НИЖНИЙ НОЖ ДЛЯ ГОЛОВКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ БРИТВЫ
LOWER KNIFE FOR ELECTRIC RAZOR HEAD

Данное изобретение касается нижнего ножа для бреющей головки электрической бритвы, оснащенной верхним ножом, по меньшей мере, с одним лезвием, у которого имеется режущая кромка, обращенная, по меньшей мере, в одном направлении движения лезвия. Кроме того, изобретение касается бреющей головки с таким нижним ножом, а также электрической бритвы, оснащенной такой бреющей головкой.
Бреющая головка электрической бритвы с подобным нижним ножом известна, например, из патента ЕР 0743144 В1, согласно которому верхний нож бреющей головки выполнен из перфорированной пленки, под которым в виде блока лезвий вперед и назад движется нижний нож. При этом режущие кромки лезвий заточены под острым углом и должны обеспечивать угол резания в диапазоне от 35 до 90°. В отличие от такого нижнего ножа, заточенного под острым углом, в DE 4423503 С1 представлен нижний нож для ножевой головки электрической бритвы, который также должен взаимодействовать с перфорированной режущей пленкой, при этом, однако, режущие края лезвий должны иметь угол резания 90°.
В известных электробритвах, независимо от того, какая система в них используется - с вращающимся или колебательным движением головок, верхний и нижний ножи всегда взаимодействуют, находясь при этом, по меньшей мере, частично в прямом контакте друг с другом. Электробритвы, в которых нижние ножи имеют так называемые прямоугольные режущие кромки (90°), отличаются тем, что они щадят кожу, не вызывая ее раздражения, а также характеризуются высокой стабильностью режущей кромки и, следовательно, также большей длительностью срока службы. Нижний нож с лезвиями, заточенными под острым углом, напротив, характеризуется меньшим усилием резания, и, следовательно, они лучше подходят для протягивания по коже. В принципе, чем меньше угол режущей кромки, тем меньшее усилие резания требуется. Однако малый угол резания может, с одной стороны, привести к проблеме раздражения кожи при бритье, а с другой стороны, с уменьшением угла резания уменьшается также стабильность режущих кромок и, следовательно, снижается срок службы лезвия.
Исходя из этого, предлагаемое изобретение имеет своей задачей усовершенствовать нижний нож, а также в связи с этим усовершенствовать ножевую головку и электробритву, избегнув недостатков, характерных для уровня техники, а также развить последний благоприятным образом. В частности, требуется, не поступаясь стабильностью режущего края и снижением срока службы лезвия, создать такой нижний нож электробритвы, который, имея хорошие свойства резания, при малом усилии резания обеспечивал бы хороший ход бритвы по коже.
Согласно изобретению эта задача решается посредством нижнего ножа по п.1 формулы изобретения, бреющей головки согласно п.23 патентной формулы, а также электробритвы согласно п.24 патентной формулы. Предпочтительные варианты реализации изобретения являются предметом зависимых пунктов патентной формулы.
Таким образом, предлагается больше не придавать режущей кромке обычную клиновидную форму, при которой просто две плоскости под острым углом образуют контур резания. Согласно изобретению режущая кромка в направлении движения имеет, по меньшей мере, два следующих друг за другом участка с различным углом резания. За счет одного или нескольких перепадов в углах резания или, соответственно, изменяющегося угла резания можно добиться оптимального компромисса между такими двумя разнонаправленными требованиями, как качество резания и устойчивость режущей кромки. Участок режущей кромки с более тупым или, соответственно, менее острым углом резания обусловливает требующуюся стабильность резания и при том обеспечивает длительный срок службы лезвия. Участок или участки режущей кромки с более острым углом резания, напротив, сокращают усилие резания, благодаря чему достигается улучшенное скольжение по коже, меньшее потребление электроэнергии, а также - в случае системы с колебательным движением лезвий - снижается опасность усталостных разрушений.
