DE60310061T2

DE60310061T2 - Rasiersystem

Info

Publication number: DE60310061T2
Application number: DE60310061T
Authority: DE
Inventors: William R. Jr. Peabody BROWN; William C. Acton CARSON; Alexander T. Sudburry CHENVAINU; Thomas A. Lexington CHRISTMAN; Kenneth E. Hollis JOHNSON; Charles P. Salem KIRICOPLES; Alejandro Cambridge LEE; Cardy J. Raynham LOUIS; Helge Waltham ZIMMET
Original assignee: Gillette Co LLC
Current assignee: Gillette Co LLC
Priority date: 2002-05-09
Filing date: 2003-05-05
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2023-05-06
Also published as: ZA200407812B; AU2003228855A1; CN1649701A; ATE346726T1; EP1506074B1; EP1506074A1; US20030208907A1; DE60310061D1; JP2005524505A; ES2272990T3; US6839968B2; WO2003095159A1; BR0308867A; KR20040106483A; MXPA04011009A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Rasiersysteme und im Besonderen Rasiersysteme für die Nassrasur. Der Begriff „Rasiersystem" beinhaltet sowohl Einwegrasiererkopfeinheiten, die entfernbar mit einem Rasiererhandgriff gekoppelt werden können, als auch Rasierereinheiten, die integral mit einem Handgriff ausgebildet sind, so dass der ganze Rasierer als eine Einheit entsorgt wird, wenn die Klinge oder die Klingen stumpf geworden sind.
Rasierklingen werden unter Verwendung einer Vielzahl von Techniken in Rasiersystemen für die Nassrasur angebracht bzw. montiert. Viele Rasiersysteme weisen flexible Klingen auf, die entlang ihrer Länge gestützt werden müssen.
Zum Beispiel werden bestimmte Rasiersysteme, die flexible Klingen aufweisen, hergestellt, in dem eine Klinge mit sich entlang ihrer Länge erstreckenden Perforationen zwischen zwei Kunststoffschichten eingeschlossen wird. Die Klinge wird danach an der Verwendungsposition gesichert, wie zum Beispiel durch Nieten der Klinge durch die Perforationen. Eine der Funktionen dieses Konstruktionsverfahrens ist es, die flexible Klinge starr zu tragen bzw. zu stützen. Für diese gemäß diesem Verfahren hergestellten Rasierer, die mehrere Klingen aufweisen, ist allgemein ein Abstandselement zwischen jedem Klingenpaar erforderlich.
Flexible Klingen werden auch durch Umspritzen des Kunststoffs des Rasierers oder des Rasiererkopfes um die Längskante der Klinge angebracht, die gegenüber der Schneidkante liegt, wie dies zum Beispiel in dem U.S. Patent US-A-5.053.178 beschrieben wird. Für gewöhnlich wird der Großteil oder die ganze ungeschärfte Kante in dem geformten Kunststoff erfasst, und eine Trägerstruktur wird integral in dem Kopfgehäuse geformt, um eine stützende bzw. tragende Funktion entlang der Klinge bereitzustellen. In den Systemen, die so gestaltet sind, dass sie ein Biegen der Klinge ermöglichen, kann die Trägerstruktur gewellt sein, so dass sich das Kopfgehäuse und die Klinge gleichzeitig biegen können, während die Klinge intermittierend gestützt bzw. getragen wird. Eine integrale Schutzeinrichtung wird häufig als ein Merkmal des Kopfes zum Schutz der Haut geformt.
Andere Arten von Rasiersystemen weisen gestützte bzw. getragene (verhältnismäßig unflexible) Klingen auf, die nur an ihren Enden erfasst werden und sich während der Rasur in eine Richtung bewegen können, die allgemein senkrecht zu der Länge der Klinge ist. Eine Rasiererpatrone mit einer beweglichen, getragenen bzw. gestützten Klinge wird zum Beispiel in dem U.S. Patent US-A-4.378.634 dargestellt. In diesem Kopf sind Klingen auf gebogenen Klingenträgern angebracht, mit oberen Abschnitten, welche die Klingen in einem gewünschten Winkel stützen, und mit unteren Basisabschnitten, die im Verhältnis zu den oberen Abschnitten gebogen sind. Die gebogenen Klingenträger werden allgemein aus Metallblech hergestellt, das gestanzt und gebogen worden ist. (Derartige Klingen und Klingenträger sind in den gegenständlichen Abbildungen der 6 bis 8 dargestellt). Die unteren Basisabschnitte der gebogenen Klingenträger erstrecken sich zu den Seiten über die oberen gebogenen Abschnitte und die Klingen hinaus. Die unteren Basisabschnitte rutschen bzw. gleiten in Schlitzen in einem Kopfgehäuse nach oben und nach unten, während der obere Abschnitt während der Rasur an elastischen Armen ruht. Die Schlitze des Kopfgehäuses weisen hintere Anschlagteilstücke und vordere Anschlagteilstücke auf, die dazwischen den Bereich definieren, in dem sich die Klingenträger vor und zurück bewegen können, während sie während der Rasur in den Schlitzen nach oben und nach unten gleiten. Die vorderen Anschlagteilstücke sind hinter den Enden der Klinge positioniert, so dass sie die Bewegung der Klinge nicht beeinträchtigen.
Das U.S. Patent US-A-5.369.885 beschreibt durch Umspritzen hergestellte dynamische Rasiersysteme, d.h. Rasiersysteme, bei denen die Klingen sich in eine Richtung bewegen können, die allgemein senkrecht zu der Länge der Klinge ist. In einem in der Abbildung aus 6 dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine getragene Klinge an ihren Enden durch Umspritzen erfasst und durch vertikale Rückholfedern 30 dynamisch in einem Rasiererkopf angebracht.
Die britische Patentschrift 2 055 069 A offenbart eine Rasierereinheit, die einen im Wesentlichen steifen Rahmen umfasst, an dem mindestens eine Rasierklinge angebracht ist. Die Klinge weist einen unebenen Querschnitt auf, der dazu dient, der Klinge Steifheit bzw. Steifigkeit zu verleihen und es überflüssig zu machen, die Klinge zu spannen bzw. straffen oder sie über ihre Länge zu stützen bzw. zu tragen.
Im Allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung Rasiersysteme, die gelagerte bzw. getragene Klingen aufweisen.
Bevorzugte Rasiersysteme stellen eine gute Rasurleistung breit und können zu verhältnismäßig niedrigen Kosten hergestellt werden. Die bevorzugten Rasiersysteme weisen eine einfache Konstruktion auf, die sich leicht zusammensetzen lässt. Die Einfachheit der Konstruktion bzw. des Designs führt tendenziell dazu, die Uneinheitlichkeit des Produkts zu reduzieren, die aus einer Anreihung von Toleranzen in komplizierteren Konstruktionen resultieren kann. Bevorzugte Verfahren ermöglichen eine wirtschaftliche Herstellung von Rasiersystemen, während gleichzeitig Klingenbeschädigungen minimiert oder gar gänzlich vermieden werden, welche die Rasurleistung reduzieren könnten. Bei bestimmten Implementierungen kann eine sehr einheitliche Klingengeometrie von Kopf zu Kopf erreicht werden, was eine verbesserte Rasurleistung zur Folge hat.
Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Rasiersystem, das folgendes aufweist: ein Kunststoffgehäuse, das so gestaltet ist, dass es die Haut eines Benutzers während der Rasur berührt, und mit mindestens einer elongierten, getragenen Klinge mit zwei Enden, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Enden der getragenen Klinge durch den Kunststoff des Gehäuses eingekapselt sind; wobei die Klinge fest in dem Gehäuse angebracht ist, um einer Bewegung senkrecht zu dessen Länge zu widerstehen; und wobei der Kunststoff des Gehäuses flexible Bereiche in der Umgebung der Klingenenden aufweist, wobei flexible Bereiche so konfiguriert sind, dass sie einen Schrumpfungsunterschied zwischen der Klinge und dem Kunststoff des Gehäuses aufnehmen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die Erfindung ein Rasiersystem auf, mit einem Kunststoffgehäuse, das so gestaltet ist, dass es die Haut eines Benutzers während der Rasur berührt, und mit mindestens einer elongierten, getragenen Klinge mit zwei Enden, wobei die beiden Enden der getragenen Klinge von dem Kunststoff des Gehäuses erfasst werden. Mit „erfasst durch" bzw. „durch erfasst" ist gemeint, dass ein Bereich angrenzend an oder an jedem Ende der Klinge zumindest teilweise umgeben ist von dem Kunststoff des Gehäuses. Die abschließenden Enden der Klinge können frei liegen, wie dies nachstehend im Text beschrieben wird. Da die Klingenenden von dem Kunststoff des Gehäuses erfasst werden, sind Klammern oder andere mechanische Befestigungseinrichtungen nicht erforderlich, um die Klinge an der Verwendungsposition in dem Gehäuse zu halten. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung ist die Klinge fest in dem Gehäuse angebracht, so dass sie einer senkrechten Bewegung zu ihrer Länge standhält.
