ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ СРЕЗАНИЯ ВОЛОС
APPARATUS FOR CUTTING HAIR

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройству для срезания волос, которое может быть использовано в качестве бритвы или машинки для стрижки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В роторных электробритвах обычно используют соединительные шпиндели для передачи энергии вращательного движения от привода к режущей системе. Кроме того, существует несколько второстепенных функций, одной из которых заключается в приложении осевой силы к режущим элементам. Это замыкающая сила, посредством которой режущие элементы прижимают к бритвенным колпачкам. Слишком маленькая замыкающая сила приводит к возникновению зазора резания между режущими элементами и бритвенным колпачком, что приводит к некачественной стрижке и выдергиванию волос. С другой стороны, увеличение замыкающей силы также увеличивает трение, в результате чего возникает шум, износ, потеря энергии и, как следствие, сокращается срок службы батареи. Соединительные шпиндели обычно выполнены с возможностью приложения приблизительно постоянной осевой силы (предварительное натяжение при резании), которая остается в пределах функционально приемлемого рабочего диапазона.
Из US 5283953 известна бритва с приводом вращения, содержащая наружную срезающую фольгу, поддерживаемую на раме головки, и внутренний держатель режущего блока, имеющий центральную ось и на котором установлено множество внутренних лезвий, находящихся во взаимодействии для срезания волос с наружной режущей фольгой. Внутренний держатель режущего блока функционально соединен с вращающимся приводным валом электродвигателя, так что он может быть приведен им во вращение вокруг центральной оси. Наружная срезающая фольга удерживается с возможностью перемещения в направлении центральной оси относительно рамы головки, в то время как внутренний держатель режущего блока выполнен с возможностью перемещения вдоль центральной оси относительно вращающегося приводного вала таким образом, чтобы быть свободно удерживаемым им. Наружная срезающая фольга соединена с внутренним держателем режущего блока с помощью штифта, проходящего вдоль центральной оси, так что наружная срезающая фольга и внутренний держатель режущего блока выполнены с возможностью совместного перемещения вдоль центральной оси относительно рамы головки, а также вращающегося приводного вала. Соответственно, контактное давление и, таким образом, замыкающая сила между внутренними лезвиями и наружной срезающей фольгой может поддерживаться по существу на постоянном уровне независимо от перемещения наружной срезающей фольги относительно рамы головки.
Из US 7698819 В1 известно роторное бритвенное устройство, в котором в режущий блок встроен механизм для регулировки замыкающей силы в зависимости от крутящего момента, передаваемого от режущего блока во время операции резания. Для этого внутри режущего блока расположен кулачок, взаимодействующий с поверхностью наклонной площадки на несущем элементе, которая направлена под наклоном к соединительному элементу, если смотреть в направлении, противоположном направлению привода, так что кулачок направлен вдоль наклонной поверхности наклонной площадки. Для этого ведущая поверхность и взаимодействующая с ней ведомая поверхность имеют соответствующие друг другу спиральные формы.
Хотя такая компоновка может в основном помочь улучшить характеристики бритья, поскольку замыкающая сила может варьироваться в зависимости от крутящего момента, действующего на режущий блок, эта конструкция имеет несколько недостатков.
Поскольку самонастраивающийся механизм с взаимодействующими спиральными поверхностями находится внутри режущего блока, он неизбежно подвержен загрязнению частицами волос, чешуйками кожи и кожным жиром. Кроме того, он ограничен очень малым пространством. Загрязнение может накапливаться и препятствовать перемещению участков, может приводить к механическому контакту и передаче сил в местах или направлениях, которые не были предусмотрены в конструкции. Вследствие этого механизм может застрять или работать не так, как задумано. С увеличением загрязнения может нарастать трение, что может ухудшать характеристики саморегулирования. Для осуществления работы необходимо избегать самоблокировки из-за трения, что однако не всегда обеспечено. В известной бритве лезвия режущего блока жестко прикреплены к самонастраивающемуся механизму. Это делает угол действия контактной силы на спиральные наклонные площадки зависимым от угла действия силы резания, которая в действительности является крайне изменчивой. В результате переменной контактной силы изменяются силы трения. Чрезмерные силы резания могут способствовать возникновению неуправляемой самоблокировки.
