Sistema oscilatorio para una unidad de accionamiento motorizada.

Un sistema oscilatorio (12) para una unidad de accionamiento para la generación de un movimiento oscilatorio rotatorio (A) que tiene un primer y un segundo componente (18,

26) capaces de oscilar uno con respecto al otro alrededor de un eje de oscilación (32), que comprende al menos dos elementos (28, 30, 44, 46, 60, 62, 64, 66) de muelle alargados que son elásticos al menos en la dirección del movimiento oscilatorio rotatorio (A) y cada uno tiene dos respectivos puntos (36, 40; 38, 42) de sujeción que están separados uno del otro, en donde, para cada uno de los al menos dos elementos de muelle alargados, se conecta un punto de sujeción al primer componente oscilatorio y se conecta un punto de sujeción al segundo componente oscilatorio y la línea de conexión de los puntos (36, 40) de sujeción de al menos un elemento (28) de muelle y la línea de conexión de los puntos (38, 42) de sujeción de al menos otro elemento (30) de muelle se cortan en un ángulo de intersección (α) distinto de 0 grados, caracterizado por que los elementos (44, 46) de muelle no se hacen rectos sino que tienen un perfilado (45, 47) de manera que la rigidez del sistema oscilatorio (12) es diferente en distintas direcciones espaciales.

Sistema oscilatorio para una unidad de accionamiento motorizada Campo de la invención La invención se refiere a un sistema oscilatorio para una unidad de accionamiento motorizada para la generación de un movimiento oscilatorio rotatorio que tiene un primer componente y un segundo componente capaces de oscilar uno con respecto al otro alrededor de un eje de oscilación, a una unidad de accionamiento que tiene un elemento de accionamiento electromagnético y este sistema oscilatorio y a un pequeño electrodoméstico que tiene esta unidad de accionamiento.

Antecedentes de la invención Estos sistemas oscilatorios sirven, por ejemplo, para usar en accionamientos directos que puedan realizar movimientos sin otros elementos mecánicos de transmisión. Es, por ejemplo, deseable para el accionamiento de cepillos dentales eléctricos, que se pueda generar un movimiento oscilatorio rotatorio de esta manera alrededor de un eje del árbol de accionamiento y, además, un movimiento oscilatorio de traslación, por ejemplo un movimiento radial. Con este propósito, el accionamiento representa un sistema oscilatorio que puede oscilar en una pluralidad de grados de libertad. El apoyo y giro de los dos componentes capaces de oscilar uno con respecto al otro se realiza en este sentido mediante cojinetes de bolas, por ejemplo.

En WO 2005/062445 A1 se describe una unidad de accionamiento que puede generar un movimiento con una pluralidad de grados de libertad, de los que concretamente uno es un movimiento oscilatorio rotatorio. El motor incluye aquí un sistema masa-resorte como sistema oscilatorio, con una masa oscilatoria estando conectada a una carcasa, por ejemplo, a través de un muelle helicoidal o un elemento elástico con torsión.

En WO 03/054414 A1 se describe un muelle rotatorio que tiene un elemento base en forma de anillo y elementos para unirlo de forma fija al cuerpo de un electrodoméstico, tal como un cepillo dental eléctrico. El muelle rotatorio tiene un elemento superior en forma de disco que tiene una abertura central a través de la cual se ajusta el árbol de accionamiento de un elemento de accionamiento de manera que el elemento en forma de disco rote con la rotación del árbol de accionamiento. Tres elementos de soporte se extienden entre el elemento en forma de disco y el elemento base en forma de anillo.

Un inconveniente de este muelle rotatorio es el espacio longitudinal necesario para este diseño específico. Tampoco es óptimo que el árbol de accionamiento deba realizar movimientos oscilatorios adicionales, donde el muelle debe proporcionar una fuerza de retorno.

El documento W02008053455A1 describe un sistema masa-resorte para usar en un cepillo dental eléctrico, cuyo sistema masa-resorte se conecta a un motor o a un mango del cepillo dental eléctrico. En una realización, el sistema masa-resorte es un muelle articulado en cruz, también conocido como pivote flexible, que puede ser de metal o plástico. Los elementos de muelle fijan un elemento curvado a un elemento montado en el motor.

Un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema oscilatorio para una unidad de accionamiento para la generación de un movimiento oscilatorio rotatorio relativo, realizando dicho sistema oscilatorio una función de apoyo, giro y resorte de una manera simple y permitiendo una estructura compacta de una unidad de accionamiento.