Bestimmte Implementierungen dieses Aspekts der vorliegenden Erfindung weisen eines oder mehrere der folgenden Merkmale auf. Der Kunststoff des Gehäuses weist flexible Bereiche in der Umgebung der Klingenenden auf, wobei die flexiblen Bereiche so konfiguriert sind, dass sie den Schrumpfungsunterschied zwischen der Klinge und dem Kunststoff des Gehäuses berücksichtigen. Die flexiblen Bereiche sind mit Öffnungen in dem Gehäuse angrenzend an die Klingenenden versehen. Die Öffnungen sind im Wesentlichen C-förmig und erstrecken sich um das Klingenende. Die Öffnungen erstrecken sich durch die Dicke des Gehäuses. Die Öffnungen erstrecken sich teilweise durch die Dicke des Gehäuses und in eine Richtung, die parallel zu der Klingenlänge ist, zu einer Kante des Gehäuses.
Im Wesentlichen bleibt der ganze Rasurbereich der elongierten, getragenen Klinge ungestützt durch das Gehäuse. Das Kunststoffgehäuse weist das Gehäuse eines Rasiererkopfes auf. Das Kunststoffgehäuse weist die Rasiereinheit eines Einwegrasierers auf. Der Kunststoff des Gehäuses ist in den Bereichen der beiden Enden ausreichend dünn, so dass sich die Enden elastisch in Richtung der Länge der Klinge bewegen können, um einem Knicken der Klinge standzuhalten. Der an die beiden Enden angrenzende Kunststoff weist eine Dicke von weniger als etwa 0,5 mm auf. Das Gehäuse ist so gestaltet, dass es sich über die Enden der getragenen Klinge erstreckt. Die getragene Klinge weist ein Klingenelement auf, das an einem Verstärkungselement angeordnet ist. Das Klingenelement wird an das Verstärkungselement geschweißt. Die getragene Klinge weist ein Teil aus geformtem Material auf.
Vorgesehen ist gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Rasiersystem mit einem Kunststoffgehäuse, das so gestaltet ist, dass es die Haut eines Benutzers während der Rasur berührt, und mit mindestens einer elongierten Klinge mit zwei Enden, wobei die beiden Enden der Klinge durch den Kunststoff des Gehäuses erfasst werden, wobei der Kunststoff, der die beiden Enden erfasst, einen elastischen Abschnitt aufweist, der ein nachgiebiges Material aufweist.
Bestimmte Implementierungen dieses Aspekts der Erfindung weisen eines oder mehrere der folgenden Merkmale auf. Der elastische Abschnitt ist so gestaltet, dass er es ermöglicht, dass sich die Klinge in eine Richtung bewegt, die im Wesentlichen während der Rasur senkrecht zu ihrer Länge ist. Das nachgiebige Material weist ein thermoplastisches Elastomer, Silikonelastomer, in Wärme aushärtenden Kautschuk, Naturkautschuk (Latex), Butylkautschuk oder eine Mischung dieser auf. Im Wesentlichen bleibt die ganze Länge der elongierten Klinge von dem Gehäuse ungestützt. Das Kunststoffgehäuse weist das Gehäuse eines Rasiererkopfes auf. Alternativ weist das Kunststoffgehäuse eine Rasiereinheit eines Einwegrasierers auf. Die elastischen Abschnitte sind so konfiguriert, dass sie den Schrumpfungsunterschied zwischen der Klinge und dem Kunststoff des Gehäuses berücksichtige, um Verwölbungen des Gehäuses zu widerstehen. Die Klinge stellt eine gestützte bzw. getragene Klinge dar. Die getragene Klinge weist ein an einem Verstärkungselement angebrachtes Klingenelement auf. Das Klingenelement ist an das Verstärkungselement geschweißt. Die getragene Klinge weist ein Stück aus geformtem Material auf. Das Gehäuse weist Öffnungen angrenzend an die Klingenenden auf.
Vorgesehen ist gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Rasiersystem mit einem Gehäuse, das so gestaltet ist, dass es die Haut eines Benutzers während der Rasur berührt, und mit mindestens einer elongierten getragenen Klinge mit zwei Enden, wobei die beiden Enden der getragenen Klinge durch den Kunststoff des Gehäuses erfasst werden, wobei der Kunststoff des Gehäuses flexible Bereiche in der Umgebung der Klingenenden aufweist, wobei die flexiblen Bereiche so konfiguriert sind, dass sie den Schrumpfungsunterschied zwischen der Klinge und dem Kunststoff des Gehäuses aufnehmen bzw. berücksichtigen.
Der hierin verwendete Begriff „getragene Klinge" betrifft eine Klingeneinheit (z.B. eine an einem Verstärkungsträger angebrachte Klinge) oder eine andere Struktur (z.B. eine entlang ihrer Länge gebogene Klinge, um der Klinge Steifheit zu verleihen) mit ausreichender Steifheit, so dass die getragene Klinge eine akzeptable Rasierleistung in einem Rasiersystem bereitstellen kann, in dem die getragene Klinge an ihren Enden angebracht ist, und wobei ein Abschnitt eines Rasierbereichs der rasierenden Kante durch das Rasiersystemgehäuse nicht getragen wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie aus den Ansprüchen deutlich. In den Zeichnungen zeigen:
die 1 und 2 entsprechende Ober- und Unterperspektivansichten eines Rasiererkopfs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
1A eine Draufsicht des Rasiererkopfs;
1B eine vergrößerte Detailansicht des Bereichs B aus 1A;
die 3 bis 5 Querschnittsansichten des Rasiererkopfes aus 1 entlang den entsprechenden Linien 3-3, 4-4 bzw. 5-5;
die 6 bis 8 entsprechend eine Draufsicht, eine Vorderansicht und eine vertikale Schnittansicht der in dem Rasiererkopf aus 1 eingesetzten Klinge;
9 eine auseinander gezogene Perspektivansicht einer Umspritzvorrichtung, die in einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Einsatz kommt;
9A eine vergrößerte Detailansicht eines Abschnitts der Umspritzvorrichtung;
10 eine zusammengesetzte Ansicht der Umspritzvorrichtung aus 9;
die 11 bis 13 Perspektivansichten der Schritte in einem Umspritzverfahren unter Verwendung der Vorrichtung aus den Abbildungen der 9–10;
14 eine Perspektivansicht der Umspritzvorrichtung aus 9 mit einem fertig gestellten Rasiererkopf;
15 eine Unteransicht des oberen Abschnitts des Formhohlraums der Vorrichtung aus den 9 bis 10, gemäß der Darstellung durch die Linie 15-15 aus 9;
16 eine Draufsicht des unteren Abschnitts des Formhohlraums der Vorrichtung aus den 9 bis 10, gemäß der Darstellung durch die Linie 16-16 aus 9;
17 eine Querschnittsansicht der Vorrichtung aus 12 entlang der Linie 17-17 vor dem Einspritzen von Harz in den Formhohlraum;
18 eine Querschnittsansicht der Vorrichtung aus 12 nach dem Einspritzen von Harz in den Formhohlraum;
19 eine Querschnittsansicht, die der Abbildung aus 14 entspricht;
20 eine Draufsicht eines Rasiererkopfes gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung;
21 eine Draufsicht eines Kernblocks, der sich zur Verwendung in dem in den Abbildungen der 11–13 dargestellten Umspritzverfahren eignet;
die 22 und 22A Querschnittsansichten eines Kernblocks mit zwei Klingen, der dem Kernblock aus 21 ähnlich ist, gemäß der entsprechenden Darstellung durch die Linien 22-22 und 22A-22A aus 21, wobei sich getragene Klingen an einer Position zum Formen befinden;
die 23 und 23A entsprechende Vorder- und Seitenansichten einer Klingenzufuhrvorrichtung, die eine Klinge einer Form zuführt;
23B eine vergrößerte Detailansicht eines Abschnitts der Klingenzufuhrvorrichtung;
24 eine Querschnittsansicht, die der Abbildung aus 4 ähnlich ist, eines Rasiererkopfes gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung;
25 eine teilweise Draufsicht eines Rasiererkopfes gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
25A eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A aus 25.
Rasiererkopfstruktur
In Bezug auf die Abbildung aus 1 weist der Rasiererkopf 10 ein geformtes Kunststoffgehäuse 16 auf, das eine Klinge 18 trägt und eine Schutzeinrichtung 20 aufweist.
In Bezug auf die Abbildung aus 2 weist der Kopf 10 ferner Aussparungen 24 auf, die so gestaltet sind, dass sie ein Zwischenverbindungselement 25 an einem Handgriff (gestrichelt dargestellt) aufnehmen, an dem das Gehäuse 16 dreh- bzw. schwenkbar angebracht ist. Das Zwischenverbindungselement 25 bringt das Gehäuse 16 entfernbar und fest an dem Handgriff an und weist zwei Arme 26 auf, die das Gehäuse 16 auf dessen zwei Seiten dreh- bzw. schwenkbar stützen bzw. tragen.
