具有用于清洁表面的管嘴的清洁设备的制造方法_3

文档序号:9307448阅读:来源:国知局
扫帚的一部分。
[0064]根据本发明的进一步优选实施例,调整部件适于将第一偏转元件布置在相对于待 清洁表面相距第二距离d2的第二位置,其中d2是在0. 3mm至7mm的范围内,优选地在0. 5mm 至5mm的范围内,并且更优选地在1mm至3mm的范围内。该情况再次针对其中在设备的移 动方向上看时第一偏转元件位于刷子前方所在的上述向后行程。
[0065]需要注意的是,指定的距离范围也不是随机选择的,而是从申请人的实验产生。首 先,已表明通过创建7_的间隙,甚至最大的常见污物颗粒都可以进入管嘴装置。另一方 面,如可以从d3与d2之间的上述几何关系(d2 =d3Xtan(a))看出的,当假定释放角度 a保持恒定时,增加地板与第一偏转元件之间的距离d2也增加刷子与第一偏转元件之间 的距离d3。然而,刷子与第一偏转元件之间的距离d3不应该太大,因为该距离受到污物颗 粒的动能的限制。从刷子到第一偏转元件的弹跳表面行进时,会由于污物的空气阻力而损 失污物颗粒的动能。由于应该留有足够的能量以从弹跳表面弹回到刷子,所以d3不应该超 过大于3cm至4cm的值。考虑到对于d3而言的该限制,对于d3而言的限制导致上述距离 范围。
[0066] 大约1mm至3mm的距离d2已表明是最理想的权衡,其中大多数污物颗粒仍然可以 进入管嘴并且距离d3小到足以建立上述弹跳效果,并因此实现非常良好的清洁效果。
[0067] 为进一步改进清洁效果,根据本发明的进一步实施例,第一偏转元件的弹跳表面 相对于垂直于表面的竖直轴线倾斜。换言之,弹跳表面相对于竖直轴线倾斜。具有这样的 倾斜度时,弹跳表面不再垂直于待清洁表面(地板)布置,而是向上远离地板面对。这允许 抵着弹跳表面弹跳的污物颗粒的容易提升,因为归因于弹跳表面的倾斜,污物颗粒被以向 上的方向自动反射。尤其是在污物颗粒以〇°的释放角度(平行于地板)被从刷子释放的 情况中,污物颗粒会以倾斜角度从弹跳表面弹回,由此被快速提升。
[0068] 根据进一步的实施例,管嘴装置包括至少部分包围刷子的管嘴外壳,其中第一偏 转元件被附接至所述外壳。在该布置中,刷子至少部分被管嘴外壳包围并且至少部分从所 述管嘴外壳的底侧突出,该底侧在设备的使用期间面向待清洁表面,使得刷子元件在刷子 的转动期间接触壳体外侧的地板。
[0069]根据本发明的进一步优选实施例,多个刷子元件的线性质量密度至少在顶端部处 低于150g/10km,优选地低于20g/10km。与仅用于污渍去除(所谓搅动件)的根据现有技 术使用的刷子相比,如这里所呈现的具有柔性刷子元件的软刷子还具有从地板上拾起水的 能力。归因于优选地用作刷子元件的柔性微纤维毛,当刷子元件/微纤维毛在刷子的转动 期间接触地板时,污物颗粒和液体可以被从地板上拾起。利用刷子也能拾起水的能力主要 由归因于刷子元件的所选线性质量密度而发生的毛细管现象和/或其他附着力引起。非常 细的微纤维毛进一步使得刷子为粗污物打开。
[0070] 需要注意的是,所提到的线性质量密度、即以g/10km为单位的线性质量密度也表 示为Dtex值。上述种类的非常低的Dtex值确保至少在顶端部处刷子元件足够柔性以承受 弯折效果并能够从待清洁表面上拾起污物颗粒和液体液滴。此外,刷子元件的磨损和撕扯 的程度看来是该线性质量密度范围内是可接受的。
[0071] 由申请人所执行的实验已经证明,在上述范围内的Dtex值看来是技术上可能的 并且可以随之获得良好的清洁效果。然而,已表明通过具有甚至更低下限的Dtex值、如 125、50、20或甚至5 (以g/10km为单位)的Dtex值可以进一步提高清洁效果。
[0072] 根据本发明的进一步优选实施例,驱动部件适于在刷子元件的顶端部实现离心加 速度,该离心加速度特别是在当刷子元件在刷子的转动期间不接触表面时的污物释放期期 间为至少3, 000m/s2,更优选地为至少7, 000m/s2,并且最优选地为12, 000m/s2。
[0073] 需要注意的是,至少在刷子元件在刷子的转动期间不接触表面时的污物释放期期 间在顶端部处占优势的加速度方面为3,OOOm/s2的最大值是通过本发明的上下文中所进行 的实验结果来支持。这些实验已表明,根据本发明的设备的清洁性能随着刷子的角速度的 增加而提高,这暗示刷子元件的顶端部处的加速度在转动期间增加。
[0074] 当驱动部件适于实现在上述范围内的刷子元件的离心加速度时,对于附着于刷子 元件的液体液滴而言很可能在刷子元件不接触待清洁表面时的时段期间被作为液滴的雾 喷出。
