專利名稱：牙刷驅(qū)動軸及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于個人使用的小型電器的驅(qū)動軸。具體的說本發(fā)明涉及具有以防止相對轉(zhuǎn)動的方式安裝了傳力件的軸柄的牙刷，該傳力件具體的說是偏心曲柄件。另外，本發(fā)明涉及制造這種驅(qū)動軸的方法，憑此分開提供傳力件和軸柄并且之后將其接合在一起。
背景技術(shù)：
在電動牙刷中，刷頭作為慣例和牙刷的電動馬達通過傳動機構(gòu)連接，這里傳動機構(gòu)將電動馬達的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動運動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)振蕩驅(qū)動運動，使得驅(qū)動刷頭往復(fù)運動。通常，提供和刷頭聯(lián)接的從動軸并且其包括偏心曲柄件，通過其它從馬達由驅(qū)動鏈或傳動機構(gòu)的另外部分驅(qū)動。
例如，在EP 0 560 758 B1中公開了這個類型的驅(qū)動軸，憑此在馬達附近的軸末端安裝攜帶偏心聯(lián)接管腳的曲柄盤，這里平行于軸的縱向軸布置偏心聯(lián)接管腳。但是，這個已知的驅(qū)動軸能夠改進多種方面。考慮到具有的公差，難以制造傳力件將其構(gòu)造為曲柄盤，并且因此很昂貴。另一方面，需要將聯(lián)接管腳錨定在曲柄盤的精確定義的位置上。為了這個目的，在曲柄盤上提供的插口需要相應(yīng)高的制造精確性。另一方面，為了獲得所需的壓合座和能夠傳送需要的扭矩，需要制造通過其使曲柄盤就位在軸柄之上的插口具有非常小的公差。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本方面的一個目的是提供一種相對現(xiàn)有技術(shù)做出改進的驅(qū)動軸及其改進的制造方法，其可以避免現(xiàn)有技術(shù)的缺點，并且進一步以有益的方式開發(fā)。優(yōu)選的，其目的是為驅(qū)動軸提供能夠容易且廉價制造的偏心傳力件，并且同時傳輸精確的力矩。
以根據(jù)權(quán)利要求1的驅(qū)動軸實現(xiàn)前面所述的目的。關(guān)于制造方法，以根據(jù)權(quán)利要求10的方法實現(xiàn)所述目的。本發(fā)明的優(yōu)選實施例是從屬權(quán)利要求的主題。
因此，根據(jù)本發(fā)明還規(guī)定，傳力件具有線圈體，其防止轉(zhuǎn)動地纏繞軸柄。在具有插口的曲柄盤的位置，提供螺旋形纏繞的緊固部分，這里插口位于軸柄上的壓合座中。
在本方面的另外的開發(fā)中，可能將包括它的線圈體和與其相連的功能臂的傳力件整體的制造為一件，具體的說由彎曲的線材形成。傳力件可能由彈簧鋼制造，使得它具有彈性，并形成彈簧體。
可以借助于傳輸?shù)捷S或從軸傳輸?shù)牧兀瑢⑻貏e是自由突出的曲柄臂作為功能臂。優(yōu)選的，提供偏心設(shè)置的基本上平行于軸縱向軸的聯(lián)接管腳作為曲柄臂。在這個布置中，優(yōu)選的由纏繞彈簧元件的線圈體的線材的突出末端形成聯(lián)接管腳。
有益的，可以以非常低的成本在現(xiàn)有的用于壓縮和拉伸彈簧的彈簧盤繞機器上制造彈簧或線圈體。關(guān)于制造技術(shù)，根據(jù)本發(fā)明，傳力件由逐段彎曲成螺旋形線圈體并且之后推到軸柄上的線材彎曲而成，使得線圈體以防止轉(zhuǎn)動的方式位于軸柄上。在這個過程中，不需要為了將線圈體推進軸柄而強制移動線圈體。還可以將軸推進保持固定的線圈體。
基本上可以認為，線圈體直接環(huán)繞在軸柄上。但是，這種制造方法是更加有益的首先制造不包括軸的線圈體，使其內(nèi)部直徑小于軸柄的外部直徑，之后使用擴展工具，來彈性的擴展線圈體到至少和軸柄的外部直徑一樣大的安裝直徑，并且將其滑動到軸柄上。一旦線圈體占據(jù)了軸柄上的所需位置，通過撤除擴展工具消除彈性擴展，使得線圈體回到或要回到它的最初直徑，憑此將其緊緊的纏繞在軸柄周圍。借此，其摩擦地永久位于軸柄上。