Die Schutzeinrichtung 20 weist eine Einheit mit Finnen auf, die an die Vorderseite des Gehäuses 16 geformt ist, um mit der Haut des Benutzers einzugreifen und diese zu spannen; wobei auch andere Hauteingriffsvorsprünge eingesetzt werden können, die der Beschreibung in dem U.S. Patent US-A-5.191.712 entsprechen, das hierin durch Verweis enthalten ist. Die Schutzeinrichtung 20 kann aus einem elastomeren Material gebildet werden oder aus dem gleichen Material wie der Rest des Gehäuses 16. Vorzugsweise sind die Finnen in Richtung der Klinge 18 zunehmend größer bzw. höher, so dass sie das Haar stufenweise anheben, um eine genauere, komfortablere Rasur zu gewährleisten. Wie dies in der Abbildung aus 1A dargestellt ist, kann die Schutzeinrichtung 20 eine Mehrzahl von entkernten Öffnungen 19 aufweisen, die so konfiguriert sind, dass Seife, Haare und Rückstände durch die Schutzeinrichtung gespült werden.
Der Rasiererkopf 10 kann auch andere Komponenten (nicht abgebildet) aufweisen, welche die Leistung verbessern oder die Nutzungs- bzw. Lebensdauer des Kopfes verlängern. Zum Beispiel kann ein Element aus Aluminium vorhanden sein, das als eine Opferanode fungiert. Ferner kann an der Oberkante des Gehäuses 16 ein die Rasur unterstützender Verbundstoff bereitgestellt werden, um eine gleitfähige Substanz der Haut des Benutzers zuzuführen, wie dies in den U.S. Patenten US-A-5.113.585 und US-A-5.454.164 beschrieben ist, deren Offenbarungen hierin durch Verweis enthalten sind.
In Bezug auf die Abbildungen der 6 bis 8 ist eine Klinge 18 an Schweißpunkten 60 an einen oberen Abschnitt 62 eines Klingenträgers 34 geschweißt, so dass eine getragene Klinge gebildet wird. Der Basisabschnitt 32 des Klingenträgers 34 erstreckt sich über die Klinge 18 und den oberen Abschnitt 62 an den Trägerenden 64. Die Schneidkante 28 der Klinge 18 ist sehr anfällig in Bezug auf Knicke, Abstumpfung und andere Beschädigungen während der Herstellung, und sie erfordert somit eine vorsichtige Behandlung während dem Fertigungsverfahren, wie dies nachstehend im Text näher beschrieben ist.
Wie dies in der Abbildung aus 4 dargestellt ist, werden die Trägerenden 64 des Klingenträgers 34 durch den geformten Kunststoff des Gehäuses 16 erfasst, wodurch eine Bewegung der getragenen Klinge verhindert wird. Im Allgemeinen sollten mindestens 0,5 mm der Klingenstruktur an jedem Ende erfasst werden. Die Enden der Klinge 18 sind allgemein eingekapselt, d.h. wie abgebildet mit Kunststoff überzogen, so dass die scharfen Ecken bzw. Kanten der Klingenkante keinen Kontakt mit der Haut herstellen können. (Wenn der Kopf so gestaltet ist, dass die Klinge, wenn sie frei liegt, die Haut nicht berühren würde, z.B. wenn sich ein Teilstück des Gehäuses über den Bereich hinaus erstreckt, von dem sich die Kante erstrecken würde, so ist eine Abdeckung der Kante nicht erforderlich.) Die Länge der Klinge 18 ist nicht an dem Gehäuse angebracht und wird nicht von dem Kunststoff des Gehäuses getragen bzw. gestützt. Gemäß der Abbildung aus 3 ist stattdessen ein offener Bereich 36 hinter und um die Klinge 18 bereitgestellt, der es ermöglicht, dass Haare und Rückstände leicht von dem Klingenbereich gewaschen werden können, und wobei somit verhindert wird, dass Haare und Rückstände den Klingenbereich verstopfen. Vorzugsweise ist ein Zwischenraum von mindestens etwa 0,4 mm zwischen der Kante des Klingenträgers 34, der am nächsten an dem Gehäuse liegt, und dem Gehäuse gegeben. In Bezug auf Systeme, die eine Mehrzahl von Klingen aufweisen, kann ein Zwischenraum ähnlicher Größe zwischen den Klingen wünschenswert sein. Die relative Steifigkeit der getragenen Klinge ermöglicht es, dass die Klinge nur an ihren Enden getragen wird, ohne dass ein übermäßiges Biegen während der Rasur auftritt.
Gemäß der Abbildung aus 1B umgeben die offenen Bereiche 41 die Klingenenden und erstrecken sich in Richtung der Kante 510 des Kopfes. Ein kleiner, flexibler Bereich aus Kunststoff „F" ist durch die Breite W des offenen Bereichs 41 und den Abstand D von dem Ende des offenen Bereichs 41 zu de Kante 510 des Kopfes definiert. Der flexible Bereich F stellt eine flexible Grenzfläche bereit zwischen (a) dem an die steife Klinge angrenzenden Kunststoff, der im Wesentlichen unbeweglich ist aufgrund des Vorhandenseins der Klinge, und (b) dem Kunststoff auf der anderen Seite des Bereichs F, der Scherkräften (Pfeile aus 1B) durch die Schrumpfung des Kunststoffs nach dem Formen ausgesetzt ist. Diese flexible Grenzfläche kompensiert bzw. akkomodiert somit den Schrumpfungsunterschied zwischen den beiden Bereichen des Kopfes, wobei tendenziell verhindert wird, dass sich das Kopfgehäuse verwölbt und/oder die Klinge knickt bzw. sich krümmt, wobei diese Ereignisse anderenfalls auftreten könnten. Um diese Entlastung zu erreichen, wird es allgemein bevorzugt, dass die Abmessung D so klein wie möglich ist, während gleichzeitig eine ausreichende Haltbarkeit des Kopfes aufrechterhalten wird, und wobei die Breite W so groß wie möglich ist, während eine zulässige Kopfgröße beibehalten wird.
Im Allgemeinen wird es bevorzugt, dass sich die offenen Bereiche 41 durch die Dicke des Kopfes erstrecken, wie dies zum Beispiel in 5 dargestellt ist, was eine ausgewogene Schrumpfung des Kopfes um die Klinge ermöglicht, ohne dass eine Kraft zwischen der Klinge und dem Kopf ausgeübt wird, wodurch Verwölbungen und Krümmungen vermieden werden. In bestimmen Fällen können sich die offenen Bereiche auch nur teilweise durch die Dicke des Kopfes erstrecken. Ein Beispiel für eine derartige Implementierung wird in dem nachstehenden Abschnitt Weitere Ausführungsbeispiele beschrieben.
In dem Ausführungsbeispiel aus den Abbildungen der 3 bis 5 kann sich die Klinge nicht bewegen, mit Ausnahme der leichten Bewegung der abschließenden Enden in die durch die Pfeile A angezeigte Richtung. Die feste Anbringung der Klinge an ihren Enden stellt eine gute Steifigkeit entlang der gesamten Länge der Klinge bereit, wobei Vibrationen und Schwingungen während der Rasur so gering wie möglich gehalten oder vollständig vermieden werden.
Umspritzvorrichtung für eine Klinge
Die Abbildungen der 9 und 10 zeigen eine Umspritzvorrichtung 100 zum Einsatz bei der Herstellung des Kopfes 10. Die Umspritzvorrichtung 100 weist einen oberen Hohlraumblock 102, einen unteren Kernblock 103 und einen entfernbaren Kerneinsatz 104 auf. Der obere Hohlraumblock 102 weist einen oberen Formabschnitt 108 (15) auf, und der untere Kernblock 103 weist einen unteren Formabschnitt 110 (16) auf. Wenn der obere Hohlraumblock 102 und der untere Kernblock 103 in Kontakt gebracht werden, wie dies in der Abbildung aus 12 dargestellt ist, stellen der obere Formabschnitt 108 und der untere Formabschnitt 110 gemeinsam einen Formhohlraum 112 bereit (17 und 18). Die Form des Formhohlraums 112 entspricht der Form des Kopfgehäuses 16. Der untere Formabschnitt 110 weist eine Öffnung 114 (16) auf, durch welche der entfernbare Kerneinsatz 104 in den Formhohlraum 112 eingeführt werden kann, wie dies in der Abbildung aus 17 dargestellt ist und nachstehend im Text beschrieben wird.
Der Kerneinsatz 104 weist eine Oberkante 116 mit einem Magnetstreifen 118 auf, an dem die gesamte Länge der Klinge 18 lösbar gesichert bzw. befestigt werden kann. Da die Klinge entlang ihrer Länge sicher gehalten wird, kann sie mit dem Kerneinsatz während der Fertigung von Station zu Station transportiert werden, ohne dass Knickbildungen oder anderweitige Beschädigungen der Klinge auftreten. Der Magnetstreifen 118 verhindert es ferner, dass sich die Klinge 18 während der Zufuhr des Kerneinsatzes in die Form bewegt oder verschiebt.
