表面处理器具的制作方法

专利名称：表面处理器具的制作方法
技术领域：
一般而言，本发明涉及一种表面处理器具，其具有可伸展的柔性软管或所谓“伸 长”软管，该软管可设置成作为用于该器具的软管和棒组件的一部分。技术领域家用真空吸尘器，即用于家庭用途的那些真空吸尘器，通常落入两个分类中“筒 式”吸尘器和“立式”吸尘器。在典型的筒式吸尘器a中，如图1所示，吸尘器a的主体b经由软管和棒组件而被 流体地连接到地板工具C。软管和棒组件包括相对不可伸长的、柔性的、一端连接到主体b 上的吸入口的软管d，和刚性的、中空的、可伸缩的棒e，该棒把柔性软管d的另一端部连接 到地板工具C。在吸尘器a的常规操作中，使用者手动地抓持棒e从地板一边到另一边地操 纵地板工具c，在不可伸长的柔性软管d后拖拽主体b。在典型的立式吸尘器f中，如图2a所示，吸尘器头g永久地附连到真空吸尘器的 主体h，使用者利用手柄i从地板一边到另一边地一起操作该吸尘器头g和主体h。在历史 上，只有筒式吸尘器设置有吸入软管；立式吸尘器单独地靠于永久附连到吸尘器的主体的 吸尘器头上。近来，除了吸尘器头外，制造商已经开始提供具有软管和棒组件的立式真空吸 尘器，以使得立式吸尘器可任选地以筒式吸尘器的方式工作。图2b示出了软管和棒组件的 特别紧凑的形式，通常使用在戴森立式真空吸尘器范围内的型号上，其中伸缩棒j与手柄i 为整体且通过操作闩锁可从主体h释放。所谓的“伸长”软管k把棒j附连到主体h上的 吸入口(未示出)；该伸长软管k在缩回位置被储存在主体h上，然后根据需要随着棒j的 释放(利用手柄)可手动延伸，或“伸长”，以扩大棒j的有用范围。根据需要，适当的地板 工具1可被附连到棒j上的吸入口。用于前期型号的筒式吸尘器的软管通常由橡胶构造，其一个例子描述于UK专利 No. GB836407中。但是，这些橡胶或橡胶基软管相对较快地被塑料吸入软管代替，塑料吸入 软管通常包括具有一系列皱褶来为软管提供所需柔性的模制热塑性软管壁。与相应的橡胶 或橡胶基软管相比，塑料的使用显著降低了软管的重量，且模制的塑料吸入软管已成为家 用真空吸尘器的非常确定的工业标准，无论是用于筒式吸尘器的相对不可伸缩软管的形式 还是用于现代立式吸尘器的伸长软管。模制塑料软管还通常用作工业(非家用)表面处理器具中的吸气或吹气管，且被 用于其它领域，在这些领域中同样希望能提供重量较轻且制造成本低廉的软管。

发明内容
本发明的目的是提供一种表面处理器具，其装有改进的伸长软管，可做为用于该 器具的软管和棒组件的一部分，该伸长软管对于立式家用真空吸尘器上通常使用的传统模 制塑料伸长软管可提供有利的替代。根据本发明，提供一种表面处理器具，优选为家用真空清洁器具，其包括柔性软 管，在施加到软管的拉力的作用下软管的一段可纵向地从收缩长度延伸到伸长长度，该伸
3长长度比收缩长度至少长25%，其中所述软管段具有至少部分地由一或多个织物层形成的 可伸展软管壁，至少一个织物层被密封以形成对于软管传输的流体的不可渗透屏障。本发明涉及伸长软管，其具有伸长长度，在使用软管的环境中，该伸长长度显著长 于其收缩长度。因此，伸长长度将比收缩长度长至少25% (即125cm的伸长长度对应于 IOOcm的收缩长度)，但通常可以是软管的收缩长度的2至6倍范围，该伸长长度可高达软 管的收缩长度的20倍。软管可响应手动拉力、例如通过真空吸尘器的使用者手动施加的力而伸展。织物伸长软管的使用尤其结束了家用真空清洁器具的久已建立的工业标准，家用 真空清洁器具几乎全部延续地依赖于传统的模制塑料软管。业已发现，在这种传统模制塑 料伸长软管中，软管壁可能遭受由于软管的反复延伸和收缩导致的循环疲劳，增加了软管 破裂的风险。软管的疲劳寿命可通过增加软管壁的厚度而提高，但是这通常增加了重量，且 还可极大地降低某些应用中的软管的柔性和/或延伸性。根据本发明，使用流体密封织物 层的目的是提供一种既不可渗透、高柔性又具有对于循环疲劳有相对较高的耐受度的层， 由此与传统塑料软管相比，有利地改进了软管的使用寿命，而对软管的柔性或重量没有不 利影响。