為了實現(xiàn)傳力件相對軸所需的旋轉(zhuǎn)對準，可以通過這樣的方式在擴展工具上使用對準元件，即，一方面檢測或抓緊傳力件的功能臂，并且另一方面檢測或抓緊定義旋轉(zhuǎn)方向的軸柄部分。通常，軸柄遠離傳力件的一端可能具有扁平部分或凹口，使得它不關(guān)于軸完全對稱，并且需要在裝配過程中提供傳力件的旋轉(zhuǎn)對準。
作為線圈體在軸柄上的摩擦支座的替換或補充，還可以提供在線圈體和軸柄之間的成對連接。例如，在傳力件的區(qū)域提供橢圓形的軸柄截面并且提供對應(yīng)的線圈體橢圓輪廓。但是，優(yōu)選的，線圈體僅通過其間的摩擦接合就位在圓形的軸柄上。在發(fā)生過載的情況中，這使得以有益的方式實現(xiàn)傳力件的滑動，而不損壞傳力件和軸柄之間的連接。相反的，在使用現(xiàn)有曲柄盤的情況中過載總是造成永久損壞。在現(xiàn)有曲柄盤的情況中，滑動力矩基本上小于松動力矩，使得配件在連接過載的情況中變?yōu)椴豢墒褂谩Ｍㄟ^對比，在過載和本發(fā)明的傳力件與線圈體之間相應(yīng)滑動的情況中，相應(yīng)配件仍可使用。僅需要再次執(zhí)行傳力件或線圈體和軸柄之間的旋轉(zhuǎn)對準。通過摩擦接合就位在軸柄上的線圈體的松動和滑動力矩大致上相同。
根據(jù)目的，線圈體和軸柄都適于為圓柱形。至少在安裝線圈體的區(qū)域，軸柄是圓柱形的。
根據(jù)要傳送的扭矩，可以選擇不同的線圈體的纏繞角度。根據(jù)Eytelwein原理，纏繞角度增加，可傳送的扭矩增加。在本發(fā)明的有益的方面中，纏繞角度在4π和12π之間，優(yōu)選的6π到10π?？紤]通常由電動牙刷的驅(qū)動機制傳送的扭矩，纏繞角度可能是大約8π，就是說，螺旋線圈體在軸周圍纏繞大約4圈。
可以選擇不同的環(huán)繞傳力件的線材的材料厚度，具體的說它可能適于軸柄的直徑。根據(jù)應(yīng)用，可以根據(jù)由聯(lián)接盤攜帶來代替的聯(lián)接管腳的直徑選擇線材的直徑。這使得可以使用驅(qū)動軸作為代替部分，而不需要更改電動馬達和牙刷頭之間的傳動機構(gòu)的剩余部分。
在本發(fā)明的另外的開發(fā)中，用于線圈體的線材具有小于軸柄的直徑的材料直徑，優(yōu)選的為軸柄直徑的大約1/4到1/2。


將在下面參考優(yōu)選實施例和附圖更加詳細的描述本發(fā)明。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的具有馬達傳動的從動軸的電動牙刷的截面圖，其中從動軸上安裝有作為傳力件且具有由彈簧鋼制造的纏繞部分的曲柄件；圖2是安裝了圖1的牙刷的曲柄件的從動軸的放大的側(cè)視圖；圖3是圖2的從動軸的端部的俯視圖，示出了曲柄件相對于從動軸的扁平末端的旋轉(zhuǎn)對準；圖4是被構(gòu)造為來自先前圖的具有纏繞部分作為彈簧體的曲柄件的放大的俯視圖，其中部分視圖b)相對于部分視圖a)旋轉(zhuǎn)90°，且部分視圖c)是沿著部分視圖a)的A-A線繪出的彈簧體；而且圖5是圖4的彈簧體的端部的俯視圖。
具體實施例方式
如圖1所示的電動牙刷本身以已知方式擁有外殼1，其構(gòu)成牙刷的手柄并且容納用于使得沒有示出的牙刷附件移動的電動驅(qū)動機制。在外殼1中有電動馬達2和由其驅(qū)動的傳動機構(gòu)3，該傳動機構(gòu)3包括端部延伸出外殼1的從動軸4，以旋轉(zhuǎn)振蕩地驅(qū)動可安裝到外殼1的末端的刷頭。為了這個目的，從動軸4在其末端具有扁平部分5并且在所述扁平部分的相對位置提供凹口，使得可以和刷頭側(cè)的驅(qū)動鏈聯(lián)接。在外殼1的相對的后端提供電池固定器7，其接納電池用于給電動馬達2供電。
如圖1所示，從動軸4和具有馬達輸出軸8的電動馬達2相互平行但移位設(shè)置。在馬達輸出軸8和從動軸4之間，傳動機構(gòu)3包括多種接合和偏轉(zhuǎn)部分，比如曲柄，聯(lián)接和搖桿，以及以防止轉(zhuǎn)動的方式就位在從動軸4上的曲柄件9，如上所述，其是為了以現(xiàn)有技術(shù)中已知的方式將馬達輸出軸8的轉(zhuǎn)動運動轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭虞S4的振蕩轉(zhuǎn)動運動。
