具有刷子和橡胶扫帚的喷嘴配置的制作方法_3

文档序号:8448120阅读:来源:国知局
/分的角速度驱动刷子时,可以得到最优的清洁效果。
[0064] 然而,在刷子元件的末端部分处期望的加速度不仅取决于角速度而且取决于刷子 的半径,分别取决于直径。
[0065] 因此,根据本发明的另一实施例,优选地是,当刷子元件处于完全伸展的情况时, 刷子具有在10至IOOmm范围内,更优选地在20至80mm范围内,并且最优选地在35至50mm 范围内的直径。当刷子元件处于完全伸展的情况时,刷子元件的长度优选地在1至20mm的 范围内,更优选地在8至12mm的范围内。
[0066] 根据所要求保护的清洁设备的一个实施例,清洁设备进一步包括真空总成,其被 配置为在喷嘴壳体、刷子以及橡胶扫帚之间的抽吸区域中产生在3至70mbar的范围内,优 选在4至50mbar的范围内,最为优选在5至30mbar的范围内的负压。在一个优选实施例 中,尤其是当橡胶扫帚处于闭合位置时,在抽吸区域产生的负压在17至27mbar的范围内。
[0067] 相比于上面所提的由真空总成产生的压力范围,现有技术中的真空吸尘器需要施 加较高的负压以收到可接受的清洁效果。然而,基于上面所提到的具有柔性刷子元件的特 殊刷子与橡胶扫帚元件的组合,已经在上面提到的压力范围内实现了良好的清洁效果。因 此,也可使用较小的真空总成。这提高了在真空泵选择方面的自由度。
[0068] 所展示的清洁设备可以进一步包括用于将刷子轴线定位在距待清洁表面一定距 离的定位装置,该距离小于具有完全伸展的刷子元件的刷子的半径,以在操作期间实现与 待清洁表面接触的刷子部分的缩进,该缩进在刷子直径的从2%至12%的范围内。
[0069] 因此,在刷子与地板接触时,刷子元件被弯曲。因而,刷子元件在刷子旋转期间一 与地板接触,刷子元件的外观就从伸展的外观变化到弯曲的外观,并且,刷子元件一在刷子 旋转期间失去与地板接触,刷子元件的外观就从弯曲的外观变化到伸展的外观。相同的刷 子特性出现在当刷子的末端部分与第一偏转元件的第一偏转表面接触时。
[0070] 刷子缩进的实际范围被布置为与刷子元件的完全伸展的情况相关的刷子直径的 从2%至12%。在实际情况中,如所提到的,可通过执行适当的测量,例如,通过使用在刷子 的旋转频率下被操作的高速照相机或频闪观测仪来确定刷子的直径。
[0071] 刷子元件的变形,或更准确地说,可能发生变形的速度,同样受刷子元件的线性质 量密度所影响。此外,刷子元件的线性质量密度影响旋转刷子所需的功率。当刷子元件的线 性质量密度相对较低时,柔性相对高,并且当它们与待清洁表面或与第一偏转表面接触时, 引起刷子元件弯曲所需的功率相对较低。这同样意味着在刷子元件与地板或第一偏转表面 之间产生的摩擦功率低,由此防止了任何损害。刷子元件的较低的线性质量密度的其它有 利效果是相对较高的耐磨性,被尖锐物体等损坏的相对较小的机会,以及以甚至当遇到地 板中的相当程度的不平坦时仍保持接触的方式跟随待清洁表面的能力。
[0072] 可在可旋转刷子的清洁功能中起额外作用的一个因素是刷子元件的填充密度。当 填充密度足够大时,毛细效应可能在刷子元件之间发生,其提高了从待清洁表面对液体的 快速去除。根据本发明的一个实施例,刷子元件的填充密度为至少30簇刷子元件每cm 2,其 中每簇刷子元件的数量为至少500。
[0073] 以簇的形式布置刷子元件形成了额外的毛细通道,由此提高了用于从待清洁表面 拾起污垢颗粒以及液滴的刷子的毛细管力。