软管壁可以是织物软管壁，即单独由一或多个织物层构造。这种相对简单的织物 构造提供了对于显现可比疲劳寿命的传统模制塑料软管的质轻、高柔性的替代物。一或多个织物层可以基本上是非弹性的，且可包括足够的松弛部，用于软管壁从 收缩长度到伸长长度的非弹性纵向延伸。至少一些松弛部可通过织物中的一系列皱褶或折 叠方便地提供。织物软管壁可包括纺织、编织或针织塑料或塑料涂覆的细丝。软管壁可包括至少一个防破裂织物层，该织物被交织有增强纱线图案，典型地为 交叉图案，由此针对织物中的裂缝和脱线的蔓延和形成具有高抵抗性。防破裂织物可以是 防破裂尼龙或防破裂聚酯物，但是本发明不限于任何具体织物。防破裂织物中的增强纱线 不必与大块织物中的材料相同。防破裂织物层设有软管壁中的抗撕裂且抗穿孔的层。防破裂织物层自身可相对较 薄，在家用真空清洁器具的情况中可小于0. 1mm，因此软管的重量不会有任何明显增加。防 破裂织物也是高度柔性的。软管壁可被支撑在一或多个框架元件上，为软管提供增加的破裂强度和刚性。这 有助于保持通过软管的敞开的流体通道。框架元件被配置为用于相对于彼此纵向运动，以适应织物壁从收缩长度到伸长长 度的延伸。框架元件可被弹性地彼此连接，用于提供回复力以使织物壁从伸长长度回到收 缩长度。可将一或多个框架元件径向地夹在软管壁中的两个分开的织物层之间，或替代 地，夹在两个织物叠层(其通过在一层织物上加倍而形成)之间，以使得框架元件(一或多 个)不暴露在软管壁的外侧上。在软管的使用过程中，织物的摩擦磨损可能发生在主要沿框架元件和织物之间的 接触界面上，这最终可导致软管壁破裂(且由此在用于表面清洁器具的吸入软管的情况下 损失吸力)。织物的叠层或两个夹层的设置借助增加软管壁的有效厚度降低了这种摩擦磨损的影响。同时，在框架元件的内侧上设置内夹层(或叠层)具有的优点是，该内夹层不会 受到通常发生在框架元件的外侧周围的相对较高水平的摩擦磨损。可在各框架元件的轴向任一侧将织物的层或叠层彼此结合，以把框件元件包封在 织物层或叠层之间，由此可方便地把框架元件保持在它们的预定位置中。构成软管壁的织 物可附加地或替换地被设置为形成于一或多个框架元件的外侧周围的多叠层或多个层的 重叠部，这将进一步改善软管的外部耐磨性。业已发现，用相对顺从的或低摩擦的材料(即相对于构成框架元件的材料较顺从 或低摩擦)涂覆框架元件对软管的耐磨性具有显著影响。例如，如果框架元件是钢，可通过 用塑料(例如聚氨酯(Pu)、热塑性聚氨酯(TPU)、或聚四氟乙烯(PTFE))涂覆框架元件而显 著改善软管的耐磨性。软管壁可包括缠绕的织物带。在一具体实施例中，软管壁包括缠绕的织物带，且一 或多个框架元件被径向地夹在缠绕的织物带的两个轴向重叠通道中。织物的各重叠通道在 相应框架元件的轴向任一侧可彼此结合，以包封框架元件。附加地或替换地，如果织物带形 成在一或多个框架元件的外侧周围的相应多叠层重叠部，可将缠绕的织物带设置为使得具 有两个或多个轴向重叠通道。这些缠绕配置被认为对于降低摩擦磨损特别有用；这在常规 家用真空清洁器具上使用的过程中尤其如此，其中初步测试表明，与传统模制塑料软管相 比，以上述方式形成防破裂织物带可显著地增加软管的寿命。上述缠绕配置还使软管呈现 相对平滑的内表面，倾向于限制流过该软管的任何边界层的厚度。可将软管壁结合到框架元件，例如使用粘接剂。如果框架元件由导电材料形成，可 通过电阻加热框架元件固化粘接剂。框架元件可以是螺旋形支撑构件上的圈，其可以是螺旋形金属线。可利用任意合 适的缠绕配置将织物方便地缠绕在螺旋形支撑构件周围。


