DE4209815A1 - Temp. sensitive actuator for electric razor - contains drive part of memory shape material, restoring spring, transfer connector and mechanical control element - Google Patents
Temp. sensitive actuator for electric razor - contains drive part of memory shape material, restoring spring, transfer connector and mechanical control elementInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung mit einem unter dem Einfluß einer Temperaturänderung gegen mindestens ein Rückstellelement in Form einer Feder wirkendes, eine Weg- und Kraftänderung hervorrufenden Antriebsteil, das durch eine Viel zahl beheizbarer Formgedächtnismaterialien gebildet ist, die mit wenigstens einer festen sowie wenigstens einer beweglichen An schlußeinrichtung in Verbindung stehen, wobei letztere die An triebsbewegung übertragt.The invention relates to an actuating device with a under the influence of a temperature change against at least one Restoring element in the form of a spring, one way and Force-generating drive part, which by a lot number of heated shape memory materials is formed with at least one fixed and at least one movable type are connected in connection, the latter the An drive movement transmitted.
Temperaturempfindliche Betätigungsvorrichtungen mit Antriebstei len aus Formgedächtnismaterialien (allgemein als Memory-Metalle bezeichnet) kommen in der Technik für zahlreiche Anwendungsfalle zum Einsatz.Temperature sensitive actuators with drive part len from shape memory materials (generally as memory metals referred) come in technology for numerous applications for use.
Beispielsweise ist es bekannt, schwenkbare Elemente, wie Fenster flügel oder Lüftungsklappen, selbststätig mittels eines Memory- Metalls zu verstellen (DE-OS 34 32 835).For example, it is known to pivot elements such as windows wings or ventilation flaps, automatically by means of a memory Metal to adjust (DE-OS 34 32 835).
Weiter ist es bekannt, mit Hilfe einer Formspeicherfeder einen elektrischen Schalter zu betätigen (DE-PS 35 24 817).It is also known to use a shape memory spring to operate electrical switch (DE-PS 35 24 817).
Um die Antriebsgeschwindigkeit zu verbessern, ist es gemäß der eingangs beschriebenen Betätigungsvorrichtung bekannt (EP-PS 137 502), eine Vielzahl verhältnismäßig dünner Formge dächtnismaterialien zu verwenden. Bei dieser bekannten Betäti gungsvorrichtung ist das Rückstellelement innerhalb eines Füh rungszylinders angeordnet. Beim Auswechseln desselben muß die ganze Vorrichtung zerlegt werden. Dies erfordert einen großen Aufwand. Ein spezieller Anwendungsfall ist der EP-PS 137 502 nicht zu entnehmen.To improve the drive speed, it is according to the actuator described above (EP-PS 137 502), a variety of relatively thin shapes to use memory materials. With this known Actuator supply device is the return element within a guide tion cylinder arranged. When replacing the same whole device can be disassembled. This requires a big one Expenditure. EP-PS 137 502 is a special application not to be removed.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen wesentlich einfacheren Aufbau einer Betätigungsvorrichtung aufzuzeigen, bei dem das Auswechseln des Rückstellelementes mit geringst möglichem Aufwand möglich ist.It is an object of the invention to have a much simpler structure to show an actuator in which the replacement of the restoring element is possible with the least possible effort.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Betätigungsvorrichtung der gattungsgemäßen Art das Rückstell element am Außenumfang der beweglichen Anschlußeinrichtung ange ordnet ist.This object is achieved in that at a Actuating device of the generic type the reset element on the outer periphery of the movable connector is arranged.
Durch die Anbringung des Rückstellelementes an einem äußeren Teil der Anschlußeinrichtung bestehen beim Auswechseln desselben keine Probleme.By attaching the reset element to an outer part there is no connection device when replacing the same Problems.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung findet die Betätigungs vorrichtung zum selbsttätigen linearen Verstellen von mechani schen Stellgliedern (insbesondere von Schaltschiebern bei Elektro- Rasier-Geräten) Anwendung. Dies ermöglicht zum Beispiel ein auto matisches, gleichmäßiges Ausfahren eines Langhaarschneide-Schie bers, der zum Entfernen bzw. Ablängen von Haaransätzen oder zur Entfernung längerer Haare dient. Eine manuelle Bedienung dessel ben ist somit nicht mehr erforderlich.According to a development of the invention, the actuation takes place device for automatic linear adjustment of mechani actuators (especially of slide valves in electrical Shaving equipment) application. This is made possible, for example, by an auto Matically, evenly extending a long hair cutting shoot bers who for removing or cutting hair roots or for Removal of longer hair is used. Manual operation of the same ben is therefore no longer necessary.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Betätigungsvorrichtung sind den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.Advantageous further developments of the actuating device are see further claims.
Ausführbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the description below.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung, welche zur Verstellung eines Schaltschiebers dient; Figure 1 shows a section through a first embodiment of an actuating device according to the invention, which is used to adjust a slide switch.
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Antriebsteils der Be tätigungsvorrichtung gemaß Fig. 1 vor und nach der Aus lösung; Fig. 2 is a schematic representation of the drive part of the actuating device Be according to Figure 1 before and after the solution.
Fig. 3 einen Schnitt wie in Fig. 1 durch ein zweites Ausfüh rungsbeispiel einer Betätigungsvorrichtung für denselben Anwendungszweck; Fig. 3 shows a section as in Figure 1 by a second example Ausfüh approximately an actuator for the same application.
Fig. 4 eine schematische Darstellung des Antriebsteils der Be tätigungsvorrichtung gemäß Fig. 3 ebenfalls vor und nach der Auslösung. Fig. 4 is a schematic representation of the drive part of the actuation device Be shown in FIG. 3 also before and after triggering.
In den Figuren der Zeichnung ist ein spezieller Anwendungsfall dargestellt, nämlich die Verwendung der erfindungsgemäßen Betä tigungsvorrichtung für den Linearantrieb eines Schaltschiebers, insbesondere eines Schaltschiebers 5 für einen Langhaarschneider an einem Elektrorasiergerät. Dabei wird in den Fig. 1 und 2 der Linearvorschub (d. h. die Linearbewegung des Schiebers) durch Parallelschaltung und in den Fig. 3 und 4 durch Reihenschal tung mehrerer Formgedächtnismaterialien 9 erreicht. In beiden Fällen ist eine flach ausgebildete Platine 19 vorgesehen, auf der jeweils ein aus mehreren Elementen zusammengesetztes Antriebsteil angeordnet ist.In the figures of the drawing, a special application is shown, namely the use of the actuating device according to the invention for the linear drive of a slide switch, in particular a slide switch 5 for a long hair trimmer on an electric shaver. Here, in FIGS. 1 and 2, the linear feed (ie, the linear movement of the slider) by parallel connection and in Figs. 3 and 4 by a plurality of series scarf shape memory materials tung passed 9. In both cases, a flat plate 19 is provided, on each of which a drive part composed of several elements is arranged.
Beim Antriebsteil 1 der Fig. 1 sind die Formgedächtnismateria lien 9 (ausgebildet als Memory-Metall-Drähte) parallel zwischen den sogenannten Anschlußeinrichtungen in Form von Plattenpaaren 3 und 4 befestigt, d. h. eingespannt. Das Plattenpaar 3 ist dabei unbeweglich, d. h. fest angeordnet, dagegen ist das andere Plat tenpaar 4 in einer Führung 10 beweglich gelagert. In der Fig. 1 befinden sich die Memory-Metall-Drähte 9 in ihrer ursprünglichen (abgekühlten) Form, d. h. sie sind durch ein Rückstellelement 2 in Form einer Feder vorgespannt. Das Rückstellelement 2 ist dabei erfindungsgemäß am Außenumfang der beweglichen Anschlußeinrich tung, d. h. am Plattenpaar 4, angeordnet. Am Plattenpaar 4 ist andererseits ein fest angebrachter Auslegearm 12 vorgesehen, der auf einen beweglichen Hebel 13 wirkt, welcher im Antriebsfall, d. h. bei Erwärmung der Memory-Metall-Drähte 9, den Schaltschie ber 5 (im vorliegenden Anwendungsfall den Langhaarschneideschie ber) betätigt.In the drive part 1 of FIG. 1, the shape memory materials 9 (formed as memory metal wires) are fastened in parallel between the so-called connection devices in the form of plate pairs 3 and 4 , ie clamped. The pair of plates 3 is immovable, that is fixedly arranged, in contrast, the other pair of plat 4 is movably mounted in a guide 10 . In Fig. 1, the memory metal wires 9 are in their original (cooled) shape, ie they are biased by a return element 2 in the form of a spring. The return element 2 is according to the invention on the outer circumference of the movable Anschlusseinrich device, ie on the plate pair 4 , arranged. On the pair of plates 4 , on the other hand, a fixed extension arm 12 is provided, which acts on a movable lever 13 which, in the case of drive, ie when the memory metal wires 9 are heated, actuates the switching slide 5 (in the present application, the long-hair cutting slide).