В частности, если смотреть в направлении движения, за первым участком режущей кромки с более тупым или, соответственно, менее острым углом резания, следует, как минимум, один второй участок с более острым углом резания. Врезание в соответствующий сбриваемый волос, таким образом, производится под менее острым углом. Затем вторым участком с более острым углом резания может производиться перерезание волоса. Такое расположение менее острого участка режущей кромки впереди при резании ввиду задачи обеспечения малых усилий резания представляется неожиданным или противоречащим здравому смыслу. Однако оказалось, что предшествующий участок режущей кромки с более тупым или, соответственно, менее острым углом резания существенно повышает прочность лезвия, причем одновременно малая величина усилия резания может поддерживаться малой за счет второго участка режущей кромки, идущего вслед за первым участком, (или последующих участков) с более острым углом резания. Уменьшающийся угол резания - если смотреть в направлении движения или, соответственно, в направлении резания - дает очень хорошее компромиссное решение проблемы сочетания устойчивости и хороших режущих свойств.
В усовершенствованном варианте изобретения участки режущих кромок предусматриваются, соответственно, клиновидными с по существу плоскими боковыми сторонами клина. В соответствии с этим режущая кромка по отношению к углу резания имеет уступ и при плоских боковых сторонах клиньев в участках режущих кромок - постоянный угол резания. Однако согласно изобретению также возможен альтернативный вариант, при котором, по меньшей мере, тем участкам режущей кромки, которые находятся, по меньшей мере, с одной стороны режущего клина, можно придать вогнутый или выпуклый контур, так что угол резания внутри соответствующего участка режущей кромки будет слегка изменен в зависимости от того, по какой точке измеряется касательная соответствующего угла резания. При этом, однако, рассматривая в целом, предпочтительными являются уже названные, а также те, которые еще будут названы, геометрические характеристики относительно углов резания участков режущей кромки.
Чтобы, с одной стороны, добиться хорошей устойчивости, а с другой стороны, в достаточной мере сократить усилия резания, рекомендуется, чтобы угол резания первого участка был, по крайней мере, на 10° больше угла резания следующего участка режущей кромки.
Особенно эффективно принцип действует, если располагать друг за другом несколько участков, постепенно снижая угол резания, при том, чтобы лезвие, в целом, было заточено под острым углом. В усовершенствованном варианте изобретения участки режущей кромки имеют, соответственно, угол резания менее 90°, предпочтительнее даже менее 65°. В принципе, возможно также, по меньшей мере, одному участку лезвия, в частности тому участку, который в процессе резания оказывается впереди, придать прямоугольный контур. Однако предпочтительнее, чтобы все участки режущей кромки имели остроугольную форму, так как в результате процесс резания становится значительно эффективнее при существенно меньших усилиях резания. При этом высокая устойчивость режущей кромки сохраняется до тех пор, пока угол резания того участка режущей кромки, который в процессе резания оказывается впереди, не станет слишком малым.
Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения первый участок режущей кромки, оказывающийся в процессе резания впереди, может иметь угол резания 45±15°, в частности примерно 45°. Целесообразно, чтобы следующий за ним участок режущей кромки имел угол резания 25±5°, в частности около 25°.
В принципе режущая кромка по длине в направлении движения может быть равномерно разделена на участки так, чтобы они были примерно равными по длине. Однако предпочтительнее, чтобы участки режущей кромки в направлении движения и, соответственно, резания имели различную длину.
Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения режущая кромка разделяется на две секции.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения последующий участок режущей кромки, имеющий меньший угол резания, настолько близко располагается вслед за первым участком, что указанный первый участок режущей кромки производит лишь врезание в сбриваемый волос, и режущая кромка следующим более острым участком проникает в сбриваемый волос до тех пор, пока он полностью не отделится. В частности, первый участок режущей кромки, если смотреть в направлении движения, короче, чем обычный диаметр сбриваемых волос, составляющий, как правило, от 50 до 120 мкм. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения длина первого участка режущей кромки в направлении движения составляет менее 50 мкм, предпочтительно менее 25 мкм. В предпочтительном варианте изобретения длина первого участка режущей кромки составляет от 1 до 20 мкм, в частности 5 мкм.
