Verfahren zur Bestimmung der Verschmutzung eines elektrisch angetriebenen Schneidwerkzeugs und Haarschneidegerät

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Verschmutzung eines elektrisch angetriebenen Schneidwerkzeugs und ein Haarschneidegerät mit einer Einrichtung zur Bestimmung der Verschmutzung seines elektrisch angetriebenen Schneidwerkzeugs. Bevorzugte Anwendung findet dieses Verfahren beispielsweise zur Bestimmung und Anzeige des Verschmutzungsgrads eines Schneidwerkzeugs, das eine hin- und hergehende Bewegung ausführt und von beispielsweise einem oszillierenden Elektromotor oder Linearmotor angetrieben wird. Haarschneidegeräte mit einem derartigen Schneidwerkzeug sind beispielsweise elektrische Rasierapparate, Bartschneider oder dgl.

Aus der EP 0908278 B1 ist ein Verfahren zur Bestimmung der Menge des von einem elektrisch angetriebenen Schneidwerkzeug geschnittenen Schneidguts bekannt, das auf der Erkenntnis beruht, dass die Stromaufnahme eines das Schneidwerkzeug antreibenden Gleichstrommotors Schwankungen unterworfen ist, die durch die einzelnen Schneidvorgänge bedingt sind. Diese Stromschwankungen werden erfasst, ausgewertet und als Maß für die Menge des geschnittenen Schneidguts verwendet. Bei Anwendung dieses Verfahrens in einem Haarschneidegerät wird außerdem nach Erreichen eines bestimmten Referenzwerts für die Menge des geschnittenen Schneidguts eine Anzeigeeinrichtung aktiviert, die den Benutzer über die Notwendigkeit einer Reinigung des Haarschneidegeräts informiert.

Aus der DE 10229319 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines oszillierenden Elektromotors bekannt, der beispielsweise zum Antreiben eines elektrischen Rasierapparats oder einer elektrischen Zahnbürste vorgesehen ist. Bei diesem Verfahren wird einer Spule des Elektromotors zu einem bestimmten Zeitpunkt ein elektrischer Strom zur Ausbildung eines Magnetfelds zugeführt, das von einer ersten Motorkomponente ausgeht und auf eine zweite Motorkomponente derart einwirkt, dass die zweite Motorkomponente relativ zur ersten Motorkomponente in eine Schwingungsbewegung versetzt wird. Zu dem Zeitpunkt, zu dem eine Stromzufuhr zur Spule erfolgt, wird wenigstens eine elektrische Kenngröße der Spule ermittelt, die mit dem Bewegungszustand der ersten oder der zweiten Motorkomponente zusammenhängt, beispielsweise die an der Spule anliegende Spannung und/oder der durch die Spule fließende Strom und/oder die zeitliche änderung des durch die Spule fließenden Stroms. Die zukünftige Stromzufuhr zur Spule, d.h. die Steuerung des oszillierenden Elektromotors erfolgt abhängig von der/den ermittelten Kenngröße/n. Weiterhin ist in der DE

10229319 A1 beschrieben, wie die Schwingungsfrequenz und auch die Schwingungsamplitude der Motorkomponenten ermittelt werden können.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung der Verschmutzung eines Schneidwerkzeugs anzugeben, das von einem oszillierenden Elektromotor oder Linearmotor angetrieben wird und eine hin- und hergehende Bewegung ausführt, sowie ein Haarschneidegerät mit einem derartigen Schneidwerkzeug anzugeben, das eine Einrichtung zur Bestimmung der Verschmutzung seines Schneidwerkzeugs aufweist.

Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet zur Bestimmung der Verschmutzung des von einem oszillierenden Elektromotor oder Linearmotor angetriebenen Schneidwerkzeugs mindestens eine Kenngröße, die in an sich bekannter Weise von einer Steuereinrichtung zur Steuerung des oszillierenden Elektromotors oder Linearmotors ermittelt wird, und die mit dem jeweiligen Bewegungszustand des Schneidwerkzeugs zusammenhängt. Die Kenngröße wird, vgl. beispielsweise DE 10229319 A1 , in Abhängigkeit von fortlaufenden Messungen des Motorstroms und/oder der Motorspannung und/oder der zeitlichen änderungen des Motorstroms ermittelt. Die Steuerung des oszillierenden Elektromotors oder Linearmotors bewirkt, dass sich das vom oszillierenden Elektromotor oder Linearmotor angetriebene Schneidwerkzeug auch bei Belastungsschwankungen immer mit der richtigen Frequenz und/ oder Amplitude bewegt, d.h. mit der Frequenz und/oder Amplitude, auf die das Schneidwerkzeug mit seinem Antrieb abgestimmt ist. Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf der Erkenntnis, dass änderungen der Kenngröße durch änderungen der momentanen Belastung des Schneidwerkzeugs hervorgerufen werden, wobei diese Belastungsschwankungen sowohl durch änderung des Betriebszustands (Leerlauf, Schneiden, Ein- oder Ausschalten des Antriebs, etc.) als auch durch jedes einzelne Schneidereignis hervorgerufen werden können.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Rasierapparats als Ausführungsbeispiel erläutert, dessen Schneidwerkzeug eine hin- und hergehende Bewegung ausführt und von einem oszillierenden Elektromotor oder Linearmotor angetrieben wird. Die Erfindung ist jedoch natürlich auch bei anderen Schneidwerkzeugen einsetzbar. Der Rasierapparat enthält eine Verschmutzungsanzeige, die erforderlichenfalls aktiviert wird, damit der Rasierapparat zu gegebener Zeit gereinigt werden kann. Die nachfolgend genannten Verfahrensschritte werden fortlaufend durchgeführt, wobei bei einem Rasierapparat die Schwingungsfrequenz der Motorkomponenten beispielsweise 400 Hz beträgt, und vorzugsweise zumindest wäh-

rend jeder Halbschwingung eine Kenngröße ermittelt wird, die mit dem jeweiligen Bewegungszustand des Schneidwerkzeugs zusammenhängt.