In vorteilhafter Weise werden die in linearer Form ausgebildeten Memory-Metall-Drähte 9 elektrisch mit Hilfe von Akkus aufgeheizt. Die Aufheizung wird dabei durch einen Signalgeber (z. B. in Form einer Taste) eingeleitet.Advantageously, the memory metal wires 9 , which are designed in a linear form, are electrically heated with the aid of rechargeable batteries. The heating is initiated by a signal generator (e.g. in the form of a button).
Das Aufheizen der Memory-Metall-Drähte 9, die beispielsweise aus NiTi bestehen können, bewirkt eine Gefügeänderung derselben, wel che bestimmte Zugkräfte und Wegänderungen hervorruft. Diese wer den durch die bereits angesprochene Mechanik (Hebelmechanismus) übersetzt und ergeben somit die notwendige (Ausfahr-) Energie für das Antriebsteil der Betätigungsvorrichtung.The heating of the memory metal wires 9 , which may consist of NiTi, for example, causes a change in the structure thereof, which causes certain tensile forces and path changes. These who translated by the already mentioned mechanics (lever mechanism) and thus result in the necessary (extension) energy for the drive part of the actuating device.
Bei der Paralleleinspannung (Fig. 1) werden die einzelnen Zug kräfte der Memory-Metall-Drähte 9 addiert, die Wegänderung ent spricht der eines Memory-Metall-Drahtes. Dies wird genauer in der Fig. 2 dargestellt. Diese Figur zeigt links das Antriebsteil 1 im Ursprungszustand (d. h. Im abgekühlten Zustand wie in der Fig. 1). Rechts wird der aufgeheizte Zustand dargestellt, wobei ersicht lich ist, daß durch die Erwärmung die Memory-Metall-Drähte 9 sich zusammenziehen. Die Kontraktion bewirkt eine Abwärtsbewegung s des Plattenpaares 4 gegen die Kraft der Rückstellfeder 2. Durch diese Bewegung wird, wie bereits zum Ausdruck gebracht, am Ende des Systems ein Stellglied, namlich der Schieber 5, aufwärts be wegt. Dabei wird im vorliegenden Fall der Schieber 5 gegen eine weitere Rückstellfeder 8 bewegt. In seiner ausgefahrenen Endstel lung wird der Schieber 5 durch ein in eine Nut 6 des Schiebers 5 eingreifendes Rastelement 7 gesichert. Wie bereits erwähnt, greift am Schieber 5 noch ein zusätzliches Rückstellelement 8 an, welches (ebenfalls) dazu dient (zusammen mit dem Rückstellele ment 2) nach Ausrastung der Sicherung 7 den Schieber 5 wieder zu rückzuholen (d. h. abwärts in seine Ausgangsstellung zu bewegen).In the parallel clamping ( Fig. 1), the individual train forces of the memory metal wires 9 are added, the change in path speaks ent of that of a memory metal wire. This is shown in more detail in FIG. 2. This figure shows the drive part 1 on the left in the original state (ie in the cooled state as in FIG. 1). On the right, the heated state is shown, where it is ersicht Lich that the memory metal wires 9 contract by heating. The contraction causes a downward movement s of the pair of plates 4 against the force of the return spring 2 . By this movement, as already expressed, at the end of the system an actuator, namely the slider 5 , moves upwards. In this case, the slide 5 is moved against a further return spring 8 . In its extended end position, the slide 5 is secured by a locking element 7 engaging in a groove 6 of the slide 5 . As already mentioned, an additional restoring element 8 engages on the slider 5 , which (also) serves (together with the Rückstellele element 2 ) to release the slider 5 again after the safety catch 7 has been disengaged (ie to move downwards into its starting position).