Длина следующих участков режущей кромки в направлении движения, напротив, может составлять более 20 мкм. Предпочтительнее, если она превышает 50 мкм. В общей сложности она может составлять даже более 100 мкм.
Чтобы, несмотря на в целом остроугольную форму режущей кромки, обеспечить безопасное для кожи бритье, в усовершенствованном варианте изобретения предусматривается, что режущая кромка свисает относительно верхней стороны лезвия, которая по определению повернута к верхнему ножу ножевой головки, то есть верхняя сторона режущей кромки проходит в висячем положении так, что собственно режущая кромка лежит глубже, чем большая часть верхней стороны лезвия. Предпочтительно, если, по меньшей мере, первый участок режущей кромки свисает таким образом. Впрочем, свисающими могут быть и несколько участков режущей кромки. Такая свисающая конструкция режущей кромки способствует, прежде всего, обеспечению желаемой устойчивости режущей кромки, а также ее долговечности, поскольку свисающая часть режущей кромки скоблит верхний нож не непосредственно, так что достигается снижение износа. С другой стороны, такая свисающая конструкция режущей кромки особенно благоприятна с точки зрения безопасности бритья для кожи. Если в процессе бритья кожа окажется втянутой в отверстия верхнего ножа, то такая втянутая часть кожи не сразу захватывается свисающими краями лезвия и, соответственно, может быть снова вытеснена из отверстия верхней стороной лезвия, выступающей относительно режущей кромки.
i+1
i
1
n
В принципе, режущая кромка может свисать в различной степени. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения режущая кромка может свисать под разным углом, составляющим от 0,5 до 45°, предпочтительно от 1 до 20°. В предпочтительном варианте изобретения режущая кромка может иметь часть, свисающую под углом около 5°. Для определения угла свисания целесообразно использовать формулу: α < α (i=1, … n-1); в частности все углы свисания (α-α) находятся в диапазоне от 0,5 до 45°.
В усовершенствованном варианте изобретения перепад высот между самой высокой точкой верхней стороны лезвия и режущей кромкой на первом участке режущей кромки составляет примерно 1 - 20 мкм, предпочтительно менее 10 мкм.
В зависимости от принципа действия бреющей головки лезвие, по меньшей мере, одного нижнего ножа должно быть с двумя режущими кромками или с одной режущей кромкой. В случае вращающегося нижнего ножа можно предусмотреть одну режущую кромку, в то время как для нижнего ножа с колебательным приводом целесообразнее предусмотреть на лезвии две режущие кромки, расположенные друг против друга так, чтобы одна режущая кромка действовала при движении назад, а другая - при движении вперед.
Разумеется, нижний нож может иметь множество лезвий, которые предпочтительнее располагать параллельно друг другу и по существу перпендикулярно направлению движения. Нижний нож может быть выполнен в форме блока лезвий.
Если для приведения в действие нижнего ножа предусматривается привод с колебательным принципом действия, то он, в частности, может быть выполнен линейно колебательным. Однако, как сказано, подразумевается, что верхний или нижние ножи могут также использоваться в ножевых головках, собственно электробритвах, в которых для нижнего ножа предусматривается вращающийся привод.
Наиболее экономичный по затратам на производство вариант выполнения предусматривает, что нижний нож изготавливается из формованной листовой детали, причем рекомендуется, чтобы по меньшей мере, один участок режущей кромки лезвия был изготовлен методом травления. В предпочтительном варианте выполнения изобретения предусматривается, что нижний нож (4) и/ по меньшей мере режущая кромка (11) могут быть изготовлены способом электрохимического травления, чеканки, шлифования, спекания или литья под давлением.
Особенно благоприятно в том, что касается срока службы нижнего ножа, если лезвие, по меньшей мере, частично имеет защитный слой для предохранения его от износа.
Дальнейшие цели, признаки, преимущества и возможные варианты применения данного изобретения приведены в нижеследующем описании примеров выполнения. При этом все описываемые или графически проиллюстрированные признаки изобретения - сами по себе или в любом сочетании друг с другом - являются предметом данного изобретения, в том числе независимо от их описания в пунктах формулы изобретения или от подчинения этих пунктов формулы изобретения.
