ЭЛЕКТРОБРИТВА
ELECTRIC SHAVER

Изобретение относится к электробритве в соответствии с ограничительной частью п.1 формулы.
Такая электробритва известна из DE-А 10330978. В этой публикации раскрыта электробритва с содержащим два ротора линейным электродвигателем. Бреющая головка электробритвы соединена с корпусом посредством плоских пружин с возможностью колебательных движений, а линейный электродвигатель подвешен внутри бреющей головки. По меньшей мере, один ротор соединен, по меньшей мере, с одним, выполненным в виде нижнего ножа бреющим элементом, чтобы срезать волоски в сочетании с относящимся к нему, выполненным в виде бреющей сетки дополнительным бреющим элементом. Также предусмотрена противоположно направленная осцилляция нижнего ножа и бреющей сетки. За счет того, что весь электродвигатель с обоими своими роторами расположен в бреющей головке, приходится вести в этот вибрирующий элемент все питающие и управляющие провода, а, кроме того, оказалось, что такая электробритва становится явно слишком тяжелой. Это негативно сказывается на эргономике и удобстве пользования.
В основе изобретения лежит задача создания электробритвы, которая отличалась бы простой конструкцией и оптимальной эргономикой, причем, несмотря на все, электробритва должна обладать преимуществами приводимого в действие с высокой частотой электродвигателя с хорошим кпд.
Эта задача решается, согласно изобретению, посредством отличительных признаков п.1 формулы.
Электродвигатель со своими обоими приводными компонентами расположен в корпусе, а не внутри бреющей головки, как в приведенном уровне техники, благодаря чему она, естественно, заметно легче, а распределение массы всей электробритвы является очень взвешенным. Особенно большое влияние на обращение с электробритвой оказывает лучшее распределение массы в электробритвах с так называемой поворотной бреющей головкой, которая при своей заметно меньшей массе, естественно, намного легче может следовать контурам лица, чем бреющая головка, внутри которой расположен весь привод. Кроме того, расположение электродвигателя внутри корпуса облегчает, естественно, еще и расположение и монтаж питающих и управляющих проводов для работы электробритвы. За счет того, что упругое соединение от второго бреющего элемента или от соединенной с ним приводной детали к бреющей головке расположено внутри последней, бреющая головка может быть выполнена и смонтирована особенно просто и недорого. Необходимо лишь ведомое соединение между корпусом и бреющей головкой, поскольку сама бреющая головка приводится в осциллирующее движение не непосредственно электродвигателем в корпусе, а за счет упругого соединения между бреющим элементом и бреющей головкой. Противоположно направленное осциллирующее движение обоих бреющих элементов (бреющая сетка и нижний нож) особенно важно для эффективного и чистого бритья и подробно описано в DE-С 19736776, причем в этой публикации противоположно направленное движение бреющих элементов реализовано механически иным образом и без использования линейного электродвигателя.
В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения электродвигатель установлен в корпусе с помощью упругих средств. Это позволяет изолировать от корпуса остаточные и не компенсированные в самом электродвигателе вибрации. Особенно компенсированное в отношении вибраций выполнение электродвигателя предусматривает, что оба приводных компонента приводятся в осциллирующее движение по отношению друг к другу и к корпусу. За счет этого оба ротора линейного электродвигателя могут осциллировать противофазно по отношению друг к другу внутри корпуса, и, тем самым, за счет соответствующей выверки подвижных масс можно создать электродвигатель, оптимально компенсированный в отношении паразитных колебаний.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения упругое соединение между, по меньшей мере, одним вторым бреющим элементом и бреющей головкой представляет собой, по меньшей мере, одну плоскую пружину. Она может быть выполнена, в частности, по типу известной сама по себе виброперемычки и интегрируется внутри бреющей головки особенно просто, недорого и компактно.