Sumario de la invención Este objeto se resuelve mediante un sistema oscilatorio que tiene las características de la reivindicación 1. La reivindicación 1 se refiere a una unidad de accionamiento que tiene este sistema oscilatorio y la reivindicación 2 se dirige a un pequeño electrodoméstico con esta unidad de accionamiento. Las reivindicaciones dependientes describen aspectos preferidos.

El sistema oscilatorio según la invención sirve para una unidad de accionamiento para la generación de una condición oscilatoria rotatoria. Este incluye un primer componente oscilatorio y un segundo componente oscilatorio, que pueden oscilar uno con respecto al otro alrededor de un eje de oscilación y que realizan un movimiento oscilatorio rotatorio relativo uno con respecto al otro. El sistema oscilatorio según la invención tiene al menos dos elementos de muelle alargados que son elásticos, al menos en la dirección del movimiento oscilatorio rotatorio. Cada uno de estos elementos de muelle tiene dos puntos de sujeción separados entre sí respectivamente. Uno de estos puntos de sujeción se conecta respectivamente al primer componente oscilatorio y el otro punto de sujeción se conecta al segundo componente oscilatorio. Los elementos de muelle conectan por lo tanto el primer componente oscilatorio y el segundo componente oscilatorio uno al otro pero permiten un movimiento oscilatorio rotatorio debido a su elasticidad en su dirección. Los al menos dos elementos de muelle alargados se disponen de tal manera que la línea de conexión de los puntos de sujeción de un primer elemento de muelle y la línea de conexión de los puntos de sujeción de un segundo elemento de muelle se cruzan en un ángulo de intersección distinto de 0°. Los elementos de muelle tienen un perfilado que hace que la rigidez del sistema oscilatorio sea distinta en diferentes direcciones espaciales Los dos componentes oscilatorios se conectan entre sí de esta manera. Debido a la elasticidad de los elementos de muelle, sin embargo, un movimiento oscilatorio rotatorio relativo es posible alrededor del punto de intersección de las líneas de conexión de los respectivos puntos de sujeción.

Se consigue una acción oscilatoria diferente en distintas direcciones mediante un perfilado adecuado de los elementos de muelle.

La disposición de los muelles formada de esta manera permite la función tanto de apoyo y giro como de muelle de los dos componentes oscilatorios el uno con respecto al otro, los cuales pueden realizarse con componentes relativamente simples. No se necesitan otros elementos de apoyo y giro tales como cojinetes de bolas o cojinetes deslizantes, por lo que el sistema oscilatorio según la invención asegura una estructura muy rentable.

En una realización, los elementos de muelle se cortan en el eje de oscilación y, concretamente, el eje virtual de intersección formado por el ángulo de muelle cortado es colineal a un eje de accionamiento que es accionado rotatoriamente por un motor para generar el movimiento oscilatorio rotatorio.

Con una selección adecuada de los elementos de muelle también es posible un movimiento en la dirección de traslación radialmente con respecto al eje de oscilación, posibilitando el ajuste de las respectivas propiedades oscilatorias, concretamente de la frecuencia y la amplitud de una manera simple eligiendo adecuadamente los materiales y la forma de los elementos de muelle.

Una realización especialmente simple y efectiva prevé que los elementos de muelle incluyan muelles laminares, cuyas superficies de los muelles laminares estén paralelas a un respectivo plano que incluye el eje de oscilación. Los muelles laminares son fáciles de fabricar y proporcionan elasticidad alrededor de un eje que se dispone en la superficie del muelle laminar con una rigidez simultáneamente mayor en otras direcciones espaciales.

Los muelles laminares pueden hacerse de metal laminado, por ejemplo. Una realización rentable prevé que los muelles laminares del sistema se doblen de una pieza de metal laminado común de manera que solo sea necesario un proceso de punzonado.

El primer y el segundo componente oscilatorios pueden hacerse de plástico, por ejemplo, preferiblemente como piezas de plástico moldeadas por inyección. De este modo es posible sobremoldear de una manera simple los elementos de muelle con estas piezas de plástico durante el proceso de fabricación, de manera que el primer y el segundo componente oscilatorios y los elementos de muelle ya queden conectados de forma fija entre sí en el proceso de inyección. Los elementos de muelle pueden incluir así muelles laminares hechos de una pieza de metal laminado normal. De esta manera se crea una unidad compacta y fija de componentes oscilatorios y elementos de muelle.

Otra realización con costes muy bajos de fabricación realiza todo el sistema oscilatorio de una pieza de plástico.

