МАШИНА ДЛЯ ЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ И СПОСОБ ЕЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
MACHINE FOR CLEANING SURFACES AND METHOD OF ITS OPERATION

В отношении настоящей заявки испрашивается приоритет по дате подачи немецкой заявки №102014114813.4 от 13 октября 2014 г. Содержание указанной немецкой патентной заявки в полном объеме и с любой целью включено в данное описание путем ссылки.
Изобретение относится к машине для чистки поверхностей, содержащей основу, в которой расположен всасывающий агрегат, чистящую головку, на которой установлен по меньшей мере один чистящий валик и на которой расположен по меньшей мере один всасывающий вход, сообщающийся со всасывающим агрегатом и примыкающий к по меньшей мере одному чистящему валику, и приводное устройство для приведения по меньшей мере одного чистящего валика во вращение.
Изобретение также относится к способу эксплуатации соответствующей машины для чистки поверхностей.
Из публикации WO 2013/027140 A1 известно чистящее устройство для очистки поверхности, содержащее приводимую во вращение щетку. Также предусмотрен резиновый скребок, расположенный на расстоянии от щетки и закрепленный на нижней стороне корпуса насадки.
Из публикаций WO 2013/027164 A1 или US 2014/0182079 A1 также известно чистящее устройство с приводимой во вращение щеткой и одним резиновым скребком.
Из публикации ЕР 2177128 A1 известно устройство для распределения жидкости по щетке.
Из публикации DE 4117157 А1 известен способ чистки, или уборки, преимущественно гладкой поверхности, заключающийся в том, что очищаемую поверхность протирают чистящим элементом, выполненным по существу по типу тряпки (текстильной насадки), собирая загрязнения этим чистящим элементом, при этом загрязненный чистящий элемент увлажняют и далее всасывают загрязнения, удаляя их с чистящего элемента.
Из публикации WO 2010/140967 A1 известен способ очистки загрязненной поверхности.
Из публикации CH 607578 известно подключаемое к водопроводу щеточное устройство.
Из публикации ЕР 0186005 A1 известна всасывающая щеточная насадка, снабженная ходовыми колесами.
Из публикации FR 2797895 известна щетка.
Из публикации US 2002/0194692 A1 известен способ механического удаления загрязнений с поверхности.
Из публикации DE 102011053667 А1 известен подключаемый к пылесосу прибор, содержащий установленный с возможностью вращения валик, снабженный щетиной или пластинчатыми скребками. Ось вращения валика проходит поперек направления подачи аппарата или пылесоса. Предусмотрен двигатель, вал которого вращается для привода валика. Вал двигателя проходит перпендикулярно оси вращения валика.
Из публикации DE 102004013262 А1 известен подключаемый к пылесосу чистящий и всасывающий прибор.
Из публикации DE 102007031371 А1 известна пара щеток, устанавливаемых в соответствующих гнездах.
В основу изобретения была положена задача создания машины для чистки поверхностей указанного в начале описания типа, которая при простоте конструкции предоставляла бы широкие возможности проведения чистки.
В соответствии с изобретением эта задача решается в машине для чистки поверхностей указанного в начале описания типа за счет того, что ось вала приводного двигателя, входящего в состав приводного устройства, и ось вращения по меньшей мере одного чистящего валика ориентированы поперек друг друга, в частности перпендикулярно друг другу, и в частности, эта задача решается признаками пункта 1 формулы изобретения.
Благодаря тому, что ось вала приводного двигателя ориентирована поперек оси вращения чистящего валика, приводной двигатель, входящий в состав приводного устройства, может быть компактно расположен в машине для чистки поверхностей. В частности, его можно расположить в области перехода между основой машины и чистящей головкой. Благодаря этому приводной двигатель может быть расположен внизу машины, что позволяет обеспечить нижнее положение центра тяжести машины в целом. Вместе с тем, приводной двигатель при этом может быть расположен, по меньшей мере частично, за пределами чистящей головки, что обеспечивает возможность более простого конструктивного исполнения последней.
Приводной двигатель может быть вмонтирован поперек (чистящего валика) и тем самым может быть расположен компактно. Этим, в свою очередь, обеспечивается легкость управления машиной для чистки поверхностей и удобство ее использования.