Предпочтительно первый упругий элемент выполнен в виде соединенного с корпусом держателя бреющей головки, на свободном конце которого выполнена, по меньшей мере, одна часть опоры вращения для бреющей головки, посредством которой бреющая головка установлена с возможностью поворота. За счет этой возможности поворота создана особенно гибкая бреющая система, которая автоматически адаптируется к контуру лица. При этом оказалось особенно предпочтительным, если бреющая головка установлена с возможностью поворота вокруг оси, параллельной продольной оси бреющих элементов.
Для вариантов с поворотной и неподвижной бреющими головками предпочтительно, если электродвигатель содержит приводной штифт, входящий в установленную в бреющей головке вибропластину, поскольку такой приводной штифт надежно герметизируется с относительно небольшими затратами, что способствует выполнению корпуса водонепроницаемым и, тем самым, с возможностью промывки под струей воды.
Если колебательная система, образованная самой бреющей головкой и ее упругим сочленением с корпусом, возбуждается вторым бреющим элементом выше своей резонансной частоты, т.е. сверхрезонансно, то бреющая головка и, тем самым, закрепленные на ней режущие сетки движутся всегда противофазно приводимым нижним ножам, так что для этого не приходится использовать никаких особых дополнительных средств. Движение нижних ножей и встречное движение бреющей головки с закрепленными на ней режущими сетками реализовано в изобретении только за счет подвижного соединения между корпусом и бреющей головкой. Это достигается тем, что бреющая головка активно приводится не непосредственно электродвигателем в корпусе, а посредством упругого соединения между бреющей головкой и приводимыми нижними ножами, причем сам держатель бреющей головки выполнен в виде пружинящего элемента. За счет использования линейного электродвигателя в качестве привода возможны очень высокие рабочие частоты по сравнению с использованием электродвигателей постоянного тока, однако, тем не менее, в механизме привода бреющих частей предотвращены трение и шум, поскольку не используются никакие редукторы, рычаги или другие передаточные звенья, а все приводные соединения реализованы пружинами, в частности, плоскими.
Другие цели, признаки, преимущества и возможности применения настоящего изобретения приведены в нижеследующем описании примеров его осуществления. При этом все описанные или изображенные признаки сами по себе или в любой комбинации образуют объект изобретения также независимо от их объединения в пунктах формулы или подчинения последних.
На чертежах изображают:
фиг.1: электробритву в схематичном виде;
фиг.2: механическую эквивалентную модель кинематики по фиг.1;
фиг.3: электробритву в перспективе;
фиг.4: колебательную характеристику отдельных бреющих компонентов электробритвы.
Схематично изображенная на фиг.1 электробритва содержит удерживаемый пользователем в руке корпус 1, в котором размещены электродвигатель 2, его электропитание (не показано) в виде аккумулятора и/или сетевой части, а также полное управление, выключатель и т.д. Электродвигатель 2 упруго установлен в корпусе 1 посредством выполненной в виде нескольких плоских пружин подвески 3 во избежание передачи на корпус 1 вибраций электродвигателя.
Бреющая головка 4, несущая, по меньшей мере, одну бреющую сетку 5, представляющую собой первый бреющий элемент, соединена с корпусом 1 посредством двух держателей 6 с возможностью колебаний. Выполненные в виде плоских пружин держатели 6 обеспечивают поперечное колебание бреющей головки 4 и, тем самым, бреющей сетки 5 в плоскости чертежа, как это обозначено двойной стрелкой а.
Электродвигатель 2 состоит из первого 7 и второго 8 роторов, связанных между собой резонансными пружинами 9. Ротор 8 имеет U-образное сечение, так что образованы два железных сердечника, на которые намотаны катушки 10. Последние присоединены к электронным схемам (не показаны), которые расположены внутри корпуса 1 и управляют питанием катушек 10.
Ротор 7 содержит на своей обращенной к ротору 8 и, тем самым, катушкам 10 стороне один или несколько постоянных магнитов 11, южные и северные полюса которых обозначены на фиг. 1.