В известном режущем блоке осевые силы, прикладываемые режущим блоком к колпачку, передают непосредственно от поверхностей спиральных наклонных площадок, которые находятся на некотором расстоянии от центральной оси. В теории, контактные силы должны быть равномерно распределены между тремя поверхностями наклонных площадок, а результирующая сила должна быть расположена в центре. Однако в действительности,  поскольку геометрия никогда не бывает идеальной, не все поверхности будут оставаться в контакте и передавать силу одновременно. В результате, расположение результирующей осевой силы будет эксцентричным и переменным. Это может отрицательно влиять на управление механической работой режущего блока в процессе стрижки бороды и на срок службы режущей системы. Кроме того, варьируются контактные силы на отдельных поверхностях наклонных площадок и, следовательно, величина сил трения, способствующих потенциальной самоблокировке.
В известном режущем блоке дополнительные несоответствия в геометрии поверхностей наклонных площадок и ее противоположной геометрии приводят к возникновению паразитных составляющих силы в радиальных направлениях. Поскольку поверхности наклонных площадок являются жесткой частью режущего блока, эти радиальные силы передаются в области, где режущий блок контактирует с колпачком. Кроме того, это может отрицательно влиять на управление механической работой режущего блока в процессе стрижки бороды и на срок службы режущей системы. К тому же, в известном режущем блоке участки, содержащие спиральные наклонные площадки и сопрягаемую геометрию, выровнены в осевом направлении согласно конструкции и зафиксированы в этом положении. Это снижает вероятность того, что механизм восстановится после вызванной трением ситуации самоблокировки.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В связи с этим, задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованного приспособления для срезания волос, которое может быть выполнено в виде бритвы или в виде триммера, который создает переменную осевую силу в ответ на крутящий момент, действующий на режущий блок. Оно должно устранить по меньшей мере некоторые из вышеупомянутых недостатков.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения эта задача решена при помощи приспособления для срезания волос, содержащего:
- опорную конструкцию, в которой размещена приводная система;
- по меньшей мере один режущий блок, поддерживаемый опорной конструкцией и содержащий внешний режущий компонент, имеющий множество отверстий для попадания волос, и внутренний режущий компонент, выполненный с возможностью вращения относительно внешнего режущего компонента; и
- по меньшей мере один приводной шпиндель, выполненный с возможностью вращения вокруг оси вращения и имеющий первую часть шпинделя, выполненную с возможностью приведения в движение приводной системой, и вторую часть шпинделя, выполненную с возможностью соединения с внутренним режущим компонентом, причем первая и вторая части шпинделя выполнены с возможностью смещения относительно друг друга в осевом направлении, параллельном оси вращения;
причем внутренний режущий компонент содержит множество режущих элементов, первый соединительный элемент и несущий элемент, на котором установлены режущие элементы и первый соединительный элемент;
вторая часть шпинделя содержит второй соединительный элемент, который соединен с первым соединительным элементом для передачи во время работы крутящего момента привода вокруг оси вращения от приводного шпинделя к внутреннему режущему компоненту; и
одна из первой и второй частей шпинделя содержит опорный элемент, а другая из первой и второй частей шпинделя содержит опорную поверхность, выполненную с возможностью взаимодействия с опорным элементом для передачи во время работы крутящего момента привода от первой части шпинделя ко второй части шпинделя;
причем опорная поверхность расположена под углом α относительно линии, проходящей параллельно оси вращения, причем 0°<α<90°, так что передача крутящего момента привода от первой части шпинделя ко второй части шпинделя через опорный элемент и опорную поверхность приводит к тому, что сила, прикладываемая первой частью шпинделя ко второй части шпинделя, имеет составляющую, параллельную оси вращения и направленную к внутреннему режущему компоненту, при этом первый и второй соединительные элементы выполнены с возможностью передачи указанной составляющей от второй части шпинделя к внутреннему режущему компоненту.
