß sich für diese Bauteile der Werkstoff Polyamid (PA) besonders eignet, da dieser eine besonders gute Elastizität und eine besonders hohe Lastwechselfestigkeit besitzt.
  • Vorteilhafterweise sind der Schwingkörper, der mindestens eine Schwingarm und das mindestens eine Anlenkelement einstückig ausgeführt und dadurch besonders einfach und ohne weitere Montageschritte herstellbar.
  • Eine derartige, erfindungsgemäße Schwingbrücke eignet sich besonders für die Verwendung in einem elektrischen Rasierapparat, wobei das Arbeitsmittel mindestens ein Scherelement eines Schersystems ist. Gerade in diesem Bereich der elektronischen Kleingeräte werden hohe Ansprüche an Lebensdauer und an geringe Geräuschentwicklung bei niedrigen Fertigungskosten gestellt.
  • Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele. Dabei bilden alle beschriebenen oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand vorliegender Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
  • Es zeigt:
    • Fig. 1
    einen Schnitt durch den elektrischen Trockenrasierapparat mit einer erfindungsge- mäßen Schwingbrücke,
    Fig. 2
    einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Schwingbrücke und
    Fig. 3
    die erfindungsgemäße Schwingbrücke in perspektivischer Darstellung.
  • Der in Fig. 1 dargestellte Trockenrasierapparat besitzt ein Gehäuse 1, in welchem ein Elektromotor 2 mit einer Antriebswelle 3 befestigt ist. Auf der Antriebswelle 3 befindet sich der Exzenterabschnitt 4, der drehfest und auch in Axialrichtung fixiert mit der Antriebswelle 3 verbunden ist. Dieser Exzenterabschnitt 4 weist einen gegenüber der Antriebswelle 3 exzentrisch versetzten Stift 5 auf, der in die Ankopplung 6 der Schwingbrücke 7 eingreift. Die Ankopplung 6 besitzt hierfür einen horizontal entlang der Zeichnungsebene verlaufenden Schlitz 8, dessen Breite dem Durchmesser des Stiftes 5 entspricht.
  • Sobald die Antriebswelle 3 des Elektromotors 2 rotierend angetrieben ist, wird durch die Schwingbrücke eine oszillierende Bewegung erzeugt, deren Oszillationsrichtung senkrecht auf der Zeichnungsebene steht. Der Schwingkörper 9 ist in seinem oberen Bereich mit einem Lagerbolzen 10 versehen, auf dem das Untermesser 11 eines Schersystems gehalten ist. Das Untermesser 11 weist in an sich bekannter Weise eine Vielzahl von parallel hintereinander angeordneten Klingen 12 auf, die zusammen mit der sie umspannenden Scherfolie 13 das Schersystem bilden. Mittels des Lagerbolzens 10 wird die Oszillationsbewegung des Schwingkörpers 9 auf das Untermesser 11 übertragen, dessen Relativbewegung zur Scherfolie dem Abtrennen der durch die Scherfolie hindurchtretenden Haare dient. Das Untermesser 11 wird durch die Andruckfeder 14 stets an die Scherfolie 13 angepreßt.
  • In der Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Schwingbrücke 7 im Längsschnitt dargestellt, diese setzt sich aus einem Schwingkörper 9 und der mit dieser verbundenen Ankopplung 6, sowie aus Anlenkelementen 15, die über Schwingarme 16 mit dem Schwingkörper 9 verbunden sind, zusammen. Die links und rechts seitlich des Schwingkörpers 9 angeordneten Anlenkelemente 15 dienen der Befestigung der Schwingbrücke 7 am Gehäuse 1 des Gerätes. Hierzu sind die Anlenkelemente 15 mit Befestigungszapfen 17 versehen. Die Schwingarme 16 sind als vertikal verlaufende, biegeelastische Streifen ausgeführt, die einerseits über die Biegegelenke 18 mit den Anlenkelementen 15 und andererseits über die Biegegelenke 19 mit dem jeweils unteren Abschnitt des Schwingkörpers 9 verbunden sind. Diese Aufhängung erlaubt ein Relativverschieben entlang der Oszillationsrichtung A, die durch einen Doppelpfeil angedeutet ist, zwischen dem Schwingkörper 9 und den Anlenkelementen 15. Der Schwingkörper 9 besitzt eine im Längsschnitt eetwa C-förmige Gestalt und ist zusammen mit den Anlenkelementen 15, den Befestigungszapfen 17, den Schwingarmen 16 und den Biegegelenken 18, 19 als ein einstückiges Bauteil ausgeführt.