Ротор 7 несет приводной штифт 12, входящий в вибропластину 14, на которой закреплены один или несколько нижних ножей 13. Они взаимодействуют с одной или несколькими бреющими сетками 5, так что соответствующие бреющие элементы могут срезать волоски, проникающие через отверстия бреющих сеток 5. Чтобы привести в вибрацию саму бреющую головку 4, на вибропластине 14 слева и справа закреплены одни концы плоских пружин 15, другие концы которых сочленены с бреющей головкой 4.
В рабочем состоянии электробритвы катушки 10 ротора 8 питаются током и создают магнитное поле, воздействующее на постоянные магниты 11 ротора 7. За счет этого ротор 7 отклоняется в сторону относительно ротора 8. С помощью известного само по себе периодического управления катушками 10 оба ротора 7, 8 попеременно отклоняются в противоположных друг другу направлениях и за счет возвратных усилий резонансных пружин 9 снова нагружаются в исходное положение. Таким образом, роторы 7, 8 совершают вынужденное линейное колебательное (осциллирующее) движение. Противофазное осциллирующее движение роторов 7, 8 обозначено соответствующими двойными стрелками b и с. За счет того, что оба ротора 7, 8 движутся противофазно по отношению друг к другу и ни один из них не соединен прочно с корпусом 1, результирующие из подвижных масс вибрации автоматически компенсируются. Это происходит, в частности, тогда, когда центры тяжести масс участвующих роторов 7, 8 и прочно соединенных с ними и движущихся заодно с ними деталей движутся по общей прямой.
Движение ротора 7 передается через приводной штифт 12 на вибропластину 14 и, тем самым, на нижний нож 13. В то же время в бреющей головке 4 за счет ее соединения с вибропластиной 14 через плоские пружины 15 возбуждаются колебания. Поскольку возбуждение бреющей головки 4 сверхрезонансное, т.е. частота возбуждения лежит заметно выше резонансной частоты колебательной системы из бреющей головки 4 в качестве массы и плоских пружин 15 в качестве пружины, колебательное движение бреющей головки происходит по двойной стрелке а со сдвигом по фазе относительно колебательного движения нижнего ножа 13, обозначенного двойной стрелкой d. Фактически устанавливающийся во время работы фазовый сдвиг зависит, в том числе, также от трения, которое возникает между нижним ножом 13 и бреющей сеткой 5 и, в свою очередь, зависит также от усилия прижатия пользователем. В идеальном случае угол фазового сдвига составляет 180°, так что бреющая сетка 5 проходит точно противофазно относительно движения нижнего ножа 13.
На фиг.2 еще раз показана только что описанная кинематика со всеми подвижными массами и упругостями. Упругая подвеска 3 электродвигателя связывает виброрамку 20 с корпусом 1. Виброрамка 20 прочно соединена с ротором 7. Ротор 8 опирается через резонансные пружины 9 на виброрамку 20. Поскольку приводной штифт 12 и виброрамка 20 обладают определенной упругостью, она обозначена пружинящим элементом 21. Упругий держатель 6 бреющей головки обозначен так же, как и пружинящий элемент, соединяющий корпус 1 с бреющей головкой 4. Плоская пружина 15 соединяет несущий нижний нож 13 приводной штифт 12 с бреющей головкой 4. За счет изображенной пружинящим элементом 21 упругости виброрамки 20 и закрепленного на ней приводного штифта 12 этот приводной элемент действует в качестве относительно жесткой пружины, поэтому, как ниже поясняется с помощью фиг.4, амплитуда нижнего ножа 13 больше амплитуды колебаний ротора 7.