На чертежах показано:
Фиг.1 - изображение электробритвы в перспективе,
Фиг.2 - вид сбоку отдельного режущего элемента согласно изобретению для бреющей головки электробритвы в одном варианте выполнения в соответствии с изобретением,
Фиг.3 - вид в разрезе через режущий элемент, показанный на Фиг.2 вдоль проведенной на ней линии А-А,
Фиг.4 - поперечное сечение лезвия нижнего ножа вдоль линии В-В, показанной на Фиг.3, а также
Фиг.5 - еще один вариант выполнения лезвия согласно изобретению.
Фиг.1 показывает принципиальное устройство электробритвы. Она состоит из корпуса 1, который наряду с прочим предназначен для размещения электродвигателя, а при необходимости аккумуляторов для накопления запаса электроэнергии. Кроме того, на корпусе имеется выключатель 2. На верхней торцевой стороне находится выведенный из корпуса 1 приводной элемент 3, приводимый в колебательное движение. Нижний нож 4, который в показанном выполнении состоит из двух ножевых элементов 5, имеет соединительный палец 6, который приводится в соединительное зацепление с приводным элементом 3 и, в частности, фиксируется в нем. Таким образом, оба параллельно друг другу расположенных ножевых элемента 5 приводятся в колебательное движение в своем продольном направлении, как показано двойной стрелкой 16.
Нижний нож 4, по меньшей мере, частично окружен и, соответственно, прикрыт верхним ножом 7, который состоит из сменной рамки, фиксируемой в корпусе 1, а также режущей пленки 9, закрепленной на сменной рамке 8. Поверхность режущей пленки 9 имеет перфорацию в виде отверстий и/или прорезей, через которые сбриваемые волосы в процессе бритья попадают в бреющую головку. Волоски, попавшие в ножевую головку между соответствующими режущими кромками, сбриваются или, соответственно, срезаются режущими кромками, имеющимися как на сквозных отверстиях режущей пленки, так и на ножевых элементах 5 нижнего ножа 4, а также за счет движений нижнего ножа 4 относительно верхнего ножа 7.
Фиг.2 показывает в увеличенном размере ножевой элемент 5 нижнего ножа 4, у которого множество лезвий 10 - в изображенном варианте выполнения параллельных друг к другу - расположены рядом друг с другом. Как показано на фиг.3, лезвия 10 нижнего ножа 4 имеют подковообразную форму, причем у свободных кромок лентообразных лезвий 10, изогнутых в виде подковы, на противоположных сторонах каждого лезвия 10 располагаются режущие кромки 11, которые огибают их по дуге и обращены друг от друга. Крепежный участок 12, ориентированный вдоль направления движения нижнего ножа 4 и выполненный в виде полосы, обеспечивает закрепление ножевого элемента 5 на соединительной детали, с помощью которой создается соединение с приводом.
Как показано на фиг.4, режущие кромки 11 каждого лезвия 10 свисают относительно верхней стороны лезвия 13. Верхняя сторона лезвия 13, проходящая между обеими противолежащими друг другу режущими кромками 11, имеет при этом выступающий центральный участок 14, который в представленном варианте выполнения показан ровным и определяет плоскость 0 контакта, вдоль которой соответствующее лезвие 10 скользит по нижней стороне верхнего ножа 7. К этому выступающему центральному участку 14 примыкают внешние скосы 15, которые, отходя от режущих краев 17 лезвия 11, поднимаются к выступающему центральному участку 14 под углом α к верхней стороне лезвия, т.е. согласно фиг.4 вверх. Указанный угол α свисания части составляет от 0,5 до 30°, предпочтительно в промежутке от 1 до 20°, в частности примерно 5°. Показанная на фиг.4 разница D по высоте между выступающим участком 14 верхней стороны 13 лезвия и режущими кромками 17 должна составлять от 1 до 20 мкм. Если бы этот размер был выбран слишком большим, то возникла бы опасность затягивания волосков между режущей пленкой и нижним ножом, из-за чего эти волоски остались бы не отрезанными, а только зажатыми и/или выдернутыми. Если этот размер был бы выбран слишком малым, то возникла бы опасность раздражения кожи.