Предложенный в соответствии с изобретением приводной шпиндель (соответствующий вышеуказанному соединительному шпинделю) содержит механизм, который создает переменную осевую силу в ответ на крутящий момент, действующий на приводной шпиндель. Таким образом, замыкающая сила автоматически и мгновенно регулируется для оптимизации характеристик резания или износа и потерь энергии в зависимости от положения пользователя в данный момент.
Механизм может быть реализован посредством простой модификации геометрии существующих приводных шпинделей без добавления деталей.
Поскольку самонастраивающийся механизм размещен в области, отделенной от камеры для волос, в которую срезают и собирают волосы бороды, не возникает проблем с загрязнением частицами волос, чешуйками кожи, кожным жиром и т.п. Самонастраивающийся механизм может быть расположен, например, в отдельном отделении или снаружи режущего блока. Таким образом, механизм не испытывает воздействия загрязнения.
К тому же, загрязнение частицами волос, чешуйками кожи и кожным жиром не влияет на фрикционные характеристики самонастраивающегося механизма. Таким образом, возможность самоблокировки невелика.
В типичной бритве режущий блок, как правило, состоит из металлической части с пластиковой формованной вставкой. При изготовлении металлические лезвия режущего блока затачивают, в результате чего образуются частицы стружки. Эти частицы налипают на пластиковую вставку режущего блока и могут влиять на фрикционные характеристики механизма известного уровня техники, расположенного внутри режущего блока. В соответствии с изобретением процесс заточки не повлияет на механизм, поскольку части шпинделя изготавливают отдельно.
В соответствии с изобретением режущий блок и самонастраивающийся механизм механически разделены, что позволяет избежать того, чтобы изменяющиеся контактные силы между лезвием режущего блока и лицом пользователя приводили к изменению сил трения, и чтобы чрезмерные силы резания могли приводить к неуправляемой самоблокировке.
Кроме того, в соответствии с изобретением осевая сила от самонастраивающегося механизма всегда действует на приблизительный центр режущего блока. Нерегулярный контакт между опорным элементом и соответствующей наклонной опорной поверхностью не влияет на расположение осевой силы, действующей на режущий блок.
Любые радиальные силы, исходящие от самонастраивающегося механизма, не передаются на режущий блок.
Кроме того, в соответствии с изобретением в приводном шпинделе оси участков не являются жестко выровненными, а перемещаются в непрерывном движении при их вращении. В результате, происходит непрерывное сложное движение между опорным элементом и соответствующей опорной поверхностью, а углы контакта непрерывно изменяются во множестве направлений. Это делает маловероятным возникновение случаев устойчивой самоблокировки. Непрерывное сложное движение опорного элемента по соответствующей опорной поверхности также будет стирать грязь, которая может повлиять на фрикционные характеристики и способствовать самоблокировке.
Кроме того, в соответствии с изобретением приводной шпиндель является телескопическим. Это свойство актуально в сочетании с конструкциями бритв, в которых система режущего блока и колпачка находится в секциях движения вдоль заданного контура, а приводной механизм находится в неподвижной секции. В этих конструкциях режущие блоки приводят в движение телескопическим шпинделем, который сжимается и удлиняется при перемещениях вдоль заданного контура. В случае бритвы, предложенной в соответствии с изобретением, во время использования происходят перемещения вдоль заданного контура, и опорный элемент перемещается вверх и вниз вместе с соответствующей наклонной опорной поверхностью приводного шпинделя. Таким образом, грязь, которая может повлиять на работу самонастраивающегося механизма, постоянно стирается.
Согласно дополнительному варианту осуществления изобретения соединение, образованное первым и вторым соединительными элементами, может быть выполнено с возможностью передачи крутящего момента и передачи силы в осевом направлении приводного шпинделя, но не передачи каких-либо других механических нагрузок.
Обычно это может быть обеспечено с помощью соединения, известного из документа US 2003/0019107 A1, который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки. Соответственно контактная сила на опорной поверхности не зависит от угла силы резания, в результате чего отсутствуют какие-либо изменения сил трения. Исключена самоблокировка вследствие чрезмерных сил резания. Силы, действующие на режущий блок, отличные от тех, которые действуют в осевом направлении шпинделя, не передаются на самонастраивающийся механизм.