Das Einführen des Kerneinsatzes 104 in die Öffnung 114 wird durch Kerneinsatz-Führungsbuchsen 120 und Kerneinsatz-Führungsstifte 122 geführt. Die Führungsstifte 122 verhindern Beschädigungen der Formoberflächen und ermöglichen die Aufrechterhaltung eines sehr kleinen Zwischenabstands zwischen dem Kerneinsatz 104 und der Öffnung 114. Der Block 104 dichtet den Formhohlraum ab, wenn der Kerneinsatz eingeführt ist, wobei die Position in 13 dargestellt ist.
Kühlmittel über Leitungen 124 dem oberen Hohlraumblock 102 und dem unteren Kernblock 103 zugeführt und durch die Blöcke 102, 103 zirkuliert, wie dies auf dem Gebiet des Formens bzw. des Formpressens allgemein bekannt ist. Harz wird über ein Tor 126 zugeführt.
Umspritzverfahren für eine Klinge
Vor dem Beginn des nachstehend beschriebenen Umspritzverfahrens wird eine getragene Klinge auf dem Magnetstreifen 118 des Kerneinsatzes 104 positioniert. Dieser Schritt wird allgemein an einer separaten Station ausgeführt, woraufhin der Kerneinsatz 104 zu der Umspritzvorrichtung 100 transportiert wird. Die Klinge kann auf jede geeignete Art und Weis dem Magnetstreifen zugeführt und an diesem positioniert werden, wobei Beispiele dafür nachstehend beschrieben werden. Robotertechnik kann für die Positionierung der Klingen eingesetzt werden.
Nach der Klingenpositionierung würde der Kerneinsatz allgemein geprüft und die Klingenhöhe gemessen werden, um sicherzustellen, dass der fertig gestellte Kopf die Produktspezifikationen erfüllt, d.h. dass die Klinge ordnungsgemäß positioniert ist, wenn ihre Enden in Harz gekapselt sind. Die Klingenhöhe kann zum Beispiel fehlerhaft sein, wenn an der Klinge ein Grat vorhanden ist oder wenn sich an der Klinge oder dem Kerneinsatz Rückstände befinden. Zulässige Schwankungen in Bezug auf die Klingenhöhe liegen allgemein im Bereich von 0,005 Zoll weniger als der spezifizierten maximalen Klingenhöhe. Wenn die Klingenhöhe außerhalb des zulässigen Schwankungs- bzw. Variationsbereichs liegt, wird die Klinge entfernt und neu positioniert. Die Klinge und/oder der Kerneinsatz können gesäubert werden, wie zum Beispiel durch einen Luftstoß. Die Klingenhöhe kann auf jede geeignete Art und Weise gemessen werden, wie z.B. durch mechanische Messung oder durch ein optisches System.
Die ordnungsgemäße Positionierung Seite an Seite der Klinge wird durch Kernungstürme 101 (9A) bereitgestellt, welche die Klinge Seite an Seite ausrichten. Diese Kernungstürme sind in den Abbildungen der 9 und 10 nicht dargestellt, aufgrund des Maßstabs der Abbildungen, wobei sie jedoch in 9A abgebildet sind, welche eine vergrößerte Ansicht eines geeigneten Kerneinsatzes darstellt. In dem Ausführungsbeispiel aus der Abbildung aus 9A weist der Kerneinsatz einen elongierten Klingenschlitz auf, wie dies nachstehend im Text näher beschrieben wird. Zusätzlich zu der Unterstützung der Positionierung der Klinge stellen die Kernungstürme 101 offene (entkernte) Bereiche 41 in dem fertig gestellten Produkt bereit, wie dies vorstehend im Text beschrieben worden ist. Die Positionierung kann auch durch andere Techniken bereitgestellt werden, wie z.B. durch Erzeugen einer Rille in dem Klingenträger und eine entsprechende Kerbe in der Vorrichtung, welche die Klinge dem Einsatz zuführt.
Die Beschickung, Positionierung und Sicherung der Klinge können auch unter Verwendung des nachstehend beschriebenen Verfahrens „Mehrklingen-/Hochgeschwindigkeits-Fertigungsverfahren" realisiert werden.
Als nächstes wird der Kerneinsatz 104 in Ausrichtung mit dem oberen Hohlraumblock 102 bewegt, der über den gesamten Formprozess ortsfest bleibt. Wenn der Kerneinsatz 104 ordnungsgemäß ausgerichtet ist, wird der untere Kernblock 103 in Ausrichtung mit dem Kerneinsatz und dem oberen Hohlraumblock 102 bewegt, und der Kerneinsatz 104 wird in den Kernblock 103 eingeführt (11).
Die Form wird danach gemäß der Abbildung aus 12 geschlossen (der untere Kernblock 103 wird in Kontakt mit dem oberen Hohlraumblock 102 bewegt). Die geschlossene Form definiert einen Formhohlraum 112 (17). Miteinander verriegelnde Merkmale 500, 502, 504 und 506 (10) sind an dem oberen Hohlraumblock 102 und dem unteren Kernblock 103 bereitgestellt, um eine präzise Ausrichtung der Formhälften zu gewährleisten, so dass die Geometrie des fertigen Kopfes sorgfältig geregelt werden kann.
Der Kerneinsatz 104 definiert einen Bereich unter der Klinge, der in dem fertig gestellten Kopf offen ist. Der offene Bereich unter der Klinge wird beibehalten, indem Zwischenabstände für die Klingenbeschickung bereitgestellt werden, die ausreichend klein sind, so dass der Kunststoff, aufgrund dessen viskosen Beschaffenheit, nicht in die offenen Bereiche fließen kann. Für einige traditionell eingesetzten Kunststoffe sind die Zwischenabstände kleiner als 0,005 Zoll; wobei kleinere Zwischenabstände für Kunststoffe mit niedrigeren Schmelzflussindizes erforderlich sein können. Diese Formdesignkriterien sind auf dem Gebiet des Umspritzens allgemein bekannt.
Die offenen Bereiche werden während dem Formfüllvorgang durch ein Gatter bzw. Tor 126 (16) gefüllt, das zentral positioniert ist, um den Kunststofffluss in den Hohlraum aufzuteilen, was es bewirkt, dass der vordere Teil des Flusses die Enden der eingebetteten Klinge passiert. Die Positionierung des Gatters ermöglicht die Bildung eines kleinen, verfestigten Bereichs, bevor der Hohlraum vollständig gefüllt ist. Der kleine, verfestigte Kunststoffbereich, der als eine „Haut" bezeichnet wird, deckt die Klingenbeschickungszwischenräume ab, wodurch die Penetration des geschmolzenen Kunststoffs in diese Zwischenräume begrenzt und verlangsamt wird. Somit ermöglicht die Positionierung des Gatters an dieser Position das Auftreten der Abdeckung der Klingenbeschickungszwischenräume vor der vollständigen Formfüllung und Packung, wobei diese Zwischenräume in vorteilhafter Weise bereitgestellt werden können ohne unerwünschten Kunststofffluss entlang der Länge der Klinge. Das Gatter muss sich nicht in der Mitte befinden, sofern es so platziert ist, dass ein wesentlicher Anteil des Harzflusses die Klingenenden passiert, bevor der Hohlraum gefüllt wird, was eine teilweise Verfestigung des vorderen Bereichs des Flusses ermöglicht, bevor der Hohlraum vollständig gefüllt ist.
Als nächstes wird Harz durch Spritzguss durch das Gatter 126 in den Hohlraum 112 eingeführt, wie dies in der Abbildung aus 18 dargestellt ist. Während diesem Vorgang zirkuliert Kühlmittel aus den Leitungen 124 durch den Kernblock 103 und den Hohlraumblock 102, um das Kühlen und die Verfestigung des Harzes zu erleichtern. Das vorstehend beschriebene Membranmerkmal verhindert ein Knicken der Klinge während dem Kühlen und Verfestigen (was allgemein zu einer Schrumpfung des Harzes führt).
Der resultierende geformte Kopf 10 ist in der Abbildung aus 14 dargestellt, nachdem der Kernblock 103 abgesenkt, die Form geöffnet und der Kerneinsatz abgesenkt worden ist, um den fertig gestellten Kopf 10 von dem oberen Formabschnitt 108 zu entfernen. Der fertig gestellte Kopf kann unter Verwendung von Robotertechnik oder anderen geeigneten Techniken entfernt werden, entweder mit dem Kerneinsatz an der Position aus 14 oder mit aus dem Kernblock 103 entfernten Kerneinsatz.
Nach der Entfernung aus der Form wird ein anderer Kernblock 103 (oder der gleiche, sofern dies gewünscht wird) an der Position unter dem oberen Hohlraumblock 102 indexiert, und der vorstehend beschriebene Ablauf wird wiederholt.