На фиг.3 в перспективе с вырезанным корпусом 1 изображена верхняя часть электробритвы, причем для наглядности сознательно не показана бреющая сетка 5, соединенная с бреющей головкой 4. В данном примере электродвигатель 2 посредством подвески 3 упруго подвешен в держателе 22. Держатель 22 выполнен в виде коробчатой рамки и содержит несколько крепежных лапок 23, которыми он соединяется с корпусом 1. Держатель 22 подходит для полной предварительной сборки всего электродвигателя 2 вместе с подвеской 3, виброрамкой 20 и приводным штифтом 12. В то время как несущий постоянные магниты 11 ротор 7 прочно соединен с виброрамкой 20, ротор 8, несущий катушки 10, расположен во вспомогательной рамке 24, связанной с возможностью вибрации с виброрамкой 20. Ротор 8 соединен с выполненным в виде листовой фасонной детали соединительным элементом 25, который представляет собой удлинение вниз и заканчивается в зоне резонансных пружин 9. Обе резонансные пружины 9 выполнены в виде винтовых пружин и опираются своими направленными внутрь концами на соединительный элемент 25, а своими направленными наружу концами - на виброрамку 20. За счет этого роторы 7, 8 могут приводиться в противофазное колебательное движение по отношению друг к другу при соответствующем управлении катушками 10. Расположенные параллельно подвеске 3 плоские пружины меньшей изгибной жесткости служат для ведения вспомогательной рамки 24 параллельно виброрамке 20. Последняя несет на своем верхнем конце приводной штифт 12, герметично выведенный из корпуса 1 через уплотнительную манжету 26. Направленный вверх конец приводного штифта 12 входит в поперечный паз 27 вибропластины 14, установленной с возможностью продольного перемещения в бреющей головке 4. На вибропластине 14 расположены несущие стержни 28, которые соединяют вибропластину 14 с нижними ножами 13. Посредством пружин сжатия 29, охватывающих несущие стержни 28, бреющие системы, состоящие каждая из нижнего ножа 13 и относящейся к нему бреющей сетки 5, установлены в бреющей головке 4 с возможностью утапливания.
Сама бреющая головка 4 соединена с корпусом посредством вилкообразного держателя 6, причем соединение между бреющей головкой 4 и ее держателем 6 осуществляется посредством вращательных шарниров 30, расположенных на свободных концах обоих колен 31. За счет этого бреющая головка 4 соединена с корпусом 1 с возможностью поворота вокруг оси вращения, проходящей параллельно направлению вибрации нижних ножей 13 по двойной стрелке d. Колена 31 выполнены в виде плоских пружин и, тем самым, изгибно-мягко по отношению к усилиям, проходящим параллельно продольной оси нижних ножей 13 или направлению d их вибрации. За счет этого бреющая головка 4 и колена 31 представляют собой колебательную систему, возбуждаемую посредством плоской пружины 15, нижний конец 32 которой соединен с вибропластиной 14, а верхний конец 33 закреплен на корпусе бреющей головки 4.
На фиг.4 в виде диаграммы изображена колебательная характеристика приводимых в осциллирующее движение по отдельности элементов нижний нож 13, ротор 7, бреющая головка 4 и ротор 8. Кроме того, изображено также колебание, измеряемое на держателе 22 электродвигателя и соответствующее вибрации в корпусе 1. Как хорошо видно, колебание ротора 7 противофазно колебанию ротора 8, причем амплитуда несущего катушки 10 ротора 8 немного больше амплитуды несущего магнитное устройство ротора 7. За счет определенной упругости виброрамки 20 и приводного штифта 12 амплитуда нижнего ножа 13 немного больше амплитуды соединенного с ним ротора 7. Амплитуда бреющей головки 4 составляет на основе расчета плоской пружины 15 примерно 10% от амплитуды нижнего ножа и вибропластины и противофазна колебанию вибропластины 14, поскольку частота возбуждения вибропластиной 14 лежит выше резонансной частоты колебательной системы из массы бреющей головки 4 и действующей в качестве пружины листовой пружины 15.
За счет противофазности процессов движений различных масс передаваемая на корпус 1 и на держатель 22 электродвигателя вибрация равна почти нулю, как это следует из колебательной кривой.