[0074] 如上面所提到的,所提出的清洁设备具有实现非常良好的清洁效果的能力。这些 清洁效果可通过主动地将待清洁表面弄湿而被更加改善。这在去污的情况下是特别有利 的。在提高污垢颗粒至刷子元件的粘附的过程中所用的液体可以多种方式提供。首先,通 过存在于待清洁表面上的液体可将可旋转刷子和柔性刷子元件弄湿。这种液体的一个示例 是水,或水和肥皂的混合物。可替换地,可通过主动地向刷子提供清洁液体,例如,通过将液 体缓慢渗出到刷子上,或通过将液体注射到刷子的中空芯元件中,来向柔性刷子元件提供 液体。
[0075] 根据一个实施例,因此,优选地是,清洁设备包括用于以低于刷子轴线沿其延伸的 刷子宽度的每cm每分钟6ml的速度向刷子提供液体的装置。看上去不必以更高速率来进行 液体供给,且以上所提到的速度足够液体实现作为污垢颗粒的运输/运送装置的功能。因 而,从待清洁表面去污的能力可被显著地提高。仅使用少量液体的优点是可以对脆弱表面, 甚至被指示为对诸如水之类的液体敏感的表面进行处理。此外,在以容纳待供给至刷子的 液体的贮液器的给定尺寸,自持时间更长,即,在贮液器变空且需要被再次填满之前需要更 长的时间。
[0076] 所要注意到的是,代替使用特意选择并主动供给的液体,同样可以使用洒出的液 体,即,将从待清洁表面去除的液体。示例包括洒出的咖啡、牛奶、茶等。考虑到如前面所提 的刷子元件能够将液体从待清洁表面去除,以及液体可在如前面所描述的离心力的影响下 从刷子元件中被去除的事实,这是可能的。
【附图说明】
[0077] 通过参考下面所描述的实施例而被阐述的本发明的这些以及其它方面将变得显 而易见。在附图中:
[0078] 图1示出处于第一工作位置的根据本发明的清洁设备的喷嘴配置的第一实施例 的示意性截面图;
[0079] 图2示出处于第二工作位置的图1中所示的喷嘴配置的第一实施例的示意性截面 图;
[0080] 图3示出处于第一工作位置的根据本发明的清洁设备的喷嘴配置的第二实施例 的示意性截面图;
[0081] 图4示出处于第二工作位置的图3中示出的喷嘴配置的第二实施例的示意性截面 图;
[0082] 图5示出处于第一工作位置的根据本发明的喷嘴配置的橡胶扫帚元件的示意性 侧视图(图5a)和示意性截面图(图5b);
[0083] 图6示出处于第二工作位置的图5中示出的橡胶扫帚元件的示意性侧视图(图 6a)和示意性截面图(图6b);
[0084] 图7以透视图(7a)和截面图(7b)示出橡胶扫帚元件的另一优选实施例;
[0085] 图8示出表示橡胶扫帚元件的力-位移-特性的示图;
[0086] 图9示出根据本发明的另一实施例的喷嘴配置的放大的示意图;
[0087] 图10示出比较在向前和向后行程中的喷嘴配置的性能的示图;
[0088] 图11示出作为一个整体的根据本发明的清洁设备的示意性截面图;
[0089] 图12示出清洁设备的刷子的实施例的示意性截面图;
[0090] 图13示出用于说明刷子的角速度与所述刷子的自清洁能力之间关系的曲线图;
[0091] 图14示出用于说明刷子的离心加速度与所述刷子的自清洁能力之间关系的曲线 图。
[0092] 图15示出根据现有技术的示例性喷嘴配置的示意性截面图。
【具体实施方式】