將從動軸4以可轉(zhuǎn)動然而軸固定的方式安裝在外殼1中。它通過它的后端就位在接收軸向壓力的軸承襯10上。從動軸4可以由固定位于軸柄上的曲柄件9拉出，通過該曲柄件，如果在軸上施加拉力，則軸在軸向上鄰接或?qū)⒁徑永喂痰男纬稍谕鈿ど系妮S肩11。
如圖2所示，從動軸4包括直的伸長的軸柄12，其除了它的端部的扁平部分5和凹口6之外，形狀是圓柱形的，具有圓形的截面。軸柄可以根據(jù)目的由鋼或類似的高強度材料制造。
如圖2和3所示，曲柄件9包括螺旋形線圈體13和固定的連接到線圈體13的功能臂14，并且功能臂為曲柄管腳的形式，其從軸柄12偏心地突出。如圖2所示，曲柄臂或曲柄管腳基本平行于軸柄12的縱向軸而延伸。
線圈體13以及曲柄臂14整體的形成一件，形成由彈簧鋼制造的彈簧體。線圈體13根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)以圓柱彈簧的方式螺旋盤繞。在一端，彈簧鋼在曲柄臂14中結(jié)束，該曲柄臂最初在線圈體13的周邊上徑向延伸，并且最終在線圈體的縱向方向上彎曲，使得曲柄臂14的自由末端平行于線圈體13的縱向軸延伸(參考圖4(a)和(b))。在開始環(huán)繞曲柄件9的彈簧鋼的相對末端，如圖5所示，相似的輕微徑向結(jié)束，如下所述的，為了安裝在軸柄上的目的使得線圈體的擴展更容易。如圖5所示，環(huán)繞曲柄件9的線材的末端在不同方向上延伸，在它們之間包括從頂部平面圖上所見的銳角。
有益的，可以以非常低的成本使用現(xiàn)有的用于壓縮和拉伸彈簧的彈簧盤繞機器制造具有線圈體13的曲柄件9?？梢赃x擇不同數(shù)量線圈的線圈體13并且使其適于傳送扭矩。在所示的實施例中，提供四個完整的線圈，就是說，線圈體13的纏繞角度是大約8π。
首先將線圈體13盤繞在彈簧盤繞機器上，使其內(nèi)部直徑小于軸柄12的外部直徑。通過沒有詳細示出的擴展工具的方式，輕微的擴展線圈體13，使得將軸柄12軸向插入線圈體13，直到占據(jù)圖2所示的位置。應(yīng)當(dāng)注意保證曲柄件9達到相對于扁平部分5的所需旋轉(zhuǎn)對準。有益的，擴展工具抓緊彈簧體的曲柄臂14。在插入軸柄12時，擴展工具同時檢測或抓緊它的扁平部分5，使得曲柄件9的曲柄臂14總是在軸柄上和扁平部分5達成所需的對準。
之后通過松開或撤銷擴展工具消除線圈體13的彈性擴展。線圈體13將自動復(fù)位，軸向收縮直徑從而和軸柄12摩擦接合，以防止相對轉(zhuǎn)動的方式就位在其上。
應(yīng)該理解曲柄臂14的角度可以是不同的方向。除了在圖中示出的，可以形成曲柄臂14的自由突出末端向后彎曲，意味著根據(jù)圖4，可以向下彎曲，使得可以向后延伸通過線圈體13并且和線圈體相對，而且在徑向上在外部。但是，在如圖4所示的實施例中，曲柄臂14在遠離線圈體13的方向上延伸，使得它在軸向上突出在線圈體的末端之上。這具有以下優(yōu)點，當(dāng)杠桿臂保持不變時，因為線圈體13沒有在其間延伸，在軸柄和曲柄臂14之間徑向保持了更多空隙。這使得傳動機構(gòu)3的搖桿在接合了曲柄臂14的凹進處周圍的區(qū)域中有很多的空間。
不同直徑的彈簧鋼可以用于曲柄件9，并且材料厚度可以適于傳送的力矩或軸柄的直徑。給予牙刷從動軸典型的直徑，盤繞線圈體13的彈簧鋼的材料厚度在1和2mm之間，優(yōu)選的在1和1.5mm之間。在所示的實施例中，提供大約具有1.2mm的圓形直徑的彈簧線。
將如圖2所示的從動軸和防止移動的安裝在其上的曲柄件9一起插入電動牙刷的外殼1，使得將從動軸保持在為這個目的提供的軸承中。具有它的曲柄臂14的曲柄件9固定在插口中，或在可應(yīng)用的地方，在驅(qū)動鏈之后緊挨著的搖桿的縱向槽中，因此在其間接合。之后通過曲柄件9將搖桿的前后運動轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭虞S4的旋轉(zhuǎn)振蕩的驅(qū)動運動。