Благодаря взаимной поперечной ориентации оси вала приводного двигателя и оси вращения по меньшей мере одного чистящего валика по меньшей мере один чистящий валик может быть расположен на расстоянии от приводного двигателя. Этим обеспечивается простота монтажа оснастки на чистящей головке, например, простота замены чистящего валика. Кроме того, благодаря своему расположению на расстоянии от по меньшей мере одного чистящего валика, приводной двигатель меньше загрязняется в эксплуатации.
Для передачи крутящего момента от приводного двигателя на по меньшей мере один ведомый валик предусмотрен передаточный механизм. Он позволяет оптимизировать окружную скорость по меньшей мере одного чистящего валика во время работы машины для чистки поверхностей. Кроме того, применением передаточного механизма достигается отклонение направления передачи крутящего момента.
В одном примере осуществления изобретения передаточный механизм содержит понижающую передачу. Понижающая передача уменьшает частоту вращения по сравнению с частотой вращения вала приводного двигателя. Например, понижающая передача обеспечивает понижение частоты вращения примерно с 7000 оборотов в минуту примерно до 400 оборотов в минуту. Это позволяет использовать стандартный приводной двигатель (в частности электродвигатель).
В одном примере осуществления изобретения понижающая передача представляет собой или содержит планетарную передачу. Планетарная передача может иметь компактное исполнение. Этим обеспечивается оптимизированное использование располагаемого монтажного пространства в машине для чистки поверхностей.
Понижающая передача расположена, в частности, у приводного двигателя, т.е. понижающая передача и приводной двигатель расположены в непосредственной близости друг к другу. Благодаря этому следующая (по направлению силового потока) угловая передача может работать при меньшей частоте вращения, обеспечиваемой на выходе понижающей передачи.
В частности, передаточный механизм содержит угловую передачу. Угловой передачей обеспечивается отклонение направления передачи крутящего момента, что позволяет оси вала двигателя и оси вращения чистящего валика иметь различную ориентацию.
В одном примере осуществления изобретения угловая передача содержит коническую зубчатую передачу или иную подобную передачу. Это обеспечивает простоту поперечного отклонения направления передачи крутящего момента.
В одном примере осуществления изобретения передаточный механизм также содержит ремень, передающий движение на приводной элемент, на котором (непосредственно) установлен по меньшей мере один чистящий валик. Применение (по меньшей мере одного) ремня позволяет перекрыть, или охватить, пространство для передачи крутящего момента. Этим обеспечивается оптимизированное использование располагаемого монтажного пространства. Благодаря этому, например, угловая передача может быть расположена на расстоянии от по меньшей мере одного чистящего валика и за счет этого может быть размещена в чистящей головке с обеспечением ее защиты от внешних факторов и оптимизацией используемого пространства. В этом случае передача крутящего момента от угловой передачи к по меньшей мере одному чистящему валику осуществляется ремнем, "перекрывающим" вышеупомянутое расстояние.
Указанная в начале описания задача также решается в соответствии с изобретением за счет того, что чистящая головка установлена на основе машины с возможностью поворота в шарнире вокруг оси поворота.
Наличие такого шарнира позволяет варьировать положение основы машины относительно чистящей головки по углу поворота. Благодаря этому во время работы машины для чистки поверхностей поверхность можно чистить по меньшей мере одним приводимым во вращение чистящим валиком также на иначе недоступных участках этой поверхности, например, в углах и по краям.
Чистящая головка может иметь возможность совершения полного оборота или возможность поворота в ограниченном угловом диапазоне, например ±90°. Ограничение диапазона углов поворота позволяет упростить конструкцию в отношении прокладки трубопроводов от основы машины к чистящей головке, поскольку трубопроводы в этом случае не должны скручиваться при полном обороте чистящей головки.
Ось поворота чистящей головки предпочтительно ориентирована поперек продольной оси основы машины, в частности под острым углом к продольной оси основы машины. Этот острый угол, например, находится в диапазоне от 20° до 30° и составляет, например, около 25°.
Целесообразно, чтобы приводной двигатель, входящий в состав приводного устройства, был расположен, по меньшей мере частично, на шарнире. Благодаря этому машина для чистки поверхностей может быть выполнена конструктивно простым образом, в частности, в виде полоуборочной машины (машины для чистки твердых полов или напольных покрытий). В принципе целесообразно, чтобы приводное устройство с тяжелым приводным двигателем (в частности электродвигателем) было расположено в машине для чистки поверхностей как можно ниже по направлению действия силы тяжести. Размещение приводного устройства в чистящей головке в принципе увеличивает потребный монтажный объем для чистящей головки. Предлагаемое в изобретении решение предусматривает по меньшей мере частичное использование пространства в шарнире для размещения приводного двигателя, входящего в состав приводного устройства. Это позволяет расположить приводной двигатель внизу машины по направлению действия силы тяжести (вблизи чистящей головки) при оптимальном использовании располагаемого пространства. В частности, в этом случае для крепления приводного двигателя также может использоваться основа машины.