[0093] 图1示出根据本发明的清洁设备100的喷嘴配置10的第一实施例的示意性截面 图。喷嘴配置10包括可围绕刷子轴线14旋转的刷子12。所述刷子12被提供有柔性刷子 元件16,其优选地由细微纤维毛实现。柔性刷子元件16包括末端部分18,其适合于在刷子 12旋转期间接触待清洁表面20,并适合于当刷子元件16接触表面20时在拾起周期期间, 从所述表面20 (地板20)拾起污垢颗粒22和/或液体颗粒24。
[0094] 另外,喷嘴配置10包括驱动装置,例如,电机(未示出),用于沿预先设定的旋转方 向26驱动刷子12。所述驱动装置优选地适合于在刷子元件16的末端部分18处实现离心 加速度,特别地当在刷子12旋转期间刷子元件16脱离与表面20接触时在污垢释放周期期 间,该离心加速度为至少3000m/s 2。
[0095] 刷子12至少部分地区被喷嘴壳体28围绕。在喷嘴壳体28内的刷子12的布置被 优选地选择,以使得刷子12至少部分地从喷嘴壳体28的底部30中突出。在设备100的使 用期间,喷嘴壳体28的底侧30面朝待清洁表面20。
[0096] 橡胶扫帚元件32也被附接至喷嘴壳体28的所述底侧30。该橡胶扫帚元件32被 布置成使得其在设备100使用期间与待清洁表面接触。橡胶扫帚被用作一种在喷嘴10被 移动时用于擦拭污垢和/或液体颗粒22、24跨过或离开表面20的擦拭器。橡胶扫帚22基 本平行于刷子轴线14延伸。喷嘴壳体28、橡胶扫帚32以及刷子12 -起定义了位于喷嘴壳 体28内的抽吸区域34。应当注意,在本发明的含义中,抽吸区域34不仅表示了刷子12、橡 胶扫帚32和喷嘴壳体28之间的区域,而且对于刷子12旋转期间的时间,表示了刷子元件 16之间的空间,其中,刷子元件16位于喷嘴壳体28内部。抽吸区域34也表示一个在橡胶 扫帚32和刷子12之间限定的区域。后一区域在下面将也被表示为通向抽吸区域34的抽 吸入口 36。
[0097] 借助于在这些附图中仅以示意性方式被示出的真空总成38,在抽吸区域34中产 生负压,以用于吸收已被刷子12和橡胶扫帚32碰到并收集的污垢颗粒22和液体颗粒24。 所述负压优选地在3和70mbar之间,更优选地在4和50mbar之间,最优选地在5和30mbar 之间的范围内。与施加大约70mbar的负压的常规吸尘器相比,该负压很低。然而,由于将 在下面进一步被阐述的刷子12的特性,可能已经在上面提到的压力范围内实现了非常良 好的清洁效果。因而,也可使用较小的真空总成38。这增加了在真空泵选择方面的自由度。
[0098] 在刷子12旋转期间,污垢和/或液体颗粒22、24将在表面20上被碰到,且被朝向 喷嘴壳体28的内部或对着橡胶扫帚32被发射。如果颗粒22、24被对着橡胶扫帚32发射, 则它们将从那里得到反射。这些反射的颗粒22、24将再次到达刷子12并再次被发射。以 这种方式,颗粒22、24在它们最终由真空总成38吸收之前,在刷子12与橡胶扫帚32之间 以几乎之字形方式来回地反弹。然而,污垢和/或液体颗粒22、24中的一些将以这种平坦 的方式从表面20被发射,使得它们将在刷子12和橡胶扫帚32之间的区域中重新被喷射到 表面20上。由于橡胶扫帚32作为一种擦拭器,因此,这些颗粒22、24将不被再次发射出喷 嘴壳体28外。由于通过真空总成38施加的负压,这些被重新喷射的颗粒22、24然后将也 被真空总成38吸收。
[0099] 本发明的中心点之一涉及橡胶扫帚32的特性和其与刷子12的相互作用。橡胶扫 帚32适合于围绕其纵向方向48,取决于喷嘴10
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