Mehrklingen-/Hochgeschwindigkeits-Fertigungsverfahren
Das vorstehend beschriebene Verfahren ist zwar allgemein praktisch, wenn eine einzelne Klinge in einem verhältnismäßig langsamen Verfahren beschickt wird, wobei dies jedoch weniger der Fall ist, wenn mehrere Klingen beschickt werden und/oder bei hohen Fertigungsgeschwindigkeiten. In diesen Fällen kann der enge Sitz zwischen der Klinge und der Form die ordnungsgemäße Positionierung der Klinge(n) in dem Kerneinsatz schwierig gestalten.
Eine Technik für die Adressierung dieser Aspekte ist der Einsatz eines Kerneinsatzes mit einem oder mehreren Klingenschlitzen, die so konfiguriert sind, dass der elongierte Klingenträger schnell und präzise in dem Schlitz positioniert und dort während dem Formen gehalten werden kann.
Die Abbildung aus 21 zeigt einen geeigneten Kerneinsatz 200 für einen Kopf mit zwei Klingen. Die Abbildungen aus 22 und 22A zeigten Querschnittsansichten eines Formhohlraums mit dem Kerneinsatz 200 in den Bereichen des Kerneinsatzes 200, die durch die Schnittlinien 22-22 und 22A-22A aus 21 dargestellt sind. Die getragenen Klingen 18 werden in dem Kerneinsatz positioniert, wobei sich der Basisabschnitt 32 jedes Klingenträgers 34 in einen Klingenschlitz 202 erstreckt (22, 22A). Eine Vakuumquelle 204 (21) hält die Klingen fest an der Verwendungsposition, nachdem sie dem Klingenschlitz zugeführt worden sind. Sofern dies gewünscht wird, können die Klingen magnetisch oder mechanisch in dem Schlitz gehalten werden, wie zum Beispiel durch eine Federbelastung der Wände der Klingenschlitze. Auswurfstifte 205 (21) durchbrechen das Vakuum und drücken den fertigen Kopf aus der Form, nachdem der Spritzgusszyklus abgeschlossen ist.
Einführungswinkel sind bereitgestellt, um die Zufuhr der Klingen an den Klingenschlitz zu erleichtern. Bei normalen Formbedingungen wäre es eine normale Vorgehensweise in Bezug auf das Design gemäß dem Stand der Technik, einen minimalen Zwischenabstand zwischen der Klinge und der Form bereitzustellen, um ein Flashing (Einspritzen) zu minimieren. Es konnte jedoch festgestellt werden, dass Zwischenräume bereitgestellt werden können, um das Einführen und Positionieren der Klingen zu erleichtern, wie dies nachstehend im Text beschrieben wird, ohne dass ein unerwünschter Harzfluss entlang der Klinge auftritt. Es ist von Bedeutung, dass die Bereitstellung dieser Zwischenräume das schnelle präzise Beschicken und Positionieren der Klingen ermöglicht, auch bei hohen Fertigungsgeschwindigkeiten. Diese Zwischenabstände ermöglichen es auch, dass mehrere Klingen nah aneinander positioniert werden, für ein kompaktes, optisch ansprechendes Design des Kopfes.
Die bevorzugte Geometrie der Klingenschlitze ist in den Abbildungen der 22 und 22A näher dargestellt. In den Abbildungen der 22 und 22A befindet sich ein oberer Hohlraumblock 210 an der Verwendungsposition, wobei ein Formhohlraum 212 definiert wird, in dem die getragenen Klingen 18 positioniert sind. Die Abbildung aus 22 zeigt die Geometrie der Klingenschlitze und des oberen Hohlraumblocks 210 in der Mitte der Klinge (die durch die Linie 22-22 aus 21 dargestellte Position), während die Abbildung aus 22A die Geometrie an den Abquetschbereichen (die durch die Linie 22A-22A aus 21 angezeigte Position) zeigt. Die Abquetsch- bzw. Abklemmbereiche befinden sich in dem rasurfreien Bereich der Klinge, ausreichend weit einwärts von den Klingenenden, so dass die Klingenenden eingekapselt werden können, jedoch ausreichend nah an den Klingenenden, so dass die Rasurleistung nicht größer durch etwaige Beschädigungen der Schneidkante in diesen Bereichen beeinflusst wird. Die Abquetschbereiche befinden sich für gewöhnlich etwa 0,020 bis 0,030 Zoll einwärts von den Klingenenden. Wie dies nachstehend im Text näher beschrieben wird, unterscheidet sich die Geometrie der Formwerkzeuge in der Klingenmitte von der Geometrie in den Abquetschbereichen. Da nur ein Abschluss an der Klinge in den Abquetschbereichen erforderlich ist, um Abquetschungen entlang der Klinge zu verhindern, können größere Einführungswinkel und andere offene Bereiche einwärts der Abquetschbereiche bereitgestellt werden.
In Bezug auf die Abbildung aus 22 weisen die Klingenschlitze an der Klingenmitte die folgenden Abmessungen auf: die Einführung 206 weist eine Tiefe D von etwa 0,020 bis 0,030 Zoll auf, vorzugsweise von 0,026 Zoll; die tragenden Oberflächen 214 des Kerneinsatzes weisen einen Krümmungsradius R angrenzend an den gekrümmten Abschnitt des Klingenträgers 34 von etwa 0,005 bis 0,007 Zoll auf, vorzugsweise von etwa 0,006 Zoll; der Winkel A₁ der Einführung an der Trägeroberflächenseite des Schlitzes liegt zwischen etwa 6 und 8 Grad, bei vorzugsweise etwa 7 Grad; der Winkel A₂ der Einführung auf der gegenüberliegenden Positionierungsseite 216 des linken Klingenschlitzes liegt für den linken Klingenschlitz bei etwa 2,5 bis 4,5 Grad, vorzugsweise bei etwa 3,5 Grad; und der Winkel A₃ der Einführung auf der gegenüberliegenden Positionierungsseite 216 des linken Klingenschlitzes liegt zwischen etwa 6 und 7 Grad, vorzugsweise bei etwa 6,3 Grad. Die Winkel A₁, A₂ und A₃ werden von der planaren Oberfläche des Basisabschnitts 32 des Klingenträgers 34 zu den zueinander ausgerichteten Wänden des Klingenschlitzes gemessen. Der Winkel A₂ ist kleiner als der Winkel A₃, da der Winkel A₂ an dem Abgrenzbereich (in 22A abgebildet) verhältnismäßig klein sein muss, um ein Fließen von Harz entlang der Klinge zu verhindern, während der Winkel A₃ so ausgewählt werden kann, dass er eine optimale Einführung bereitstellt.
Allgemein existiert ein sehr kleiner Zwischenraum zwischen dem unteren Abschnitt jedes Klingenschlitzes (unterhalb des Einführungsbereichs 206) und dem Klingenträger. Für gewöhnlich beträgt der Zwischenraum C₂ auf jeder Seite des Klingenträgers zwischen etwa 0,0002 bis 0,0004 Zoll, vorzugsweise etwa 0,0003 Zoll. Ein kleiner Zwischenraum C₃ ist an der Unterseite des Klingenschlitzes bereitgestellt, um Toleranzen in Bezug auf die Länge des Klingenträgers zu akkomodieren, so dass die Schneidkante nicht auf der Basis der Länge des Klingenträgers positioniert wird. C₃ liegt für gewöhnlich zwischen etwa 0,0004 bis 0,0006 Zoll, vorzugsweise bei etwa 0,0005 Zoll. Im Allgemeinen sollten die Einführungsbereiche 206 ausreichend groß sein, um die Klinge während der Einführung der Klinge in den Klingenschlitz zu führen, wobei sie ausreichend schmal sein sollten, so dass der Harzfluss entlang der Klinge in den Einführungsbereichen so gering wie möglich gehalten wird. Die Tiefe D sollte ausreichend sein, um die Klinge während der Einführung zu führen, jedoch ausreichend begrenzt, so dass der Klingenträger 34 durch den Klingenschlitz getragen wird und sich vor oder während dem Formen nicht seitwärts verschiebt. Der maximale Zwischenraum G zwischen der linken Seite des Klingenschlitzes und der linken Seite der Klinge wird beschränkt durch die Notwendigkeit zur Absperren bzw. Abstellen des Harzes in den Abquetschbereichen (in 22A nicht abgebildet und nachstehend beschrieben). Dieser Zwischenraum muss in den Abklemmbereichen ausreichend klein sein, um Flashing (Einspritzen) zu minimieren, und er kann sich nur in einem gewissen Ausmaß entlang der Länge der Klinge erhöhen (wie dies durch die Abtastkurve aus 21) dargestellt ist. Somit liegt der maximale Zwischenraum G für gewöhnlich zwischen 0,002 und 0,004 Zoll, vorzugsweise bei 0,003 Zoll.