本发明的实施例将参考附图进行说明。附图中图1是装有柔性吸入软管的传统筒式吸尘器的示意性透视图；图2a和2b是装有柔性吸入软管的传统立式吸尘器的示意性侧视图；图3是本发明的柔性的、可伸长软管的收缩长度的示意性透视图；图4a是沿线A-A截取的图3所示软管的截面图；图4b是对应于图4a的截面图，但其示出了处于伸长构型中的软管；图5是本发明软管的一替换形式的截面图，其中软管壁具有多层织物构造；图6是软管的一替换形式的截面图，其中软管壁由缠绕的织物带构造；图7是贯穿图6所示的织物软管壁的一部分的截面图；图8是贯穿一段软管的截面图，其示出了使用缠绕织物带的替换软管壁构型；以及图9是贯穿一段软管的截面图，其示出了使用缠绕的织物带的另一替换软管壁构 型。
具体实施例方式首先参考图3，软管1的可伸长段包括软管壁2，软管壁被支撑在螺旋形支撑构件3的外侧上。螺旋形支撑构件3从图4a中所示的收缩长度L,可弹性地纵向伸长(沿图3中轴 线X)到图4b所示的伸长长度Le。软管壁2由基本为非弹性的织物的单一层组成，其被密封以防止流体通过软管壁 2泄露。软管壁2由此呈现为不可渗透屏障，用于容纳通过图4b中的软管传输的流体(由 箭头A指示)。织物可以是防破裂织物，例如防破裂尼龙或聚酯织物。织物软管壁2被固定到螺旋形支撑构件3，但是具有足够的轴向松弛以适应从收 缩长度k到伸长长度Le的基本上非弹性的纵向伸长。由此，在螺旋形支撑构件3处于收缩 长度k的情况下，织物软管壁在螺旋形支撑构件3的相继圈(successive coil)之间形成 一系列褶皱，然后在软管壁纵向伸长至伸长长度Le期间这些皱褶被张紧，如图4b所示。织 物软管壁2可被设置为沿预定线折叠，以使得软管壁易于在螺旋形支撑构件3的相继圈之 间形成一系列更紧密的预定折叠部，而不是图4a所示的更“松弛”的皱褶。织物软管壁2可通过用密封剂浸渍、喷涂或浸涂织物而被密封，密封剂例如可以 是聚氨酯(Pu)、热塑性聚氨酯(TPU)或聚氯乙烯(PVC)，或者通常可通过使用任意合适的增 塑工艺密封。所述织物可以是例如通过纺织、编织或针织制造的织物片，其中，可将织物片缠绕 在螺旋形支撑构件3的外侧周围以形成管状软管壁2。织物可被紧密地缠绕以在螺旋形支 撑构件3上形成压缩配合(但还提供必要的轴向松弛，用于软管壁2的纵向伸长)。软管 壁2可被牢固地结合到螺旋形支撑构件3，例如使用如合适的溶剂型粘接剂或环氧粘接剂 之类的热固性粘接剂，可将其施加到软管壁2和螺旋形支撑构件3中之一或两者上，可在缠 绕织物前预涂覆。如果螺旋形支撑构件3呈金属线的圈的形式，粘接剂可方便地通过使用 适当的电流进行电阻加热而被热固化。在一替换配置中，防破裂织物被制造为无缝管状织物，例如通过管状纺织、管状编 织或管状针织制造，而软管壁2是通过把织物管纵向地卷在螺旋形支撑构件3上而形成的。 预成型织物管也可通过先绕圆柱形心轴缠绕织物再把织物片沿接缝结合以形成管而被制 造。而且，可控制软管壁2的相对直径，以在螺旋形支撑构件3上形成轻微压缩配合且软管 壁可通过使用热固性粘接剂而被牢固地结合到螺旋形支撑构件3。在图4a和4b中，螺旋形支撑构件3的相继圈3a、3b、3c构成连续组的框架元件， 用于支撑软管壁2。图5示出了一替换配置，其中，一段伸长软管10具有支撑在非连续组的 框架元件上的软管壁20，该框架元件呈单独结合到软管壁20的内侧的独立框架环30的形 式。在图5中示出了处于伸长长度Le的伸长软管10，在拉力T的作用下，软管壁20被 拉紧在框架环30之间。框架环30彼此独立，因此不提供任何回复力来使软管返回到收缩 长度。如果需要的话，通过在软管壁2中使用弹性织物，仍可提供适当的回复力。一旦软管 10的长度回复到其收缩长度，软管壁20呈现皱褶轮廓，类似于图4a中所示的软管壁2的轮廓。软管壁20具有多层织物壁构造，其包括夹在单独的内和外层织物20b、20c之间的 中间织物层20a。织物层20a、20b、20c不必由相同的织物组成；例如，织物层20a可以是防 破裂织物，而织物层20b、20c可以是倾向于赋予软管壁期望特性(例如耐化学性或耐火性)的某种其它织物。层20a、20b、20c中的至少一个被密封以防止流体通过软管壁20泄露。织物层20a、20b、20c的每个可由织物片或管状织物形成。