[0075] 将用于柔性刷子元件的线性质量密度的上述参数与用于刷子元件的顶端的加速 度的参数组合,产生可转动刷子的最佳清洁性能,其中在实际中遇到刷子的所有污物颗粒 和泼洒的液体都被刷子元件拾起并且在管嘴外壳内侧的位置被喷出。
[0076] 刷子元件顶端部处的线性质量密度与离心加速度的良好组合提供150g/10km的 用于Dtex值的上限和3,OOOm/s2的用于离心加速度的下限。该参数组合已表明使得能够 得到优异的清洁效果,其中表面在实际中在一次行进中去除颗粒并且使干燥。利用该参数 组合还表明导致非常良好的污渍去除特性。利用刷子还拾起液体/水的能力主要由归因于 刷子元件的所选线性质量密度和刷子被驱动时出现的高速度而发生的毛细管现象和/或 其他附着力而引起。
[0077] 刷子元件的顶端部处的关于线性质量密度和实现的离心加速度的上述参数的组 合不是基于现有技术的知识而发现的。现有技术甚至没有关于具有用于清洁表面并且还能 够提升污物和液体的仅一个可转刷子的自主、最佳功能性的可能方案。
[0078] 为实现刷子元件的顶端部处的上述离心加速度,根据本发明的实施例,驱动部件 适于在设备的操作期间实现在3,OOOrpm至15,OOOrpm的范围内、更优选地在5,OOOrpm至 8,OOOrpm的范围内的刷子的角速度。申请人的实验已表明,当以至少6,OOOrpm的角速度驱 动刷子时,可以获得最佳清洁效果。
[0079] 然而,刷子元件的顶端部处的期望加速度不仅取决于角速度,而且取决于刷子的 半径、相应地取决于直径。因此,根据本发明的进一步实施例优选的是,当刷子元件处于完 全伸开状态时,刷子具有在l〇mm至100mm的范围内、更优选地在20mm至80mm的范围内并 且最优选地在35mm至50mm的范围内的直径。当刷子处于完全伸开状态时,刷子元件的长 度优选地在1_至20mm的范围内、更优选地在8mm至12mm的范围内。
[0080] 根据进一步实施例,清洁设备进一步包括用于生成排出通道内的用于摄取污物和 /或液体颗粒的负压的真空机组,其中由真空机组生成的所述负压在3mbar至70mbar的范 围内,优选地在4mbar至50mbar的范围内,并且最优选地在5mbar至30mbar的范围内。
[0081] 尽管真空机组如上所述根据发明不一定需要,但附加的真空机组可已经被增加情 节性能。尤其是通过提供该真空机组改善或克服所谓重喷表面的效果。
[0082] 与由附加真空机组生成的上述负压范围相比,现有技术的真空清洁器的状态需要 施加较高负压以便实现可接受的清洁效果。然而,归因于上述弹跳效果和将污物颗粒智能 地朝向排出通道偏转的特殊技术以及归因于刷子的上述特性,在上述压力范围内已经可以 实现非常良好的清洁效果。因此,也可以使用较小的真空机组。这增加真空栗的选择上的 自由度。再次需要注意的是,为实现像现有技术清洁设备一样较好的清洁效果,真空栗不是 强制性的。
[0083] 所呈现的清洁设备可以进一步包括定位部件,其用于将刷子轴线定位在与待清洁 表面相距小于具有完全伸开的刷子元件的刷子的半径的距离处,以实现在操作期间接触待 清洁表面的刷子部分的压入(indentation),该压入在刷子直径的从2%到12%的范围内。 [0084] 作为结果,当刷子与地板接触时刷子元件弯折。因此,只要刷子元件在刷子的转动 期间与地板接触,刷子元件的外观就从伸开的外观变成弯折的外观,并且刷子元件在刷子 的转动期间一失去与地板的接触,刷子元件的外观就从弯折的外观变成伸开的外观。当刷 子的顶端部接触第一偏转元件的第一偏转表面时发生相同的刷子特征。
[0085] 用于刷子的压入的实际范围布置成从关于刷子元件的完全伸开状态的刷子的直 径的2%至12%。在实际情况中,如提到的刷子的直径可以通过适当的测量、例如通过使用 高速摄像机或以刷子的转动频率操作的频闪观测仪来进行确定。
[0086] 刷子元件的变形或者更精确地说发生变形时的速度也受到刷子元件的线性质量 密度的影响。此外,刷子元件的线性质量密度影响用于使刷子转动所需的功率。当刷子元 件的线性质量密度相对低时,柔性相对高,并且用于当它们与待清洁表面或第一偏转表面 接触时引起刷子元件弯折所需的功率相对低。这也意味着刷子元件与地板之间或者与第一 偏转表面之间生成的摩擦功率低,由此防止任何损坏。刷子元件的相对低的线性质量密度 的其他有利效果是相对高的耐磨性、相对小的由尖锐物体等类似物损坏的机会和以使得即 使当遇到地板上的大量凹凸不平时也维持接触的方式跟随待清洁表面的能力。