Der Kerneinsatz 200 und der obere Hohlraumblock 210 definieren ferner einen offenen Bereich 222 an der hinteren gekrümmten Oberfläche des Klingenträgers 34. Das Vorsehen des offenen Bereichs 222 in dem Design des Formhohlraums ermöglicht es, dass der obere Hohlraumblock verhältnismäßig robust ist (wenn der offene Bereich nicht enthalten wäre, würde der obere Hohlraumblock eine potenziell zerbrechliche „scharfe Kante" aufweisen, die sich in den schmalen offenen Bereich 222 aus der Abbildung aus 22A erstreckt). Die Beschränkung dieser scharfen Kante durch Integration des offenen Bereichs ermöglicht es, dass mehrere Klingen mit engen Zwischenabständen angeordnet werden können, ohne dass dabei die Formhaltbarkeit kompromittiert wird. Die offenen Bereiche sind so konfiguriert, dass sie einen unerwünschten Harzfluss entlang der Klinge so gering wie möglich halten, da sich der vordere Teil des Flusses des eingespritzten Harzes abkühlt und anhält, bevor er sehr weit in diese Bereiche verlaufen ist, und zwar aufgrund der vorstehend genannten strategischen Gatteranordnung. Der offene Bereich 222 ist somit an den Abquetschbereichen aus 22A deutlich kleiner als in der Mitte der Klinge. In den Abquetschbereichen weist der offene Bereich 222 vorzugsweise eine Breite W von 0,003 bis 0,005 Zoll auf, wobei ein Wert von etwa 0,004 Zoll darüber hinaus bevorzugt wird, wobei die Breite W in der Mitte der Klinge so breit wie gewünscht sein kann, soweit dies gemäß den Designvorgaben der Werkzeugbestückung zulässig ist.
Wie dies in der Abbildung aus 22A dargestellt ist, geht der Einführungswinkel A₂ der Abquetschbereiche, definiert durch den Kerneinsatz 200 in einen größeren Winkel A₅ über, definiert durch den oberen Hohlraumblock 210. Der Winkel A₅ liegt für gewöhnlich zwischen 5 und 7 Grad, vorzugsweise bei etwa 6 Grad, während der Winkel A₂ zwischen etwa 2,5 und 4,5 Grad liegt und vorzugsweise 3,5 Grad entspricht, wie dies vorstehend im Text in Bezug auf die Abbildung aus 22 beschrieben worden ist. Diese Winkelveränderung zwischen dem Kerneinsatz und dem oberen Hohlraumblock dient zur Bereitstellung des offenen Bereichs 222 in den Abquetschbereichen.
In ähnlicher Weise sind offene Bereiche 224 unter der Klinge 18 an der Vorderseite des Klingenträgers 34 vorgesehen, um es zu ermöglichen, dass der Klingenträger während dem Einführen in den Klingenschlitz ordnungsgemäß sitzt, und um es ferner zu ermöglichen, dass die Form geschlossen werden kann, ohne den Klingenträger 34 zu beschädigen. Diese Bereiche führen wiederum nicht zu einem unerwünschten Harzfluss entlang der Klinge. Vorzugsweise weisen die offenen Bereiche 224 eine Breite W₁ auf, gemessen von der oberen Ecke des Klingenträgers 34 zu der dahin ausgerichteten Wand des Kerneinsatzes 200, die zwischen etwa 0,004 und 0,006 Zoll liegt, wobei ein Wert von etwa 0,005 Zoll darüber hinaus bevorzugt wird.
Die offenen Bereiche 246 sind hinter der Klinge 18 bereitgestellt, um eine Toleranz in Bezug auf die Breite der Klinge zu akkomodieren. Wie die anderen vorstehend im Text beschriebenen offenen Bereiche sind die offenen Bereiche 246 so bemessen, dass sie den Harzfluss minimieren, während sie die Anordnung der Klinge erleichtern. Für gewöhnlich weisen die offenen Bereiche 246 eine Breite W₂ von 0,002 bis 0,004 Zoll auf, vorzugsweise von etwa 0,003 Zoll.
In erneutem Bezug auf die Abbildung aus 22 stellen die Geometrien des Klingenschlitzes und des oberen Hohlraumblocks an der Klingenmitte (und entlang dem Großteil der Länge der Klinge) ebenfalls offene Bereiche 218 um jede Schneidkante 28 der Klinge 18 bereit, wobei die Schneidkante vor Beschädigungen als Folge des Kontaktes mit der Formoberfläche geschützt wird. Angrenzend an den linken offenen Bereich 218 definiert der obere Hohlraumblocks 210 einen Winkel A₄ im Verhältnis zu der Vertikalen, der eine Abdichtung in den Abquetschbereichen bzw. Abklemmbereichen vorsieht (in 22A abgebildet und nachstehend im Text beschrieben), und wobei der Winkel eine Gleitkraft bereitstellt, wenn sich die Form schließt, welche die Klinge an die richtige Position für das Formen drückt. Der Winkel A₄ liegt vorzugsweise zwischen etwa 12 und 15 Grad, wobei ein Winkel von etwa 13,5 Grad darüber hinaus bevorzugt wird. Der Zwischenraum C zwischen der Schneidkante 28 und der gegenüberliegenden Wand des oberen Hohlraumblocks 210 liegt allgemein zwischen etwa 0,003 und 0,005 Zoll, vorzugsweise bei etwa 0,004 Zoll. Ein Zwischenraum C₁ ist ebenfalls zwischen der planaren Oberfläche 220 der Klinge 18 und dem oberen Hohlraumblock bereitgestellt, um Schwankungen in Bezug auf die Klingendicke zu akkomodieren. Der Zwischenraum C₁ liegt allgemein zwischen etwa 0,0002 und 0,0004 Zoll, vorzugsweise bei etwa 0,0003 Zoll.
Wie dies bereits vorstehend im Text beschrieben worden ist, unterscheiden sich die Geometrien des Klingenschlitzes und des oberen Hohlraumblocks in den Abquetschbereichen (angezeigt durch die Schnittlinien 22A-22A aus 21) von denen an der Klingenmitte (angezeigt durch die Schnittlinien 22-22 aus 21). In den Abquetschbereichen, die in der Abbildung aus 22A näher dargestellt sind, sind die vorstehend im Text beschriebenen offenen Bereiche ausreichend klein, so dass nur wenig oder gar kein Harz in den Rasierbereich der Klinge spritzt, und wobei Kontaktbereiche (d.h. Bereiche eines theoretischen Linie an Linie-Kontakts zwischen dem oberen Hohlraumblock 210 und dem Kerneinsatz 200) bereitgestellt sind, um weiteres Einspritzen zu verhindern. Um ein Einspritzen zu verhindern, berührt zum Beispiel der obere Hohlraumblock 210 die Klinge 18 in den Abquetschbereichen. Dieser Kontakt kann zwar eine gewisse Beschädigung der Klinge 18 bewirken, jedoch ist diese Beschädigung akzeptabel, da diese Bereiche nahe den Enden der Klinge 18 allgemein keine Rasierbereiche des Rasiererkopfes darstellen, d.h. diese Bereiche berühren die Haut des Benutzers während der Rasur nicht.
Die Kontaktbereiche sind in den Abbildungen der 22 und 22A durch das Zeichen angezeigt. Die Kontaktbereiche aus der Abbildung aus 22A verhindern ein Einspritzen zusätzlich zu etwaigen anderen Funktionen, wie zum Beispiel das Positionieren der Klinge. Die Kontaktbereiche, die in der Abbildung aus 22 in der Mitte der Klinge dargestellt sind, weisen keine Auswirkungen auf das Einspritzen auf und werden somit einzig zur Positionierung und zum Tragen der Klinge eingesetzt. Die Kontaktbereiche befinden sich (a) auf der Unterseite 240 der Klinge 18, um es zu verhindern, dass Harz entlang der Länge der Klinge fließt, (b) auf der Unterseite 242 des Klingenträges 34, um die Klinge zu tragen und ordnungsgemäß zu positionieren; und (c) an dem gekrümmten oberen Abschnitt 244 des Klingenträgers 34, so dass sie den Klingenträger 34 berühren und eine Toleranz in Bezug auf die Krümmung des Klingenträgers akkomodieren, so dass die Einführungswinkel einheitlich bleiben.
Wie dies in der Abbildung aus 21 dargestellt ist, ist der Einführungsbereich 206 bei einer Betrachtung von oben deutlich bogenförmig (21), und somit variieren die Abmessungen des Einführungsbereichs 206 entlang der Länge der Klinge. Diese Bogenform akkomodiert eine Biegung der elongierten Klinge als Folge von Fertigungstoleranzen oder einer Biegung, wenn die Klinge zu dem Schlitz transportiert wird. Somit nimmt die Breite der Öffnung des Klingenschlitzes an der oberen Oberfläche 208 des Kerneinsatzes 200 in einer abtastenden Kurve von jedem Ende des Schlitzes in Richtung der Mitte zu, wobei die Breite W des Schlitzes mindestens etwa 0,015 Zoll größer ist an der Mitte als an den Enden, vorzugsweise 0,015 bis 0,020 Zoll größer. Diese gebogene Konfiguration bewirkt es, dass die Klinge gerade gerichtet wird, nachdem sie in den Schlitz eingeführt worden ist. Da eine gebogene Klinge die Schneidkante so positionieren kann, dass diese beschädigt wird, schützt das erzwungene Geraderichten die Klingenkante vor einer Beschädigung während dem Formen.