Согласно еще одному варианту осуществления изобретения второй соединительный элемент выполнен с возможностью разъемного соединения с первым соединительным элементом. В результате, вторая часть шпинделя выполнена с возможностью разъемного соединения с внутренним режущим компонентом. Это упрощает разборку приспособления для срезания волос, например, при чистке приспособления для срезания волос.
Согласно другому примерному варианту осуществления опорная поверхность проходит по спирали относительно оси вращения.
Спиральная ориентация опорной поверхности является наиболее очевидной конструкцией для получения составляющей силы, параллельной оси вращения и направленной к внутреннему режущему компоненту, хотя возможны и другие конфигурации.
Согласно другому примерному варианту осуществления изобретения опорный элемент содержит выступ.
В соответствии еще с одним примерным вариантом осуществления приводной шпиндель содержит механическую пружину, выполненную с возможностью смещения второй части шпинделя относительно первой части шпинделя в направлении к внутреннему режущему компоненту.
Пружина обеспечивает дополнительную осевую силу, которая действует как смещение замыкающей силы, возникающей в результате взаимодействия между опорными элементами и опорными поверхностями. Вместе эти силы обеспечивают замыкающую силу, действующую на режущие элементы. Пружина обеспечивает выдвижение шпинделя и минимальную замыкающую силу.
В соответствии с другим примерным вариантом осуществления первая часть шпинделя содержит полость, а вторая часть шпинделя частично входит в указанную полость и направляется с возможностью смещения указанной полостью таким образом, чтобы иметь возможность смещения относительно первой части шпинделя в осевом направлении.
Это приводит к простой конструкции.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления механическая пружина расположена в полости для приложения смещающей силы ко второй части шпинделя, направленной к внутреннему режущему компоненту.
Это приводит к простой и надежной конструкции и легкой сборке.
Угол α, под которым расположена опорная поверхность, может быть использован в качестве конструктивного параметра для установки соотношения между крутящим моментом и осевой силой. Смещение осевой силы может быть отрегулировано характеристиками указанной пружины.
Угол α больше 0° и меньше 90°. Предпочтительно угол α≥3°, предпочтительно α≥5°, предпочтительно α≥20°.
С другой стороны, угол α предпочтительно составляет α≤87°, предпочтительно α≤85°, предпочтительно α≤70°.
В одном варианте осуществления угол α составляет от 20° до 70°.
Силы трения между первой частью шпинделя или приводимой частью и второй частью шпинделя или приводящей частью до сих пор не учитывались, поскольку такие силы трения присущи любому типу приводного шпинделя, состоящего из двух частей, выполненных с возможностью перемещения относительно друг друга. Угол α должен иметь минимальное значение, чтобы были преодолены динамические силы трения, так что имеет место непрерывное движение первой части шпинделя относительно второй части шпинделя под давлением, оказываемым режущим блоком. Трение является динамическим вследствие угла между первой и второй частями шпинделя. Критический минимальный угол α может быть получен из sin(α)=коэффициент трения. Расчетное значение минимального угла α для преодоления динамических сил трения составляет примерно от 3° до 8°.
В соответствии с другим примерным вариантом осуществления угол изменяется вдоль осевого удлинения приводного шпинделя. Таким образом, в сочетании с механизмом следования контуру соотношение между крутящим моментом и замыкающей силой может быть изменено за счет положения бритвенной головки. В этой связи режущий блок подвешен с возможностью перемещения относительно опорной конструкции с помощью подвесной конструкции таким образом, что в результате движения режущего блока относительно опорной конструкции, обеспеченного подвесной конструкцией, первый соединительный элемент смещается в осевом направлении, в результате чего первая и вторая части шпинделя смещаются относительно друг друга в осевом направлении, и при этом угол α опорной поверхности варьируется в осевом направлении.
В соответствии с другим примерным вариантом осуществления режущий блок содержит опорный элемент для обеспечения опоры для внешнего режущего компонента, причем подвесная конструкция содержит поворотную конструкцию, шарнирно соединяющую опорный элемент с опорной конструкцией.