脫離前述的實施例，具有以防止轉(zhuǎn)動的方式就位于軸上的線圈體的傳力件也可以用作馬達離心器或在直軸上的水平軸。但是，優(yōu)選的，先前所述的傳力件構(gòu)成電動牙刷的從動軸的曲柄件9。
權(quán)利要求
1.一種用于個人使用的小型電器的驅(qū)動軸，具體的說是一種牙刷從動軸，具有軸柄(12)，其上以防止轉(zhuǎn)動的方式安裝了傳力件(9)，特別是偏心曲柄件，特征在于，傳力件(9)包括以防止轉(zhuǎn)動的方式纏繞在軸柄(12)周圍的線圈體(13)。
2.如先前權(quán)利要求所述的驅(qū)動軸，其中傳力件(9)包括它的線圈體(13)和由此連接的功能臂(14)，并且整體的形成為一件，具體的說由彎曲的線材形成。
3.如先前任意一個權(quán)利要求所述的驅(qū)動軸，其中傳力件(9)形成彈簧體，優(yōu)選的由彈簧鋼制成。
4.如先前任意一個權(quán)利要求所述的驅(qū)動軸，其中作為功能臂的傳力件(9)具有優(yōu)選的基本平行于軸柄縱向軸延伸的偏心設(shè)置的聯(lián)接管腳(14)，所述聯(lián)接管腳(14)優(yōu)選的從線圈體(13)軸向延伸，從端部突出出來。
5.如先前任意一個權(quán)利要求所述的驅(qū)動軸，其中僅由其間的摩擦接合在彈性偏壓力下將線圈體(13)保持在軸柄上。
6.如先前任意一個權(quán)利要求所述的驅(qū)動軸，其中至少在線圈體(13)纏繞在其上的區(qū)域，線圈體(13)和軸柄(12)具有相互匹配的截面輪廓，優(yōu)選的每一個都為圓柱設(shè)置。
7.如先前任意一個權(quán)利要求所述的驅(qū)動軸，其中線圈體(13)纏繞在軸柄(12)周圍的角度是4π到12π的范圍，優(yōu)選的在6π和10π之間，具體的說大約8π。
8.如先前任意一個權(quán)利要求所述的驅(qū)動軸，其中線圈體(13)具有線圈，其材料直徑小于軸柄直徑，優(yōu)選地大約為軸柄直徑的1/4到1/2。
9.使用根據(jù)先前任意一個權(quán)利要求的驅(qū)動軸，用于以旋轉(zhuǎn)振蕩方式驅(qū)動刷頭。
10.一種制造如先前任意一個權(quán)利要求所述的驅(qū)動軸的方法，其中分開制造傳力件(9)和軸柄(12)并且之后將其接合在一起，特征在于有下面的步驟彎曲線材來形成傳力件(9)，其中該線材被逐段彎曲成螺旋形線圈體(13)；并且將傳力件推到軸柄上，使得線圈體(13)以防止轉(zhuǎn)動的方式就位在軸柄(12)上。
11.如先前的權(quán)利要求所述的方法，包括下面的步驟制造線圈體(13)，使其具有小于軸柄(12)的外部直徑的內(nèi)部直徑；通過擴展工具將線圈體(13)彈性擴展到至少和軸柄(12)的外部直徑一樣大的安裝直徑，并且將其滑到軸柄(12)上；并且最終通過松開或撤出擴展工具使線圈體彈性復(fù)位，使得線圈體(13)借助偏壓力摩擦地就位在軸柄(12)上。
12.如先前任意一個權(quán)利要求所述的方法，包括下面的步驟在將線圈體(13)推到軸柄上和/或在將其彈性復(fù)位之前，對準線圈體(13)相對于軸柄(12)的轉(zhuǎn)動角度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有以防止轉(zhuǎn)動的方式安裝了傳力件的軸柄的牙刷驅(qū)動軸，具體的說是偏心曲柄件。另外，本發(fā)明涉及一種制造這樣的驅(qū)動軸的方法，憑此分開生產(chǎn)傳力件和軸柄并且之后接合在一起。根據(jù)本發(fā)明，彎曲線形成傳力件，并且彎曲該線材的一部分形成螺旋線圈體，將傳力件推到軸柄上，使得它纏繞在軸柄周圍并且以防止轉(zhuǎn)動的方式就位于其上。
文檔編號A61C17/16GK1604760SQ02825224
公開日2005年4月6日 申請日期2002年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月17日
發(fā)明者米夏埃爾·德勒斯勒 申請人:布勞恩有限公司