В этом случае целесообразно, чтобы ось привода (ось вала приводного двигателя) проходила, по меньшей мере приблизительно, параллельно оси поворота или соосно с ней. Этим обеспечивается простота конструкции.
В частности, благодаря этому чистящая головка может быть установлена с возможностью поворота вокруг приводного двигателя. При простоте конструкции это предоставляет широкие возможности при работе машиной.
В одном примере осуществления изобретения шарнир содержит внутреннюю втулку, в которой по меньшей мере частично расположен приводной двигатель, и внешнюю втулку, установленную на внутренней втулке с возможностью вращения (поворота) относительно нее. Это обеспечивает простоту исполнения шарнира. Одновременно внутренняя втулка шарнира образует своего рода корпус для приводного двигателя. Это позволяет выполнить машину для чистки поверхностей с оптимальным использованием монтажного пространства.
Внешняя втулка закреплена либо на основе машины, либо на чистящей головке, а относящаяся к ней внутренняя втулка закреплена соответственно либо на чистящей головке, либо на основе машины. Это обеспечивает простоту установки приводного двигателя и исполнения шарнира. При этом внешнюю втулку целесообразно крепить к основе машины. Тогда тяжелый приводной двигатель будет закреплен на основе машины.
В одном примере осуществления изобретения чистящая головка имеет первую торцевую сторону и противоположную ей вторую торцевую сторону, причем на среднем участке между первой торцевой стороной и второй торцевой стороной расположен приводной элемент, соединенный с приводным устройством с возможностью получения создаваемого им крутящего момента. Этот приводной элемент является ведомым элементом в кинематической цепи.
В одном варианте осуществления изобретения по меньшей мере один чистящий валик выполнен состоящим из двух частей и содержит первую часть, установленную на приводном элементе и направленную к первой торцевой стороне, и вторую часть, установленную на приводном элементе и направленную ко второй торцевой стороне. Этот вариант обеспечивает простоту конструктивного исполнения чистящей головки. На среднем участке можно расположить, например, ремень для передачи крутящего момента. Благодаря этому эффект чистки обеспечивается, при компактной конструкции, также краевыми (торцевыми) участками по меньшей мере одного чистящего валика (содержащей его чистящей головки). Соответствующую среднему участку неочищенную полосу, которая может оставаться после прохода чистящей головки, можно очищать проходом чистящей головки со смещением в сторону. В частности, на чистящей головке может быть расположен разделитель, разводящий загрязнения/грязную жидкость влево и вправо для подачи к первой части и второй части чистящего валика.
В одном примере осуществления изобретения для увлажнения по меньшей мере одного чистящего валика чистящей жидкостью предусмотрено увлажнительное устройство. Оно позволяет непосредственно смачивать по меньшей мере один чистящий валик чистящей жидкостью (водой или смесью воды и чистящего средства). Результатом является оптимизированный эффект чистки. Загрязнения, имеющиеся на очищаемой поверхности, размягчаются жидкостью, содержащейся в по меньшей мере одном чистящем валике, и благодаря этому лучше отстают от поверхности и захватываются чистящим валиком.
В одном примере осуществления изобретения основа машины содержит резервуарное устройство для чистящей жидкости. Поступающей из этого резервуарного устройства чистящей жидкостью увлажнительное устройство может снабжать по меньшей мере один чистящий валик. Благодаря этому машина для чистки поверхностей может работать автономно при наличии в резервуарном устройстве запаса чистящей жидкости.
Кроме того, основа машины может содержать приемник для загрязнений и/или резервуарное устройство для грязной жидкости.
Также целесообразно, чтобы основа машины содержала сепарационное устройство, связанное со всасывающим агрегатом. Применение сепарационного устройства позволяет выделять жидкость из всасываемой загрязненной среды. Соответственно, за счет этого обеспечивается защита всасывающего агрегата.