Der erste Schritt des Verfahrens besteht darin, eine Kenngröße zu gewinnen, die mit der jeweiligen Amplitude der Bewegung des Schneidwerkzeugs zusammenhängt. Dies kann beispielsweise in der aus der DE 10229319 A1 bekannten Weise erfolgen. Dazu wird zumindest während jeder Halbschwingung des Schneidwerkzeugs beispielsweise die an einer Spule des Elektromotors anliegende Spannung und/oder der durch die Spule fließende Strom und/oder die zeitliche änderung des durch die Spule fließenden Stroms erfasst, und daraus eine Kenngröße für die Amplitude der Bewegung des Schneidwerkzeugs ermittelt.

In einem zweiten Schritt wird die ermittelte Kenngröße gespeichert, und eine nachfolgend ermittelte Kenngröße mit der zuvor gespeicherten Kenngröße verglichen. Eine dadurch ermittelte änderung der Kenngröße kann ein positives oder negatives Vorzeichen haben, und wird während des Rasierens durch Belastungsschwankungen hervorgerufen, die durch die einzelnen Schneidvorgänge bedingt sein können oder durch unterschiedlich starkes Anpressen des Scherkopfs auf die Haut entstehen können. Die Erfassungsrate der Kenngrößen zur Steuerung des oszillierenden Motors, der etwa mit 400 Hz schwingt, erfolgt mit 800 Hz, da in der beschriebenen beispielhaften Ausführungsform bei jeder Halbschwingung eine Kenngröße erfasst wird. Die Auswertung der Kenngrößen zur Bestimmung der Verschmutzung muss allerdings nicht ebenfalls mit der gleichen Rate erfolgen. So kann beispielsweise nur jede zweite Kenngröße für die Auswertung herangezogen werden. Eine gespeicherte Kenngröße würde also erst mit der übernächsten Kenngröße verglichen werden. Die Frequenz der Auswertung der Kenngröße zur Bestimmung der Verschmutzung kann also niedriger sein als die Frequenz, mit der die Kenngröße erfasst wird.

In einem dritten Schritt wird die Kenngrößenänderung mit mindestens einem Schwellwert verglichen. Vorzugsweise wird eine negative Kenngrößenänderung mit einem ersten Schwellwert und eine positive Kenngrößenänderung mit einem zweiten Schwellwert verglichen. Eine positive Kenngrößenänderung entsteht beispielsweise dadurch, dass der Anpressdruck abnimmt, während der Scherkopf beim Rasieren über die Haut geführt oder von der Haut abgehoben wird. Der zweite Schwellwert ist vorzugsweise so gewählt, dass einerseits zumindest ein Abheben des Scherkopfs von der Haut und die damit verbundene Entlastung des Antriebs detektiert werden kann und andererseits ggf. durch Störeinflüsse hervorgerufene kleine positive Kenngrößenänderungen unterdrückt werden. Positive Kenngrößenänderungen, die größer sind als der zweite Schwellwert, bedeuten also, dass der Scher-

kopf Kontakt mit der Haut hatte, und daher beispielsweise durch Hautfett verschmutzt ist. Eine negative Kenngrößenänderung entsteht beispielsweise dadurch, dass zumindest eine bestimmte Anzahl von Barthaaren geschnitten und dadurch das Schneidwerkzeug abgebremst wurde. Negative Kenngrößenänderungen, deren Betrag größer ist als der erste Schwellwert, bedeuten also, dass Barthaare geschnitten wurden, und daher der Scherkopf durch Bartstaub verschmutzt ist.

Jedesmal wenn der Betrag der Kenngrößenänderung größer ist als der erste bzw. zweite Schwellwert, wird ein Impuls erzeugt, der von einem Verschmutzungszähler gezählt wird. Vorzugsweise werden die aufgrund negativer Kenngrößenänderungen erzeugten Impulse beim Hochzählen des Verschmutzungszählers stärker gewichtet als die aufgrund positiver Kenngrößenänderungen erzeugten Impulse, da die Verschmutzung durch Bartstaub eher eine Reinigung des Scherkopfs erfordert als eine Verschmutzung durch Hautfett. Alternativ oder zusätzlich zur unterschiedlichen Wichtung der Verschmutzungsereignisse kann auch der Betrag des ersten Schwellwerts anders gewählt sein als der Betrag des zweiten Schwellwerts.

Wenn keine negativen Kenngrößenänderungen detektiert werden, allerdings positive Kenngrößenänderungen vorliegen, kann dies ein Indiz dafür sein, dass der Benutzer einen sehr weichen Bart hat, sodass das Schneiden der weichen Haare keine detektierbare Kenngrößenänderung hervorruft. Trotz fehlender negativer Kenngrößenänderungen kommt es dabei natürlich zu abgeschnittenen Barthaaren und damit zu einer Verschmutzung. Dies kann dann durch eine Anpassung der Wichtung der durch positive Kenngrößenänderung erzeugten Impulse berücksichtigt werden, sodass die tatsächliche Verschmutzung durch die weicheren Barthaare berücksichtigt wird. Geeignete Wichtungswerte können in einem Speicher abgelegt sein.

In einem vierten Schritt wird der Zählerstand des Verschmutzungszählers mit einem Referenzwert verglichen, der einer bestimmte Verschmutzung des Schneidwerkzeugs entspricht. Das Erreichen oder überschreiten des Referenzwerts wird dann angezeigt. Dies kann in an sich bekannter Weise durch eine optische, akustische oder sonstige Anzeige erfolgen.