In den Fig. 3 und 4 sind die Memory-Metall-Drähte 9 in Reihe geschaltet und übertragen durch Aufheizung die Wegänderung addi tiv, bis die notwendige Gesamtwegänderung (die entstehende Kraft ist hierbei konstant der Kraft eines Memory-Metall-Drahtes) für den Schieber 5 erreicht ist. Hierbei sind als Anschlußeinrichtung ein festes Element 14 und mehrere bewegliche Hebel 15a, 15b, 15c, 15d und 16 vorgesehen. Die Memory-Metall-Drähte 9 sind in Reihe zwischen dem festen Element 14 und den einzelnen beweglichen He beln 15a, 15b, 15c, 15d und 16 angeordnet. Das hier mit 17 be zeichnete Rückstellelement greift hier in analoger Weise wie bei der Fig. 1 (hier Rückstellelement 2) am Außenumfang der beweg lichen Anschlußeinrichtung, nämlich am beweglichen Hebel 16, an. Dieser Hebel 16 betätigt im Antriebsfall auch den Schaltschieber 5. Auch hier sind (wie bei der Fig. 1) ein federbeaufschlagtes Rastelement 7 (zur Sicherung des Schiebers 5 In seiner ausgefah renen Stellung) sowie zur Rückholung des Schiebers 5 in seine Ausgangstellung eine zusätzliche Feder 8 vorgesehen.In FIGS. 3 and 4, the memory metal wires are connected in series 9 and transmitted through heating, the path change addi tive until the necessary Gesamtwegänderung (the resultant force are constant the force of a memory metal wire) for the slide 5 is reached. Here, a fixed element 14 and a plurality of movable levers 15 a, 15 b, 15 c, 15 d and 16 are provided as the connecting device. The memory metal wires 9 are arranged in series between the fixed element 14 and the individual movable He levers 15 a, 15 b, 15 c, 15 d and 16 . The restoring element shown here with 17 engages here in an analogous manner as in FIG. 1 (here restoring element 2 ) on the outer circumference of the movable connecting device, namely on the movable lever 16 . This lever 16 also actuates the slide switch 5 in the case of a drive. Here too (as in FIG. 1) a spring-loaded latching element 7 (for securing the slide 5 in its extended position) and for returning the slide 5 to its initial position, an additional spring 8 is provided.
Die Fig. 4 zeigt - analog zur Fig. 2 - wiederum das Antriebsteil 1 im abgekühlten Ursprungszustand (links) und andererseits im aufgeheizten Zustand (rechts). Fig. 4 shows - similar to Fig. 2 - again the drive part 1 in the cooled original state (left) and on the other hand in the heated state (right).
Die Aufheizung der Memory-Metall-Drähte 9 wird über Stromzufüh rungsleitungen 18a und 18b bewirkt, welche an den Anschlußein richtungen angebracht sind (einmal an den Plattenpaaren 4 und 3 und das andere Mal am festen Element 14 sowie den beweglichen Hebeln 15b und 15d sowie 15a und 15c).The heating of the memory metal wires 9 is effected via power supply lines 18 a and 18 b, which are attached to the connecting devices (once on the plate pairs 4 and 3 and the other time on the fixed element 14 and the movable levers 15 b and 15 d and 15 a and 15 c).
Die beschriebene Betätigungsvorrichtung zeichnet sich nicht nur durch das leichtere Auswechseln des Rückstellelementes 2 bzw. 17 aus. Vielmehr wird insbesondere durch die flache Bauweise (An bringen des Antriebsteils 1 auf der Platine 19) eine Betätigungs vorrichtung geringster Bauhöhe geschaffen, die eine sehr harmo nische Antriebstechnik für alle möglichen Anwendungszwecke er laubt. Beispielsweise könnte die Betätigungsvorrichtung auch zum Wegdrehen von Display-Anzeigen an Uhren und Küchenmaschinen sowie bei Schiebern an CD-Playern, Audio-Playern und Video-Playern An wendung finden. Anstelle der beweglichen Hebel 15a, 15b, 15c und 15d (bei der Reihenschaltung der Memory-Metall-Drähte 9) könnten auch Umlenkrollen zur Anwendung kommen.The actuating device described is not only characterized by the easier replacement of the restoring element 2 or 17 . Rather, in particular by the flat design (to bring the drive part 1 on the circuit board 19 ), an actuating device of the smallest overall height is created, which allows a very harmonic drive technology for all possible purposes. For example, the actuating device could also be used to turn away display advertisements on clocks and kitchen machines as well as sliders on CD players, audio players and video players. Instead of the movable levers 15 a, 15 b, 15 c and 15 d (when the memory metal wires 9 are connected in series ), deflection rollers could also be used.
Claims (10)
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