Во время работы машина для чистки поверхностей опирается на очищаемую поверхность предпочтительно только по меньшей мере одним чистящим валиком, в частности только единственным чистящим валиком. Изменяя угол наклона основы машины (который определяется углом наклона продольной оси машины к очищаемой поверхности), можно варьировать возвышение машины в целом над очищаемой поверхностью. Это обеспечивает, с одной стороны, простоту адаптации машины к росту оператора. Кроме того, опуская машину для чистки поверхностей (и соответственно уменьшая ее высоту), машину можно заводить по меньшей мере одним чистящим валиком, например, под предмет мебели для выполнения уборки под этим предметом мебели. Благодаря тому, что машина для чистки поверхностей опирается на очищаемую поверхность, в частности, единственным чистящим валиком, создается своего рода шарнир, позволяющий наклонять машину в целом относительно очищаемой поверхности, причем соответствующей осью поворота является опорный участок по меньшей мере одного чистящего валика, которым чистящий валик прилегает к очищаемой поверхности.
По меньшей мере один чистящий валик целесообразно приводить во вращение с окружной скоростью, составляющей от 0,9 м/с (включительно) до 1,2 м/с (включительно), в частности приводить во вращение с окружной скоростью, большей или равной 0,92 м/с, в частности приводить во вращение с окружной скоростью, не превышающей 1,15 м/с. Указанная окружная скорость является, в принципе, регулируемой. В частности, она жестко задана выполнением приводного устройства (комбинации приводного двигателя с передаточным механизмом). Было установлено, что окружная скорость должна иметь свое минимальное значение, поскольку иначе чистящий валик будет лишь катиться по поверхности, не создавая достаточного эффекта чистки. Кроме того, окружная скорость должна иметь свое максимальное значение, поскольку иначе будет слишком сильно разбрызгиваться жидкость. По меньшей мере один чистящий валик имеет мягкую обшивку, например из нетканого материала. Окружная скорость относится к участку окружности по меньшей мере одного чистящего валика со сдавленной (смятой) мягкой обшивкой, соответствующему эффективному диаметру по меньшей мере одного чистящего валика.
Выгодным показал себя вариант, в котором по меньшей мере один чистящий валик приводится во вращение с окружной скоростью, составляющей от 0,95 до 1,05 м/с (включительно).
При осуществлении указанного в начале описания способа эксплуатации машины для чистки поверхностей по меньшей мере один чистящий валик в соответствии с изобретением приводят во вращение с окружной скоростью, составляющей от 0,9 м/с (включительно) до 1,2 м/с (включительно), в частности приводят во вращение с окружной скоростью, большей или равной 0,92 м/с, в частности приводят во вращение с окружной скоростью, не превышающей 1,15 м/с.
Предлагаемый в изобретении способ обладает преимуществами, рассмотренными выше в отношении предлагаемой в изобретении машины для чистки поверхностей.
При этом, если по меньшей мере один чистящий валик имеет сдавливаемую мягкую обшивку, окружная скорость относится к эффективному диаметру по меньшей мере одного чистящего валика, при котором соответствующая мягкая обшивка находится в сдавленном состоянии.
В приведенном диапазоне окружных скоростей обеспечивается оптимизированный эффект чистки. При этом исключается ситуация, в которой чистящий валик лишь катится по поверхности. Также исключается разбрызгивание жидкости.
В этом случае особенно целесообразно приводить по меньшей мере один чистящий валик во вращение с окружной скоростью, составляющей от 0,95 до 1,05 м/с.
В принципе, подходящая окружная скорость зависит от скорости подачи машины оператором, т.е. от того, с какой скоростью он толкает или ведет перед собой машину по очищаемой поверхности. Приведенные выше значения окружной скорости рассчитаны исходя из того, что скорость подачи машины оператором составляет примерно 0,9 м/с.
Осуществление изобретения подробнее рассматривается ниже на примере его предпочтительных вариантов, поясняемых чертежами, на которых показано:
на фиг. 1 - перспективное изображение предлагаемой в изобретении машины для чистки поверхностей в одном примере ее выполнения;
на фиг. 2 - вид сбоку показанной на фиг.1 машины для чистки поверхностей;
на фиг. 3 - вид спереди показанной на фиг.1 машины для чистки поверхностей;
на фиг. 4 - вид в простом разрезе секущей плоскостью 4-4, показанной на фиг. 3;
на фиг. 5 - вид в сложном разрезе секущими плоскостями 5-5, показанными на фиг. 3;
на фиг. 6 - увеличенное изображение передней части чистящей головки машины для чистки поверхностей, показанной на фиг. 1, при виде сбоку в простом разрезе секущей плоскостью 6-6, показанной на фиг. 3;
на фиг. 7 - увеличенное изображение показанного на фиг. 6 выносного элемента А в одном положении;
на фиг. 8 - изображение, аналогичное фиг. 7, в другом положении по отношению к направлению действия силы тяжести;
на фиг. 9 - отдельный перспективный вид чистящей головки машины для чистки поверхностей, показанной на фиг. 1; и
на фиг. 10 - еще один вид чистящей головки, показанной без чистящего валика.