В соответствии с другим примерным вариантом осуществления изобретения приспособление для срезания волос содержит по меньшей мере два режущих блока и по меньшей мере два приводных шпинделя, как описано в отношении любого из вариантов осуществления приспособления для срезания волос в настоящем документе ранее, причем каждый из по меньшей мере двух приводных шпинделей выполнен с возможностью соединения с соответствующим одним из по меньшей мере двух режущих блоков.
Согласно другому варианту осуществления изобретения приспособление для срезания волос может быть использовано в качестве машинки для стрижки. Режущий блок, приводимый в действие приводным шпинделем согласно изобретению, может быть использован с уменьшенной замыкающей силой при работе на холостом ходу (без срезания волос). Таким образом, может быть предотвращен перегрев.
Согласно еще одному варианту осуществления механическая пружина может отсутствовать. В этом случае приводной шпиндель постоянно прикреплен к оси режущей системы. В этом случае замыкающая сила будет приложена только механизмом, создающим крутящий момент. Должно быть обеспечено некоторое минимальное трение для обеспечения минимального крутящего момента при работе и замыкания режущей системы.
Согласно другому аспекту изобретения раскрыто устройство для срезания волос, содержащее основной корпус, в котором размещен исполнительный механизм, и дополнительно содержащее приспособление для срезания волос, как описано ранее в настоящем документе, причем опорная конструкция соединена с возможностью разъединения с основным корпусом, а исполнительный механизм выполнен с возможностью приведения в действие приводной системы во время работы устройства для срезания волос, когда приспособление для срезания волос соединено с основным корпусом.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения. Следует понимать, что формула изобретения может быть не только использована в заданном порядке, но также может быть использована в различных комбинациях или независимо в пределах объема изобретения, раскрытого в настоящем документе.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Эти и другие аспекты изобретения будут очевидны из варианта(-ов) осуществления изобретения, описанных в настоящей заявке, и будут объяснены со ссылками на эти варианты. На нижеследующих чертежах:
Фиг. 1 изображает вид в перспективе приспособления для срезания волос в соответствии с настоящим изобретением, выполненного в виде бритвы;
Фиг. 2 изображает увеличенный вид в перспективе приводного шпинделя, используемого в приспособлении для срезания волос в соответствии с Фиг. 1;
Фиг. 3 изображает приводной шпиндель по Фиг. 2, показанный в продольном сечении;
Фиг. 4 изображает другой частичный вид в разрезе приводного шпинделя по Фиг. 2, на котором представлены соответствующие силы;
Фиг. 5 изображает приводной шпиндель по Фиг. 2, показанный с частичным разрезом для изображения угла α и радиуса r;
Фиг. 6 изображает вид в перспективе второй части шпинделя приводного шпинделя по Фиг. 2;
Фиг. 7 изображает вид в разрезе второй части шпинделя по Фиг. 6;
Фиг. 8 изображает альтернативный вариант осуществления приводного шпинделя с переменным наклоном или углом;
Фиг. 9 изображает бритвенный блок, содержащий механизм следования контуру, известный из PCT/EP2018/051763, в основном положении;
Фиг. 10 изображает бритвенный блок по Фиг. 9 в наклоненном вниз положении;
Фиг. 11 изображает вид в разрезе бритвенного блока по Фиг. 9; и
Фиг. 12 изображает один из соответствующих приводных шпинделей в соответствии с изобретением для замены соответствующего приводного шпинделя по Фиг. 11.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На Фиг. 1 изображен вид сверху в перспективе устройства 10 для срезания волос, выполненного в виде бритвы. Устройство 10 для срезания волос содержит удлиненный основной корпус 12 и приспособление для срезания волос, выполненное в виде бритвенного блока 20, расположенного на верхнем конце основного корпуса 12. Бритвенный блок 20 содержит режущую головку 14 с тремя режущими блоками 17, которые расположены треугольником.
В основном корпусе 12 расположен привод 16 (в настоящем документе подробно не показан). Привод 16 выполнен с возможностью управления и приведения в действие бритвенного блока 20 посредством по меньшей мере одного приводного шпинделя, который описан далее со ссылкой на сопроводительные чертежи. В основном корпусе 12 могут быть расположены дополнительные компоненты устройства 10 для срезания волос, такие как органы управления, двухпозиционный переключатель 21, внешняя панель 23 установок, батарея, гнездо для электрического кабеля и т.п.