例如，可将织物层20a 形成为无缝管状织物，织物层20b和20c可由织物片形成，该织物片相继绕内部管状织物层 20a缠绕。可使用热固性粘接剂将织物层20a、20b、20c彼此结合，该粘接剂通过单独地电阻 加热(可使用某种开关电路)每个框架环30而被固化。替换地，在通过浸渍使一层或多层 织物层20a、20b、20c进行表面密封时，浸渍密封剂还可被有效地用于结合织物层20a、20b、 20c。图6是截面图，其示出了利用两个防破裂织物带200和201形成的多层织物软管壁。织物带200和201的每个都被缠绕以形成沿该螺旋形支撑构件3的长度的相应织 物层。在织物带200的情况中，其在螺旋形支撑构件3的外侧上形成相应织物层210，该织 物层包括一系列轴向重叠的织物通道200a、200b和200c等。在织物带201的情况中，其 在螺旋形支撑构件3的内侧上形成相应织物层211，该织物层包括一系列重叠的织物通道 201a,201b,201c 等。螺旋形支撑构件3的圈3a、3b、3c径向地夹在两个织物层210、211之间。例如圈 3a夹在通道200a、201a之间，圈3b夹在通道200b、201b之间，等等。此外，织物带200的重 叠通道在圈3a、3b、3c等的外侧上形成一系列双层重叠部。例如，重叠的通道200a和200b 在圈3a的外侧上形成双层重叠部，重叠的通道200b和200c在圈3b的外侧上形成双层重 叠部，等等。在图6所示的配置中，织物带201的重叠通道额外地在圈3a、3b、3c的内侧上 形成相应双层重叠部，但是螺旋形支撑构件3的外侧上的双层重叠部被认为是对于家用清 洁器具上的吸入软管特别有利，因为它们与软管壁的通常受到相对较大摩擦磨损的区域相 关联。织物带200、201可被预缠绕在心轴上，然后以类似于预成型织物管的方式装配到 螺旋形支撑构件3上，接着可把织物的重叠通道结合以增强织物带的预缠绕结构。重叠通道200a、201a在圈3a的轴向任一侧被彼此结合，如图7的垂直虚线所示， 以把圈3a包封在织物带200、201之间。此外，通道200a、201 a被分别结合到通道200b、 201b。螺旋形支撑构件在施加的拉力的作用下伸长到其伸长长度“时将织物带200、201 缠绕在螺旋形支撑构件3周围，如图6所示。织物带200、301缠绕之后，然后去除施加的拉 力，螺旋形支撑构件返回到其收缩长度，软管壁呈现大致皱褶轮廓，类似于图4a中的软管 壁2的轮廓。图6示出了使用织物带的一种可能的缠绕配置，当然其它配置也是可能的。因此， 在图8中，单个防破裂织物带203沿方向X被缠绕在螺旋形支撑构件3上，织物带203的尾 部绕圈3a、3b、3c的外侧行进，织物带203的前部绕圈3a、3b、3c的内侧行进。在这种情况 下，圈3a、3b、3c的每个都被径向地夹在单一织物带203的重叠通道之间，不需要第二织物 带。例如，圈3b被夹在重叠的通道203a和203b之间，且重叠的通道203a和203b可在圈 3b的轴向任一侧彼此结合，以把圈3b包封就位。单个防破裂织物带可被额外地缠绕以在框架元件的外侧上形成多叠层重叠部。图 9示出了一种这样的“双重功能”缠绕配置；图9所示的配置类似于图8所示的配置，但是使用了额外的相对较宽的防破裂织物带204，以在圈3a、3b、3c的外侧上形成一系列双层重叠 部。在这种情况下，防破裂织物带204被配置为使得圈3a、3b、3c的每个都被径向地夹在织 物带204的第一和第二重叠通道之间，而第二重叠通道额外地重叠织物带204的第三通道， 以在圈的外侧上形成双层重叠部。例如，圈3a被夹在相继的重叠通道204a和204b之间， 而通道204b与相继的重叠通道204c额外地形成双层重叠部。重叠通道204a和204b可在 圈3a的轴向任一侧彼此结合，以把圈包封就位。此外，重叠通道204b和204c可在相应双 层重叠部的区域彼此结合。尽管在所述实施例中，框架元件被定位在软管壁内侧上、或包封在内部，但本发明 不限于这种配置，框架元件可替换地设置在软管壁的外侧上。