Es ist von Bedeutung, dass die vorstehend im Text beschriebene Klingenschlitzgeometrie es ermöglicht, dass eine Klinge schnell und leicht in einen sehr schmalen Schlitz eingeführt wird, in dem sie während dem Formen sicher gehalten wird. Da zwischen dem Klingenschlitz und dem Klingenträger ein sehr kleiner Zwischenabstand gegeben ist, wäre es ohne die Einführungsbereiche 206 sehr schwierig, die Klinge während einer Hochgeschwindigkeitsfertigung in den Schlitz einzuführen.
Geeignete Einrichtungen zum Beschicken der Klingen in den Kerneinsatz 200, wie dies vorstehend im Text beschrieben worden ist, sind in den Abbildungen der 23-23A dargestellt. Eine Klingenzufuhreinheit 300 trägt die getragene Klinge, wie dies in der Abbildung aus 23A dargestellt ist, d.h. indem die Klinge 18 ohne eine Berührung ihrer Schneidkante 28 gehalten wird. Die Klinge wird durch eine Vakuumquelle 302 an der Zufuhreinheit 300 an der Verwendungsposition gehalten. Ein Magnetquelle (nicht abgebildet) kann an Stelle von oder zusätzlich zu der Vakuumquelle 302 eingesetzt werden. Bei einem Einsatz zusätzlich zu der Vakuumquelle stellt die Magnetquelle eine Reserve bereit, für den Fall des Ausfalls des Vakuums. Der Klingenträger 34 wird in den Klingenschlitz 202 eingeführt, indem die Zufuhreinheit 300 in Richtung des Pfeils A bewegt wird. Wie dies bereits vorstehend im Text beschrieben worden ist, wird der Klingenträger 34 durch die Einführungsbereiche 206 in den Klingenschlitz 202 geführt. Abschließende Einführungsbereiche 304 sind ebenfalls an den Klingenenden bereitgestellt, wobei die Formoberfläche in einem Winkel weggehend von den Klingenenden angeordnet ist, wie dies in der Abbildung aus 23 dargestellt ist. Die Einführungsbereiche 304 ermöglichen eine fehlerhafte Ausrichtung des Zufuhrwerkzeugs mit der Form, was die Zufuhr einer getragenen Klinge an den Klingenschlitz weiter erleichtert. Die Einführungsbereiche 304 führen zu der Konizität des offenen 75 Bereichs 41, der im Aufriss sichtbar ist (5), d.h. der offene Bereich 41 ist an der Basis breiter als auf der Oberseite des fertig gestellten Kopfes.
Nach dem Einführen wird die Klinge durch eine Vakuumquelle 306 in dem Kerneinsatz 200 gehalten. Das Klingenzufuhrwerkzeug ist in der Abbildung aus 23B näher dargestellt. Gemäß der Abbildung aus 23B weist die Klingenzufuhreinheit 300 einen Klingenträgerabschnitt 310 mit einer Geometrie auf, die es ermöglicht, dass die getragenen Klingen 18 fest gehalten und in die Klingenschlitze 202 geführt werde, ohne dass die Schneidkante 28 der Klingen beschädigt wird. Somit ist vor jeder der Klingen ein Zwischenraum C₁ vorhanden, der ausreicht, um eine Beschädigung der Klinge durch Kontakt mit der Werkzeugbestückung zu vermeiden, wenn Vibrationen auftreten, wenn die Klinge dem Klingenschlitz zugeführt wird. Die Durchgänge bzw. Kanäle 312, durch welche die Vakuumquelle 302 zugeführt wird, weisen einen ausreichenden Durchmesser D auf, so dass die Klingen 18 sicher gehalten werden.
In bestimmten Fällen kann es erforderlich sein, zusätzliche Werkzeugbestückung bereitzustellen, um eine fehlerhafte Klingenausrichtung als Folge von Vibrationen in Hochgeschwindigkeits-Robotereinrichtungen zu minimieren. Derartige Werkzeugbestückungen sind von Hekuma im Handel erhältlich.
Dynamische Rasiererköpfe
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist jede Klinge fest angebracht, d.h. die Klinge kann sich nicht bewegen (mit Ausnahme einer geringfügigen axialen Bewegung der abschließenden Enden, um eine Verwölbung des Kunststoffkopfes zu verhindern oder ein Knicken der Klinge, das vorstehend bereits beschrieben worden ist). Die feste Anbringung der Klinge an deren Enden sorgt für eine gute Steifheit entlang der gesamten Länge der Klinge, wobei Vibrationen und Schwingungen während der Rasur so gering wie möglich gehalten oder ganz vermieden werden. Wenn es gewünscht wird, so kann es aber auch zulässig sein, dass sich die Klinge in eine Richtung bewegt, die allgemein senkrecht zu ihrer Länge verläuft, und zwar als Reaktion auf den Rasierdruck, so dass ein „dynamischer" Rasiererkopf resultiert.
Diese Bewegung kann erreicht werden durch Einkapseln der Trägerenden 64 in einem elastischen Bereich 44 in dem Gehäuse 16, wie dies in 24 dargestellt ist. Der elastische Bereich 44 ermöglicht es, dass sich die getragene Klinge geringfügig in eine Richtung bewegt, die allgemein senkrecht zu der Länge der Klinge ist (Pfeile B aus 24), und zwar als Reaktion auf den Rasierdruck. Zur Einschränkung der Bewegung der getragenen Klinge gemäß der Darstellung durch den Pfeil B kann ein Schlitz in dem Gehäuse geformt werden, so dass eine Führung (nicht abgebildet) gebildet wird. Die Bewegung der Klinge in die axiale Richtung ist minimal.
Der elastische Bereich wird allgemein aus einem nachgiebigen Material gebildet, z.B. einem thermoplastischen Elastomer (TPE), wie etwa Styrol-Blockcopolymer. Zu anderen nachgiebigen Materialien zählen Silikonelastomer, in Wärme aushärtenden Kautschuk, Naturkautschuk (Latex), Butylkautschuk oder Materialien mit ähnlichen Eigenschaften sowie eine Mischung dieser. Die geeigneten nachgiebigen Materialien sind ausreichend nachgiebig, so dass sie bei einem Einsatz in einer gewünschten Kopfgeometrie ein gewünschtes Ausmaß der Klingenbewegung ermöglichen. Bei bestimmten Implementierungen reicht der Durometer-Härtebereich des nachgiebigen Materials etwa von 20 bis 80 Shore A. Allgemein wird es bevorzugt, dass sich die Klinge vertikal insgesamt (Pfeile B) um weniger als etwa 0,20 mm bewegen kann, wobei die Bewegung während der Rasur für gewöhnlich im Durchschnitt etwa 0,1 mm beträgt. Im Allgemeinen ist eine Bewegung der Klinge von vorne nach hinten unerwünscht. Eine derartige Bewegung kann minimiert werden, indem der elastische Bereich mit einer minimalen Dicke in die horizontale Richtung konfiguriert wird, bei Maximierung der Dicke in die vertikale Richtung. Die Höhe der Klingenbewegung, horizontal und vertikal, ist von der Geometrie des elastischen Bereichs abhängig, sowie von dem Durometer bzw. der Härte des nachgiebigen Materials. Die Integration nachgiebiger Bereiche führt zu einer Klingenbewegung, welche unerwünschte Vibrationen minimiert, und zwar aufgrund der inhärenten Materialdämpfungseigenschaften der TPEs und ähnlicher Materialien.
Ferner kann es wünschenswert sein, elastische Bereiche bereitzustellen, die eine Schrumpfung des Kopfes akkomodieren und dadurch eine Verwölbung und/oder ein Knicken verhindern, wie dies vorstehend im Text bereits beschrieben worden ist, ohne zwingend eine signifikante Bewegung der Klinge in eine Richtung zuzulassen, die senkrecht zu der Klingenlänge ist. In diesem Fall kann es wünschenswert sein, ein härteres nachgiebiges Material zu verwenden als das Material, das in einem dynamischen Rasiererkopf eingesetzt wird, und/oder die Geometrie des nachgiebigen Bereichs anzupassen. Wenn elastische Bereiche bereitgestellt sind, um die Schrumpfung des Kopfes zu akkomodieren, ist es unter Umständen nicht erforderlich, die zu diesem Zweck vorstehend beschriebenen offenen Bereiche bereitzustellen.
Weitere Ausführungsbeispiele
Weitere Ausführungsbeispiele sind gemäß dem Umfang der folgenden Ansprüche möglich.