1
2
1
Как показано на фиг.4, режущие кромки 11 лезвия 10 имеют разный угол резания. Первый участок 18 режущей кромки, который, если смотреть в направлении движения или, соответственно, резания 16, находится впереди и у которого предусмотрен режущий край 17, имеет угол резания φ менее 90°, предпочтительно 45±15°. Этот угол резания уменьшается, если смотреть в направлении движения, назад к лезвию. Второй участок 19 режущей кромки, который в процессе резания следует за указанным первым участком 18, имеет угол резания φ, который меньше первого угла резания φ и в предпочтительном варианте выполнения составляет 25±5°.
1
Первый участок 18 режущей кромки, посредством которого производится врезание, в направлении движения проходит по длине ε (см. фиг.4), предпочтительно меньшей 50 мкм и в предпочтительном варианте выполнения изобретения составляет от 1 до 20 мкм.
В показанном варианте выполнения согласно фиг.4 предусматривается уменьшение угла резания на нижней стороне режущих кромок 11, которая по определению обращена от верхнего ножа 7. При этом в показанном варианте выполнения оба участка 18 и 19 режущей кромки имеют клиновидную форму с плоскими боковыми сторонами, причем согласно фиг.4 имеется в виду именно контур реза. Само собой разумеется, при U-образном выполнении лезвия указанные боковые стороны клина тоже U-образно изогнуты по типу дуги. Из-за разной величины угла резания обоих участков 18 и 19 режущей кромки образуется, так сказать, второй режущий край 20 на нижней стороне режущей кромки 11, см. фиг.4.
Режущие края 17 режущие кромки 11 целесообразно слегка скруглить, причем радиус R режущего края 17 целесообразно выбрать равным 2 мкм или меньшего размера, предпочтительно даже менее 1 мкм.
Весь выступ Е края режущей кромки 11, т.е. расстояние, на которое проходит режущий клин вдоль направления 16 движения, должно составлять предпочтительно более 50 мкм, по возможности даже 100 мкм или более, см. фиг.4. Благодаря этому можно обеспечить, что режущий клин будет полностью проникать в волос, отделяя его при этом.
2
3
1
1
2
1
3
3
3
1
2
2
3
Фиг.5 показывает поперечное сечение лезвия вдоль линии В-В, показанной на фиг.3, причем такая форма выполнения по сравнению с обычным вариантом согласно фиг.4 имеет один дополнительный угол α свисания и еще один угол φ резания. Для определения соответствующих друг другу геометрических параметров для описания фиг.5 и далее будут использованы исходные символы фиг.4. Лезвие 10, выполненное также симметричным относительно средней линии, имеет верхнюю сторону 13, у которой также есть выступающий центральный участок 14, который, однако, имеет скосы к краям К1 и К2. Верхняя сторона 13 лезвия имеет скос относительно уровня 0 контакта в области между краем К1 вплоть до режущего края 17 относительно уровня 0 контакта вниз на угол α свисания. При этом α больше α. По сравнению с вариантом выполнения, показанным согласно фиг.4, противоположные режущие кромки 11 лезвия 10 имеют не только первый и второй участки 18 и, соответственно, 19 длиной ε и, соответственно, ε, но, кроме того, они имеют еще и третий участок 21 длиной ε. Он образуется за счет того, что на нижней стороне по краю К3 имеется еще большее уменьшение угла клина, который дает угол φ резания. При этом ε больше ε, а ε больше ε. За счет установки дополнительного угла α свисания и/или угла φ резания можно оптимальным образом подогнать характеристику резания нижнего ножа к требующимся критериям: с одной стороны, устойчивость режущего края, а с другой стороны, возникающее усилие резания, причем необходимо указать на то, что число используемых углов φ резания или углов α свисания не ограничивается, как в показанных примерах, двумя или тремя, а может быть произвольным, пока образуются как минимум два угла резания.