Бритвенный блок 20 полностью может быть снят с устройства 10 для срезания волос, которое содержит основной корпус 12, привод 16, электронное управление и т.п. Приспособление для срезания волос или бритвенный блок 20 представляет собой сменную деталь, которая может быть заменена при необходимости.
Поскольку эта компоновка в основном известна в данной области техники и не является частью изобретения, она более подробно не описана в настоящем документе.
Согласно Фиг. 2 устройство 10 содержит приводной шпиндель 24. Приводной шпиндель 24 передает вращательное движение привода 16 на режущий блок 17. Приводной шпиндель 24 содержит вторую часть (приводимую часть) 30 цилиндрической конфигурации, нижний конец которой расположен внутри первой части (приводящей части) 26. Первая часть приводного шпинделя 24 содержит наружный зубчатый венец 28, приводимый в движение соответствующим зубчатым венцом (не показан) привода 16. На верхнем конце второй части 30 расположено соединение, обозначенное в целом номером 32, из которого показан только второй соединительный элемент 34 несколько треугольной формы с закругленными сторонами, который взаимодействует с соответствующей полостью (первым соединительным элементом), расположенной в режущем блоке 17.
Такое соединение подробно описано в документе US 2003/0019107 A1, который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки. Соединение этого типа выполнено с возможностью передачи крутящего момента и передачи силы только в осевом направлении приводного шпинделя 24, но без возможности передачи каких-либо других механических нагрузок.
Приводной шпиндель 24 вращают при помощи привода 16 вокруг его оси 35 вращения. Первая часть 26 и вторая часть 30 расположены с возможностью осевого смещения относительно друг друга. В соответствии с изобретением приводной шпиндель 24 выполнен с возможностью обеспечения воздействия самонастраиваемой замыкающей силы на режущий блок 17, как описано ниже.
Когда бритвенный блок 20 встречается с волосками бороды, крутящий момент увеличивается, и замыкающая сила также мгновенно увеличивается. В случае более густой бороды крутящий момент увеличивается в большей степени, равно как и замыкающая сила. Это улучшает характеристики резания в случае более густой бороды и позволяет избежать ненужного раздражения кожи в случае менее густой бороды. При работе бритвы на холостом ходу крутящий момент уменьшается, и соответственно уменьшается замыкающая сила. Таким образом, уменьшаются трение, износ, потери энергии и шум, а срок службы батареи увеличивается.
Соответствующие силы, передаваемые в такой системе, описаны далее со ссылкой на чертежи согласно Фиг. 4 и 5.
Из Фиг. 3 можно видеть, что первая часть 26 имеет несколько чашеобразную форму и содержит дно 40, от которого отходят боковые стенки 43. На нижнем конце 44 второй части 30 расположено множество опорных элементов 36, которые выполнены в виде выступов, проходящих в радиальном направлении. Эти опорные элементы или выступы 36 взаимодействуют со спиральными опорными поверхностями 38, расположенными на первой части 26, причем выступы 36 являются направляемыми.
Первая часть 26 и вторая часть 30 предварительно напряжены отдельно друг от друга механической пружиной 46 сжатия, выполненной в виде спиральной пружины, которая расположена в нижней части 42 и удерживается оправкой 48, проходящей от нижней части, и которая проходит в цилиндрическую полость 50 второй части 30.
На Фиг. 4 представлены силы, действующие во время срезания волос.
c
d
Во время срезания волос режущий блок 17 прилагает крутящий момент Tc, который передается через соединительный элемент 34 на приводной шпиндель 24. Кроме того, на приводной шпиндель 24 действует осевая сила F, возникающая в результате давления между режущим блоком 17 и кожей. Соответствующий крутящий момент Tc равен крутящему моменту T, действующему на привод 16, передаваемому зубчатым венцом 28. Опорные поверхности 38 или выступы расположены под углом α по отношению к оси 35 вращения приводного шпинделя 24, которая задана продольной осью.