本发明涉及一种表面处理器具，优选涉及一种家用真空清洁器具。软管可被并入 作为用于该器具的软管和棒组件的一部分，且在任何情况可将其用常规配件配合到器具的 主体。器具的主体尤其可以是家用立式吸尘器上的传统立式主体，例如图2a和2b中的主 体ho尽管在所述实施例中软管包括织物软管壁，即软管壁完全由一或多个织物层构 造，在最宽的范围内，本发明不限于其中伸长软管具有织物软管壁的配置。软管壁例如可额 外地包括挤出或注射模制的塑料保护套或衬。不仅如此，还应认为，与传统的挤出或注射模 制塑料伸长软管相比，软管壁中的不可渗透织物层的使用将改善软管壁对于循环疲劳的抵 抗性，且由此改善了软管的使用寿命。
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权利要求
一种表面清洁器具，包括柔性软管，在施加到该软管的拉力的作用下，该柔性软管的一段可纵向地从收缩长度伸展至伸长长度，所述伸长长度比收缩长度至少长25％，其中，所述软管段具有至少部分地由一或多个织物层形成的可伸展软管壁，至少一个织物层被密封以形成对于软管传输流体的不可渗透屏障。
2.如权利要求1所述的表面清洁器具，其中，所述软管壁是织物软管壁，该织物软管壁 包括一或多个织物层，至少一个织物层被密封以形成对于软管传输流体的不可渗透屏障。
3.如权利要求1所述的表面清洁器具，其中，一或多个所述织物层基本上是非弹性的， 且具有足够的松弛部用于软管壁从收缩长度至伸长长度的非弹性纵向延伸。
4.如权利要求3所述的表面清洁器具，其中，至少一些松弛部由织物中的一系列皱褶 或折叠提供。
5.如权利要求1所述的表面清洁器具，其中，至少一个织物层是至少部分地由塑料细 丝纺织、编织或针织而成。
6.如权利要求1所述的表面清洁器具，其中，所述软管壁包括至少一个防破裂织物层。
7.如权利要求1所述的表面清洁器具，其中，所述软管壁被固定到一个或多个增强框 架元件，该增强框架元件被设置用于相对于彼此纵向运动，以适应软管壁从收缩长度至伸 长长度的延伸。
8.如权利要求7所述的表面清洁器具，其中，所述框架元件被弹性地彼此连接，以提供 回复力而使所述软管壁从伸长长度返回到收缩长度。
9.如权利要求7所述的表面清洁器具，其中，该一或多个框架元件被径向地夹在形成 软管壁的一部分的织物层或叠层之间。
10.如权利要求9所述的表面清洁器具，其中，所述织物层或叠层在相应框架元件的轴 向任一侧被彼此结合，以把框架元件包封在织物层或叠层之间。
11.如权利要求7至10中任一项所述的表面清洁器具，其中，所述软管壁中的织物被设 置为在该一或多个框件元件外侧周围形成多叠层重叠部或多层重叠部。
12.如权利要求7所述的表面清洁器具，其中，所述软管壁包括由缠绕织物带构成的层。
13.如权利要求12所述的表面清洁器具，其中，该一或多个框架元件被径向地夹在所 述缠绕织物带的两个轴向重叠通道之间。
14.如权利要求12所述的表面清洁器具，其中，所述缠绕织物带的两个或多个轴向重 叠通道在该一或多个框架元件的外侧周围形成相应多叠层重叠部。
15.如权利要求7所述的表面清洁器具，其中，所述框架元件是弹性螺旋形支撑构件上 的圈。
16.如权利要求1所述的表面清洁器具，其中，所述软管设置在该器具中作为软管和棒 组件的一部分。
全文摘要
本发明涉及一种用于传输流体的柔性软管，具体地说，涉及用于家用立式真空吸尘器的柔性软管。该软管是伸长软管，其可在施加于软管的拉力作用下从收缩长度纵向伸展到伸长长度，该伸长长度比收缩长度至少长25％。该软管的一段具有至少部分地由织物层形成的软管壁，该织物层被密封以形成对于软管传输的流体的不可渗透屏障，由此其提供既不可渗透又具有对于循环疲劳高抵抗的层。
文档编号A47L9/24GK101961229SQ201010237310
公开日2011年2月2日 申请日期2010年7月23日 优先权日2009年7月23日
发明者爱德华·J·查德利 申请人:戴森技术有限公司