Предлагаемая в изобретении машина для чистки поверхностей в примере ее выполнения, показанном на фиг. 1-4 (и локально на фиг. 5-10), где она обозначена номером 10, выполнена в виде машины для чистки твердых полов или твердых напольных покрытий.
Машина 10 для чистки поверхностей содержит основу 12 и чистящую головка 14. Чистящая головка 14 расположена на основе 12 машины.
В процессе чистки поверхности 16 машина 10 опирается на очищаемую поверхность 16 чистящим валиком 18.
Основа 12 машины имеет продольную ось 20 (фиг. 2, 3). Машину 10 для чистки поверхностей держат за продолговатую ручку. Для этого на основе 12 машины расположена штанга 22. Эта штанга 22 проходит по продольной оси 20. В верхней части штанги 22 расположена рукоятка, в частности скобообразная рукоятка 24. Используя эту рукоятку 24, оператор может держать машину 10 для чистки поверхностей одной рукой.
На рукоятке 24 расположен один или несколько органов управления. В частности, на рукоятке 24 расположен выключатель 26. Посредством выключателя 26 машина 10 для чистки поверхностей включается для выполнения работы по чистке поверхности и выключается.
В частности, управление машиной 10 для чистки поверхностей осуществляется таким образом, что при воздействии на выключатель 26 приводятся в действие все необходимые для работы компоненты (всасывающим агрегатом создается всасываемый поток, чистящий валик 18 приводится во вращение и увлажняется), а воздействие на выключатель 26 для выключения соответственно вызывает синхронное выключение этих компонентов.
Штанга 22 может быть расположена на основе 12 машины с возможностью ее перемещения по высоте (вдоль продольной оси 20) или неподвижно.
Основа 12 машины содержит корпус 28, в котором компоненты машины 10 для чистки поверхностей расположены с обеспечением их защиты от внешних факторов.
В одном примере осуществления изобретения на штанге 12 между корпусом 28 и рукояткой 24 расположен крюкообразный держатель 30, на который наматывается сетевой кабель для его фиксации на штанге 22.
Машина 10 для чистки поверхностей содержит всасывающий агрегат, который в целом обозначен номером 32. Этот всасывающий агрегат 32 служит для создания всасываемого потока, что позволяет отсасывать воздух у чистящего валика 18.
Всасывающий агрегат 32 содержит всасывающий вентилятор 34, расположенный в корпусе 28. Всасывающий вентилятор 34, в свою очередь, имеет двигатель, в частности электродвигатель 36, также расположенный в корпусе 28.
Со всасывающим агрегатом 32 связано сепарационное устройство 38. Оно отделяет твердые компоненты от жидких компонентов, содержащихся во всасываемом потоке.
Сепарационное устройство 38 также расположено в корпусе 28.
С сепарационным устройством 38 связано резервуарное устройство 40 для грязной жидкости. Оно установлено на корпусе 28 съемным образом.
Кроме того, на корпусе 28 съемным образом установлено резервуарное устройство 42 для чистящей жидкости. Чистящей жидкостью является, в частности, вода или смесь воды и чистящего средства.
Всасывающий агрегат 32 сообщается с (по меньшей мере одним) всасывающим каналом 44, проходящим от всасывающего вентилятора 34 в основе 12 машины через корпус 28 к чистящей головке 14. Всасывающий канал 44 имеет первую часть 46, расположенную в корпусе 28. В одном примере осуществления изобретения в корпусе 28 у первой части 46 расположено разветвление 48, которое разветвляет всасывающий канал 44 на вторую часть 50 и третью часть 52. Таким образом, первая часть 46 делится на два подканала. Вторая часть 50 и третья часть 52 всасывающего канала выведены к чистящей головке 14.
Ко второй части 50 и третьей части 52 всасывающего канала примыкает всасывающий вход 54, расположенный на чистящей головке 14.