Угол α показан на Фиг. 4 и 5. Плоскость, в которой задан угол α, образована посредством "разворачивания" или развертывания цилиндра первой части 30 шпинделя.  Угол α представляет собой угол между опорной поверхностью 38, показанной на Фиг. 4, и прямой линией, проходящей параллельно оси 35 вращения.
d
На контактной поверхности между опорным элементом 36 или выступом и соответствующей опорной поверхностью 38 крутящий момент T передают от первой части 26 на вторую часть 30.
d
d
d
i
i
d
n
Когда к приводному шпинделю 24 прикладывают крутящий момент T, опорные поверхности 38 в нижнем участке первой части 26 прикладывают вращательную силу F = T/r к опорным элементам 36 или выступам второй части 30. В результате наклона (угла α) создается осевая составляющая F. Осевая составляющая F может быть вычислена с использованием угла α, приводящей силы F и результирующей силы F, которые показаны на Фиг. 4.
В результате получаются следующие выражения:
d
d
F = T/r
n
d
F = F/cos α
i
n
F = F⋅ sin α
i
d
F = F⋅ tan α
i
d
d
Таким образом, можно видеть, что осевая составляющая F пропорциональна приложенному крутящему моменту T и результирующей вращательной силе F.
Конфигурация опорных элементов 36 и соответствующих опорных поверхностей 38 выбрана таким образом, чтобы не было самоблокировки.
s
i
c
Пружина 46 прикладывает дополнительную осевую силу F и действует как смещение в отношении F. Вместе эти силы обеспечивают замыкающую силу F, действующую на режущие элементы или режущую головку 14:
c
i
s
F = F + F.
Пружина 46 обеспечивает удлинение приводного шпинделя 24 и минимальную замыкающую силу.
c
c
i
Соответственно, как показано выше, когда режущая система встречается с волосками бороды, крутящий момент T увеличивается, и замыкающая сила F также мгновенно увеличивается. В случае более густой бороды крутящий момент увеличивается в большей степени, равно как и замыкающая сила. Это улучшает характеристики резания в случае более густой бороды и позволяет избежать ненужного раздражения кожи в случае менее густой бороды. При работе бритвы на холостом ходу крутящий момент уменьшается, и соответственно уменьшается замыкающая сила F. Таким образом уменьшаются трение, износ, потери энергии и шум, а срок службы батареи увеличивается.
c
i
s
i
Соотношение между крутящим моментом T и осевой силой F может быть отрегулировано посредством установки угла α. Смещение F в отношении осевой силы F может быть отрегулировано посредством характеристик пружины 46.
Силы трения между второй частью 30 и первой частью 26 до сих пор не учитывались, поскольку такие силы трения присущи любому типу приводного шпинделя, состоящего из двух частей, выполненных с возможностью перемещения относительно друг друга. Угол α должен иметь минимальное значение, чтобы были преодолены динамические силы трения, так что имеет место непрерывное движение второй части 30 относительно первой части 26 под давлением, оказываемым режущим блоком 17. Трение является динамическим вследствие угла между первой частью 26 и второй частью 30. Критический минимальный угол α может быть получен из sin(α)=коэффициент трения. Расчетное значение минимального угла α для преодоления динамических сил трения составляет примерно от 3° до 8°.
В альтернативном варианте осуществления пружина 46 может отсутствовать. В этом случае приводной шпиндель 24 постоянно прикреплен к оси режущего блока 17. В этом случае замыкающая сила будет приложена только механизмом, создающим крутящий момент. Должно быть обеспечено некоторое минимальное трение для обеспечения минимального крутящего момента при работе и замыкания режущей системы.
В другом альтернативном варианте осуществления наклон опорных поверхностей 38 варьируется вдоль диапазона удлинения приводного шпинделя. Такая ситуация представлена на Фиг. 8. Наклон или угол α опорной поверхности 38 приводного шпинделя 24а не является постоянным, а изменяется в осевом направлении.
На Фиг. 9-11 показан бритвенный блок 20b, содержащий механизм следования контуру, известный из документа PCT/EP2018/051763 (еще не опубликован), который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.