  • Die Ankopplung 6 ist als kastenförmiges Bauteil ausgeführt und über die vier Haltebolzen 20 mit dem Schwingkörper 9 verbunden. Die einstückig mit dem Schwingkörper 9 ausgebildeten Haltebolzen 20 sind zum Zwecke der Befestigung der Ankopplung 6 an ihrem diese durchragenden Ende verstemmt. Hierzu eignet sich insbesondere eine Heißverstemmung. Dadurch entsteht eine nietartige Verbindung.
  • Die perspektivische Darstellung der Schwingbrücke in Fig. 3 zeigt nochmals deutlich den Schlitz 8, der in der Ankopplung 6 vorgesehen ist und der senkrecht zur Oszillationsrichtung A verläuft. Der Abstand der Seitenwände 21 des Schlitzes 8 ist genau auf den Durchmesser des Stiftes 5 des Exzenterabschnittes 4 angepaßt, so daß bezogen auf die Oszillationsrichtung A eine spielfreie Lagerung des Stiftes 5 im Schlitz 8 realisiert ist. Hierdurch wird dem Auftreten von Geräuschen entgegengewirkt.

Claims (8)

  1. Schwingbrücke zur Umwandlung einer Rotationsbewegung in eine Oszillationsbewegung in einem elektrischen Gerät, in dessen Gehäuse (1) ein rotierend angetriebener Antrieb (2) mit einer einen kurbel- oder exzenterartigen Abschnitt (4) aufweisenden Antriebswelle (3) und mindestens ein Anlenkelement (15) der Schwingbrücke (7) gehalten ist, wobei die Schwingbrücke (7) mindestens einen Schwingarm (16) aufweist, mittels dem das Anlenkelement (15) mit dem Schwingkörper (9) elastisch verbunden ist, der ein oszillierend anzutreibendes Arbeitsmittel (11) trägt und der eine Ankopplung (6) für den kurbel- oder exzenterartigen Abschnitt (4) der Antriebswelle (3) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Ankopplung (6) als ein separates kastenförmiges Bauteil ausgebildet ist, das mit dem Schwingkörper (9) verbunden ist.
  2. Schwingbrücke nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Ankopplung (6) aus einem anderen Werkstoff besteht, als der Schwingkörper (9).
  3. Schwingbrücke nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Ankopplung (6) mit dem Schwingkörper (9) verschweißt oder vernietet ist,
  4. Schwingbrücke nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Ankopplung (6) und/oder der Schwingkörper (9) Befestigungsmittel (20) zum Verbinden dieser beiden Bauteile aufweist.
  5. Schwingbrücke nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Ankopplung (6) aus Polyoxymethylen (POM) besteht.
  6. Schwingbrücke nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Schwingkörper (9) aus Polyamid (PA) besteht.
  7. Schwingbrücke nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Schwingkörper (9), der mindestens eine Schwingarm (16) und das mindestens eine Anlenkelement (15) einstückig ausgeführt sind.
  8. Schwingbrücke nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    gekennzeichnet durch,
    deren Verwendung in einem elektrischen Rasierapparat, wobei das Arbeitsmittel mindestens ein Scherelement (11) eines Schersystems (11, 13) ist.
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