На чистящем валике 18 расположена мягкая обшивка 56 (см. фиг. 9). Эта мягкая обшивка является, например, нетканым материалом.
В одном примере осуществления изобретения всасывающий вход имеет первую входную стенку 58 и вторую, отстоящую от нее, входную стенку 60 (фиг. 5). Между первой входной стенкой 58 и второй входной стенкой 60 образовано отверстие соответствующего всасывающего входа 54. Когда чистящий валик 18 поставлен на очищаемую поверхность 16, первая входная стенка 58 расположена выше второй входной стенки 60. Первая входная стенка 58 и/или вторая входная стенка 60 прилегают к мягкой обшивке 56 чистящего валика 18 или вдаются в мягкую обшивку 56. Соответствующее выполнение входа описано в неопубликованной международной заявке РСТ/ЕР2013/076445 от 12 декабря 2013 г., принадлежащей заявителю по настоящей заявке. Содержание этого документа включено в настоящее описание в полном объеме.
При этом, в принципе, каждая из второй части 50 и третьей части 52 всасывающего канала может переходить в свой собственный всасывающий вход 54, либо для второй части 50 и третьей части 52 всасывающего канала 44 может быть предусмотрен общий всасывающий вход. В этом случае всасывающий вход 54 имеет две точки всасывания, соответствующие второй части 50 и третьей части 52 всасывающего канала.
В принципе, всасывающий агрегат 32 может быть выполнен и без разветвления всасывающего канала и может содержать несколько расположенных в корпусе 28 всасывающих каналов (в частности два всасывающих канала, что соответствует двум первым частям 46 всасывающего канала). В этом случае соответствующие всасывающие каналы продолжаются второй частью 50 и третьей частью 52.
Чистящая головка 14 установлена на основе 12 машины с возможностью поворота в шарнире 62 вокруг оси 64 поворота (фиг. 2, фиг. 4). Ось 64 поворота проходит поперек продольной оси 20 основы 12 машины. В частности, она проходит под острым углом 66 (фиг. 2) к этой продольной оси 20. Острый угол 66 составляет, в частности, от 15° до 35°. В одном примере осуществления изобретения острый угол 66 составляет около 25°.
Ось 64 поворота проходит поперек оси 68 вращения чистящего валика 18, в частности перпендикулярно ей.
Чистящий валик 18 имеет продольную ось 70. Продольная ось 70 является, в частности, соосной с осью 68 вращения, т.е. совпадает с ней.
Шарнир, обеспечивающий возможность взаимного поворота основы машины и чистящей головки, содержит внутреннюю втулку 72 (см., например, фиг. 4), которая расположена на основе 12 машины под острым углом 66 к продольной оси 20, соответственно ориентации оси 64 поворота чистящей головки.
Чистящая головка 14 имеет внешнюю втулку 74, расположенную на внутренней втулке 72. Фиксация внешней втулки 74 от осевого перемещения относительно внутренней втулки 72 в направлении оси 64 поворота обеспечивается соответствующим стопорным устройством.
Внутренняя втулка 72 имеет цилиндрический наружный контур. Внешняя втулка 74 имеет цилиндрический внутренний контур. Шарнир 62 выполнен в виде шарнира скольжения за счет того, что внешняя втулка 74 опирается на внутреннюю втулку 72 с возможностью вращения относительно нее.
В принципе, в шарнире может быть предусмотрена возможность полного оборота, т.е. поворота на угол 360°. В одном примере осуществления изобретения возможность поворота в шарнире ограничена, например, угловым диапазоном ± 45° или ± 90°.
Трубопроводы, образующие части 50, 52 всасывающего канала между основой 12 машины и чистящей головкой 14, выполнены соответственно гибкими, чтобы допускать возможность поворота чистящей головки 14 в шарнире 62 (в частности, поворота в ограниченном угловом диапазоне).
Для приведения чистящего валика 18 во вращение предусмотрено приводное устройство 76. Приводное устройство 76 содержит приводной двигатель 78. Этот приводной двигатель 78 представляет собой, в частности, электродвигатель. Приводной двигатель 78 расположен во внутренней втулке 72 шарнира 62.
Приводной двигатель 78 имеет вал 80. Вал 80 двигателя имеет ось 82. Ось 82 вала приводного двигателя, т.е. ось привода, проходит параллельно оси 64 поворота чистящей головки, в частности соосно с ней.