La rigidez del sistema oscilatorio en diferentes direcciones espaciales puede ajustarse de forma distinta mediante la selección del ángulo de intersección entre los elementos de muelle. Si el ángulo de intersección es de 90°, por ejemplo, la rigidez para un movimiento de traslación con las propiedades de otro modo iguales de los dos elementos de muelle en una dirección transversal al eje de oscilación y desde un componente oscilatorio al otro es la misma que la rigidez en la dirección... [Seguir leyendo]

1. Un sistema oscilatorio (12) para una unidad de accionamiento para la generación de un movimiento oscilatorio rotatorio (A) que tiene un primer y un segundo componente (18, 26) capaces de oscilar uno con respecto al otro alrededor de un eje de oscilación (32) , que comprende al menos dos elementos (28, 30, 44, 46, 60, 62, 64, 66) de muelle alargados que son elásticos al menos en la dirección del movimiento oscilatorio rotatorio (A) y cada uno tiene dos respectivos puntos (36, 40; 38, 42) de sujeción que están separados uno del otro, en donde, para cada uno de los al menos dos elementos de muelle alargados, se conecta un punto de sujeción al primer componente oscilatorio y se conecta un punto de sujeción al segundo componente oscilatorio y la línea de conexión de los puntos (36, 40) de sujeción de al menos un elemento (28) de muelle y la línea de conexión de los puntos (38, 42) de sujeción de al menos otro elemento (30) de muelle se cortan en un ángulo de intersección (α) distinto de 0 grados, caracterizado por que los elementos (44, 46) de muelle no se hacen rectos sino que tienen un perfilado (45, 47) de manera que la rigidez del sistema oscilatorio (12) es diferente en distintas direcciones espaciales.

2. El sistema oscilatorio según la reivindicación anterior, en el que las líneas de conexión entre los puntos (36, 40; 38, 42) de sujeción de cada uno de los elementos de muelle se cortan en el eje de oscilación (32) del sistema oscilatorio.

3. El sistema oscilatorio según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que los elementos de muelle incluyen muelles laminares (28, 30, 44, 46, 64, 66) cuyas superficies de muelles laminares son paralelas a un plano respectivo que incluye el eje de oscilación (32) .

4. El sistema oscilatorio según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los elementos (28, 30) de muelle se sobremoldean parcialmente al menos mediante una pieza (26) de plástico moldeada por inyección que forma uno de los dos componentes oscilatorios.

5. El sistema oscilatorio según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que al menos uno de los elementos (28, 30) de muelle forma parte integral de al menos uno de los componentes oscilatorios (18, 26) .

6. El sistema oscilatorio según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el ángulo de intersección (α) es de 90 grados, midiéndose el ángulo de intersección entre una parte de un primer elemento

(28) de muelle que se conecta al primer componente oscilatorio y una parte de un segundo elemento (30) de muelle que se conecta al segundo componente oscilatorio.

7. El sistema oscilatorio según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el ángulo de intersección (α) es distinto de 90 grados.

8. El sistema oscilatorio según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que los elementos (60, 62, 64, 66) de muelle son elásticos de forma adicional en una dirección (D) paralela al eje de oscilación (32) .

9. El sistema oscilatorio según la reivindicación 8, en el que los elementos de muelle incluyen muelles laminares (64, 66) cuyas superficies de muelles laminares son paralelas a un respectivo plano que incluye el eje de oscilación (32) y cuyos extremos (68, 70) están en un ángulo, preferiblemente de 90 grados con este respectivo plano, de tal manera que los extremos (68, 70) en ángulo estén perpendiculares al eje de oscilación (32) .

10. El sistema oscilatorio según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el primer componente oscilatorio se conecta a través de al menos dos elementos de muelle al segundo componente oscilatorio y el segundo componente se conecta a través de al menos dos elementos (82) de suspensión a un bastidor (80) de la carcasa que se hacen como los elementos (28, 30, 44, 46, 60, 62 64, 66) de muelle.

11. Una unidad de accionamiento que tiene un elemento (14) de accionamiento electromagnético, concretamente un motor eléctrico, y un sistema oscilatorio (12) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que uno (26) de los componentes oscilatorios (18, 26) del sistema oscilatorio (12) se fija de forma rotatoria al elemento (14) de accionamiento electromagnético y el otro componente oscilatorio (18) se conecta a un eje de salida del elemento (14) de accionamiento electromagnético.

12. Un pequeño electrodoméstico que tiene una unidad de accionamiento según la reivindicación 11.

13. El pequeño electrodoméstico según la reivindicación 12, caracterizado por que se realiza como un cepillo dental (10) eléctrico que tiene una cabeza (20) de cepillo, conectándose con la cabeza (20) de cepillo a uno de los componentes oscilatorios (26) del sistema oscilatorio (12) , preferiblemente al componente oscilatorio (26) que se conecta al eje de salida del elemento electromagnético (14) .