Während die getragene Klinge zum Beispiel als ein an einen Träger geschweißtes Element beschrieben worden ist, können auch andersartige getragene Klingen verwendet werden. Zum Beispiel kann es sich bei der getragenen Klinge um ein Stück eines geformten Materials handeln (z.B. gebogenen Stahl) oder um eine Einheit bzw. einen Zusammenbau aus einem Klingenelement und einem Verstärkungselement, die unter Verwendung einer beliebigen gewünschten Technik verbunden werden, wie zum Beispiel Schweißen, Nieten oder Klebstoff. Das Klingenelement und das Verstärkungselement können aus dem gleichen Material oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
Während ferner in der Abbildung aus 1B flexible Bereiche zum Akkomodieren von differenziellem Schrumpfen bereitgestellt sind zwischen den Klingenenden und den Gehäusekanten 510, können die flexiblen Bereiche in anderen Bereichen bereitgestellt werden und/oder unterschiedliche Geometrien aufweisen. Wenn es zum Beispiel gewünscht wird, können die offenen Bereiche anstatt C-förmig, auch gerade sein. In einem anderen Ausführungsbeispiel, das in den Abbildungen der 25 und 25A dargestellt ist, kann ein flexibler Bereich F' unter dem Klingenträger bereitgestellt werden. In diesem Fall erstreckt sich der offene Bereich 41' nicht durch die ganze Dicke des Kopfes sondern vollständig um die Klinge bis zu der Gehäusekante 510. Die flexiblen Bereiche können unter Verwendung anderer Konfigurationen bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann die Platzierung des flexiblen Bereichs F oder F' bewirken, dass die Biegung des Gehäuses minimiert oder positiv oder negativ gestaltet wird, basierend auf der Position des flexiblen Bereichs im Verhältnis zu anderen kopfspezifischen Konfigurationen, wie dies der Fachmann auch dem Gebiet erkennen wird.
Obgleich vorstehend ein Magnetstreifen und Vakuum als Mittel zum Halten der Klinge an der Verwendungsposition an dem Formeinsatz beschrieben worden sind, können auch andere Techniken eingesetzt werden. Zum Beispiel kann der ganze Kerneinsatz magnetisiert werden. Alternativ kann die Klinge lösbar an dem Kerneinsatz angebracht werden, unter Verwendung jeder gewünschten Befestigungstechnik, welche die Klinge nicht beschädigt. Zu anderen geeigneten Techniken zählen mechanisches Klemmen und Kombinationen der vorstehend beschriebenen Techniken.
Neben den vorstehend im Text beschriebenen entfernbaren Kerneinsätzen ist es in vielen Fällen wünschenswert, Klingen während Hochgeschwindigkeits-Fertigungsverfahren direkt in die Form zu laden, unter Verwendung von Roboterautomations- und herkömmlichen Ausrichtungstechniken. In diesen Fällen weist der Formkern einen Abschnitt auf, der den vorstehend beschriebenen Kerneinsätzen ähnlich ist, mit einem Klingenschlitz oder einer andern Klingenrückhaltevorrichtung. In anderen Fällen ist es wünschenswert, einen entfernbaren Kerneinsatz gemäß der vorstehenden Beschreibung einzusetzen. Dies ermöglicht eine Offline-Klingenbeschickung, wodurch Fertigungsverzögerungen reduziert oder eliminiert werden können, die mit Problemen der Klingenbeschickung einhergehen. In Verbindung mit beispielsweise Formen mit hoher Hohlraumanzahl (Formen mit zahlreichen Formhohlräumen), die zum Formen von Rasiererköpfen mit mehreren Klingen eingesetzt werden, kann es effizienter sein, die zahlreichen kleinen Klingen in einem Offline-Verfahrensschritt zu beschicken.
Der Kopf kann mehr als zwei Klingen aufweisen, sofern dies gewünscht wird. Ein Kopf mit drei Klingen 400 ist in der Abbildung aus 20 dargestellt. Der Kopf 400 weist drei getragene Klingen 418 auf. Die Klingen 418 werden an ihren Enden auf die vorstehend im Text beschriebene Art und Weise erfasst. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde die Schutzeinrichtung weggelassen, um Platz für drei Klingen bereitzustellen, ohne den Kopf dabei zu groß erscheinen zu lassen. Die offenen Schlitze 420 können einen elastomeren, die Rasur unterstützenden Streifen aufnahmen, sofern dies gewünscht wird. Die Öffnungen 522 in dem allgemeinen Schutzbereich können offen gelassen werden, um ein Spülen bereitzustellen, oder sie können eine separate Schutzeinrichtung aufnehmen, wie zum Beispiel einen elastomeren Materialeinsatz, der an den Kopf geformt ist, sofern dies gewünscht wird.
Im Wesentlichen die ganze Länge des Rasierbereichs der Klinge kann ungestützt sein durch den Kunststoff des Kopfes, wie dies dargestellt und vorstehend im Text beschrieben worden ist. Alternativ können Abschnitte des Rasierbereichs der Klinge, sofern dies gewünscht wird, durch das Gehäuse getragen bzw. gestützt werde. Im Allgemeinen wird es bevorzugt, dass mindestens 50% des Rasierbereichs ungetragen sind, wobei ein Wert von mindestens 75% darüber hinaus bevorzugt wird.
Die Klinge ist zwar so dargestellt und wurde vorstehend als in den Kunststoff des Gehäuses geformt beschrieben, wobei die Klinge aber auch unter Verwendung anderer Techniken an dem Gehäuse angebracht werden kann, wie etwa durch Befestigung der Trägerenden 64 an dem Gehäuse unter Verwendung von Klebstoffen oder mechanischen Zusammenbau, wie zum Beispiel Befestigungseinrichtungen wie etwa Heftklammern oder sonstige Klammern. Die Trägerenden können auch mit dem Gehäuse verstemmt werden, wie zum Beispiel durch Schlagen des Kunststoffs an den Enden der Klinge mit einem Werkzeug, um den Kunststoff mechanisch zu verformen, so dass er die Enden umgibt.
Ferner kann der Klingenträger ohne die Trägerenden 64 hergestellt werden, wobei die Enden der getragenen Klinge in diesem Fall erfasst werden
Die elastischen Bereiche sind zwar so dargestellt, dass sie die Klingenenden umgeben, wobei die elastischen Bereiche alternativ auch unterhalb oder oberhalb der Klingenenden positioniert werden können.

Claims

Rasiersystem, das folgendes aufweist: ein Kunststoffgehäuse (16), das so gestaltet ist, dass es die Haut eines Benutzers während der Rasur berührt, und mit mindestens einer elongierten, getragenen Klinge (18, 418) mit zwei Enden, wobei die beiden Enden der getragenen Klinge durch den Kunststoff des Gehäuses (16) eingekapselt sind; wobei die Klinge (18, 418) fest in dem Gehäuse (16) angebracht ist, um einer Bewegung senkrecht zu dessen Länge zu widerstehen; dadurch gekennzeichnet, dass: der Kunststoff des Gehäuses (16) flexible Bereiche (F) in der Umgebung der Klingenenden aufweist, wobei flexible Bereiche (F) so konfiguriert sind, dass sie einen Schrumpfungsunterschied zwischen der Klinge (18, 418) und dem Kunststoff des Gehäuses (16) aufnehmen.
Rasiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flexiblen Bereiche (F) durch Öffnungen in dem Gehäuse (16) angrenzend an die Klingenenden bereitgestellt sind.
Rasiersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen im Wesentlichen C-förmig sind und sich um die Klingenenden erstrecken.
Rasiersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Öffnungen durch die Dicke des Gehäuses (16) erstrecken.
Rasiersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Öffnungen teilweise durch die Dicke des Gehäuses (16) und in eine parallele Richtung zu der Klingenlänge zu einer Kante des Gehäuses (16) erstrecken.
Rasiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Wesentlichen der ganze Rasierbereich der elongierten, getragenen Klinge (18, 418) durch das Gehäuse (16) nicht getragen wird.
Rasiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffgehäuse (16) das Gehäuse eines Rasiererkopfes aufweist.
Rasiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffgehäuse (16) die Rasiereinheit eines Einwegrasierers aufweist.
Rasiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die getragene Klinge (18, 418) ein Klingenelement aufweist, das an einem Verstärkungselement angebracht ist.
Rasiersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Klingenelement an das Verstärkungselement geschweißt ist.
Rasiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die getragene Klinge (18, 418) ein Stück aus einem geformten Material aufweist.
Rasiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff, der die beiden Enden einkapselt, einen elastischen Abschnitt aufweist, der ein nachgiebiges Material aufweist.
Rasiersystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Abschnitt so gestaltet ist, dass er es ermöglicht, dass sich die Klinge (18, 418) während der Rasur in eine Richtung bewegt, die im Wesentlichen senkrecht zu ihrer Länge ist.
Rasiersystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das nachgiebige Material ein thermoplastisches Elastomer, Silikonelastomer, in Wärme aushärtenden Kautschuk, Naturkautschuk (Latex), Butylkautschuk oder eine Mischung dieser aufweist.