[0087] 可以在可转动刷子的清洁功能中扮演附加角色的因素是刷子元件的堆积密度(packingdensity)。当堆积密度足够大时,可以在刷子元件之间发生毛细管效应,这增强 液体从待清洁表面上的快速去除。根据本发明的实施例,刷子元件的堆积密度为每cm2至 少30个刷子元件的毛束,其中每个毛束的刷子元件的数量为至少500。
[0088] 将刷子元件布置成毛束形成附加的毛细管通道,由此增加用于将污物颗粒和液体 液滴从待清洁表面上拾起的刷子的毛细管力。
[0089] 如在上面已经提到的,所呈现的清洁设备具有实现极好的清洁效果的能力。这些 清洁效果甚至可以通过主动弄湿待清洁表面来提高。这在污物去除的情况中尤其有利。在 增强污物颗粒的附着于刷子元件的附着性的过程中使用的液体可以以各种方式来提供。在 第一位置时,可以通过存在于待清洁表面上的液体来弄湿可转动的刷子和柔性刷子元件。 这样的液体的示例是水,或者水与肥皂的混合物。可选地,可以通过主动将清洁液体供给至 刷子、例如通过使液体渗到刷子上或通过将液体注射到刷子的中空芯元件内而将液体提供 至柔性刷子元件。
[0090] 根据实施例,因此优选的是,清洁设备包括用于将液体以低于刷子的每cm宽度每 分钟6ml的速度供给至刷子的部件,其中宽度是刷子的刷子轴线延伸。看来对于液体的供 给而言不必要以较高速度发生,并且上面提到的速度足以用于液体满足作为用于污物颗粒 的携带/传送部件的功能。因此,从待清洁表面上去除污渍的能力可以被显著提高。只使 用少量液体的优点在于,能够处理易损表面,甚至指示为对诸如水等的液体敏感的表面。此 外,含有待供给至刷子的液体的给定尺寸的储蓄器,自治时间较长,即,在储蓄器用空并需 要再次填充之前需要更多时间。
[0091] 必须注意的是,取代使用有意选择并主动供给的液体,也可以使用泼洒的液体, 即,准备从待清洁表面上去除的液体。示例是泼洒的咖啡、牛奶、茶等类似物。鉴于如之前 提到的刷子元件能够将液体从待清洁表面上去除,并且在如前述所描述的在离心力的影响 下可以将液体从刷子元件上去除的事实,这是可以的。上面提到的在刷子与第一偏转元件 的弹跳表面之间的区域中重喷表面的效果可以通过由于充当一种擦抹器(在向前行程中) 而将该重喷的液体和污物收集起来的第一偏转元件来克服,使得如果使用附加真空机组施 加负压则可以接着将剩余的液体和污物摄取。
【附图说明】
[0092] 本发明的这些及其他方面将从下文描述的实施例中变得明显并参照其进行阐述。 在下面的附图中:
[0093]图1示出根据本发明的清洁设备的管嘴装置的第一实施例的示意性截面图;[0094]图2示意性地图示出本发明的使用第一、第二偏转元件将污物和/或液体偏转并 收集的技术原理,其中清洁设备处于第一工作位置;
[0095]图3示意性地图示出本发明的使用第一、第二偏转元件将污物和/或液体偏转并 收集的技术原理,其中清洁设备处于第二工作位置;
[0096] 图4示出用于图示出污物和/或液体离开第一偏转元件时的出射角度与污物和/ 或液体离开第二偏转元件时的出射角度之间的关系的图;
[0097] 图5A和图5B示出图1中示出的管嘴装置的第一实施例的放大图,以便以示意图 示出污物和/或液体的在第一、第二偏转元件处的偏转;
[0098] 图6示意性地图示出第二偏转元件的第二实施例;
[0099] 图7A示意性地图示出根据本发明从所使用的刷子释放污物,其中清洁设备处于 第二工作位置;图7B和图7C示出包括对于不同污物颗粒而言的相应测量结果的图;
[0100] 图8A示意性地图示出根据本发明从所使用的刷子释放污物,其中清洁设备处于 第一工作位置;图8B示出包括相应测量结果的图;
[0101] 图9示出根据本发明的清洁设备作为整体的示意性截面图;
[0102] 图10示出清洁设备的刷子的进一步实施例的示意性截面图;
[0103] 图11示出用于图示出刷子的角速度与所述刷子的自洁能力之间的关系的图;和
[0104] 图12示出用于图示出刷子的离心加速度与所述刷子的自洁能力之间的关系的 图。
【具体实施方式】
[0105] 图1示出根据本发明的清洁设备100的管嘴装置10的第一实施例的示意性截面 图。管嘴装置10包括可围绕刷子轴线14转动的刷子12。所述刷子12设置有柔性刷子元 件16,其优选地通过细微纤维毛来实现。柔性刷子元件16包括顶端部18,该顶端部18适 于在刷子的转动期间接触待清洁表面20并适于在当刷子元件16接触表面20时的拾起期 期间从所述表面20 (地
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