Помимо бритвенного блока 20b и приводного шпинделя 24b для соответствующих деталей использованы одинаковые ссылочные позиции
Бритвенный блок 20b содержит два режущих блока 17. Каждый режущий блок 17 содержит внешний режущий компонент 18, имеющий множество отверстий 54 для попадания волос, и внутренний режущий компонент 19, который выполнен с возможностью вращения относительно внешнего режущего компонента 18.
Внутренний режущий компонент 19 содержит множество режущих элементов 52, несущий элемент 58, на котором установлены режущие элементы 52, и первый соединительный элемент 56, который взаимодействует со вторым соединительным элементом 34 для приведения в действие внутреннего режущего компонента 19 посредством приводного шпинделя 24b.
Каждый режущий блок 17 подвешен с возможностью перемещения относительно опорной конструкции 60 с помощью подвесной конструкции 62. Подвесная конструкция 62 содержит поворотную конструкцию 66, которая для каждого режущего блока 17 соединяет опорный элемент 68, который обеспечивает опору для режущего блока 17, с возможностью поворота с опорной конструкцией 60.
В соответствии с изобретением приводные шпиндели 24b заменены приводными шпинделями 24а с переменным наклоном, как показано на Фиг. 8 или 12.
Опорную конструкцию 60, которая обеспечивает опору для двух режущих блоков 17, обычно приводят в движение посредством внешнего привода или исполнительного механизма, который соединен с центральным соединением 70, от которого приводное движение передают на каждый приводной шпиндель 24a, приводящий в движение каждый режущий блок 17.
На Фиг. 9 бритвенный блок 24b показан в первом положении, тогда как бритвенный блок 24b на Фиг. 10 показан во втором положении, в котором режущие блоки повернуты вниз (из-за возможного контакта с кожей пользователя). Таким образом, бритвенная головка 20b обеспечивает возможность движения вдоль заданного контура кожи пользователя.
Бритвенный блок 20b приводят в движение посредством приводного шпинделя 24a через соединение, которое состоит из первого соединительного элемента 56, приводящего в движение несущий элемент 58 для режущих элементов 52 внутреннего режущего компонента 19, и второго соединительного элемента 34, расположенного на приводном шпинделе 24а.
Когда бритвенный блок 20b выполняет поворотное движение относительно опорной конструкции 60, в каждом приводном шпинделе 24а первый соединительный элемент 56 смещается в осевом направлении, в результате чего первая и вторая части 26, 30 шпинделя смещаются относительно друг друга в осевом направлении, и при этом угол α опорной поверхности 38 (см. Фиг. 8) варьируется в осевом направлении.
В наклоненном вниз положении согласно Фиг. 10 приводные шпиндели 24а укорочены, то есть вторая часть 30 приводного шпинделя 24а расположена ниже, чем в поднятом положении бритвенного блока 20b, показанном на Фиг. 9.
Так как наклон или угол α опорной поверхности 38 приводного шпинделя 24а в верхней его части больше, чем в нижней части, соотношение между крутящим моментом и замыкающей силой изменяют за счет положения бритвенного блока 20b по отношению к приводному шпинделю 24а.
Несмотря на то, что изобретение изображено и описано подробно на чертежах и в предшествующем описании, такое изображение и описание следует считать иллюстративным или примерным, а не ограничительным; настоящее изобретение не ограничено представленными вариантами осуществления. Другие вариации раскрытых вариантов осуществления изобретения могут быть поняты и реализованы специалистами в данной области техники при осуществлении настоящего изобретения на практике на основании изучения чертежей, текста описания и прилагаемой формулы изобретения.
В пунктах формулы изобретения слово "содержащий" не исключает другие элементы или этапы, а грамматические средства выражения единственного числа не исключают наличие множества. Отдельный элемент или другой блок может выполнять функции нескольких изделий, указанных в формуле изобретения. Сам факт того, что определенные меры изложены в отличающихся друг от друга зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что сочетание этих мер не может быть использовано с выгодой.
Никакие ссылочные позиции в формуле изобретения не должны рассматриваться как ограничивающие объем изобретения.