Приводной двигатель 78 неподвижно установлен на основе 12 машины во внутренней втулке 72. При этом он расположен в области перехода от основы 12 машины к чистящей головке 14, а именно на шарнире 62. Двигатель при этом размещен компактно и расположен, по отношению к центру тяжести машины 10 для чистки поверхностей, вблизи чистящей головки 14.
Приводной двигатель 78 питается электрической энергией, например от электросети.
Ось 82 вала приводного двигателя 78 и ось 68 вращения чистящего валика 18 ориентированы поперек друг друга, в частности перпендикулярно друг другу. Для передачи крутящего момента от приводного устройства 76 к чистящему валику 18 предусмотрен передаточный механизм 84. В одном примере осуществления изобретения передаточный механизм 84 содержит понижающую передачу 86. Понижающая передача 86 служит для понижения частоты вращения по сравнению с частотой вращения вала 80 двигателя. Приводным двигателем 78 является, в частности, стандартный электродвигатель, частота вращения вала которого составляет, например, порядка 7000 оборотов в минуту. Понижающая передача 86 обеспечивает понижение частоты вращения, например, примерно до 400 оборотов в минуту.
Понижающая передача 86 расположена, в частности, прямо у приводного двигателя 78, т.е. в непосредственном соседстве с ним. При этом она также может быть расположена во внутренней втулке 72 или даже в чистящей головке 14.
В одном примере осуществления изобретения понижающая передача 86 выполнена в виде планетарной передачи.
Передаточный механизм 84 также содержит угловую передачу 88. Эта угловая передача 88 обеспечивает отклонение направления передачи крутящего момента, позволяя приводить во вращение чистящий валик 18, ось 68 вращения которого проходит поперек оси 82 вала приводного двигателя 78. Угловая передача 88 расположена, в частности, за понижающей передачей 86 (по направлению силового потока).
В одном примере осуществления изобретения угловая передача 88 содержит одно или несколько зубчатых колес, установленных с фиксацией от проворачивания на соответствующем валу понижающей передачи 86. Они действуют на коническое зубчатое колесо, обеспечивая отклонение направления передачи вращения.
Чистящая головка 14 имеет первую торцевую сторону 90 и противоположную ей вторую торцевую сторону 92 (см., например, фиг. 10). Между первой торцевой стороной 90 и второй торцевой стороной 92 проходит корпус 94 держателя 96 чистящего валика. Этот корпус 94 частично охватывает в форме полуоболочки удерживаемый на нем чистящий валик 18, причем охватывает его таким образом, что значительная часть чистящего валика 18 выступает из корпуса для выполнения работы по чистке поверхности.
В одном примере осуществления изобретения на корпусе 94 держателя 96 чистящего валика установлен с возможностью поворота совковый элемент 98, причем этот совковый элемент 98 служит для сбора крупного сора, который захватывается чистящим валиком 18.
Чистящая головка 14 с соответствующим совковым элементом 98 описана в немецкой патентной заявке №102014114776.6 от 13 октября 2014 г., принадлежащей заявителю по настоящей заявке. Содержание этого документа включено в настоящее описание в полном объеме.
На среднем участке 100 держателя 96 чистящего валика между первой торцевой стороной 90 и второй торцевой стороной 92 расположен приводной элемент 102. Этот приводной элемент 102 соединен с приводным устройством 76 с возможностью получения создаваемого им крутящего момента.
В одном примере осуществления изобретения приводной элемент 102 связан с угловой передачей 88 ремнем 104, передающим крутящий момент. Приводной элемент 102 расположен на расстоянии от угловой передачи 88. Ремень 104 перекрывает это расстояние и сообщает приводному элементу вращение вокруг оси 68.
С первой торцевой стороны 90 на приводном элементе 102 расположена с фиксацией от проворачивания первая ось 106. Со второй торцевой стороны 92 расположена с фиксацией от проворачивания вторая ось 108.
Чистящий валик 18 (например, фиг. 9) выполнен состоящим из двух частей и содержит первую часть 110, установленную с фиксацией от проворачивания на первой оси 106, и вторую часть 112, установленную с фиксацией от проворачивания на второй оси 108. Первая часть 110 направлена к первой торцевой стороне 90. Вторая часть 112 направлена ко второй торцевой стороне 92.
Между первой частью 110 и второй частью 112 образован зазор 114. Этот зазор 114 выполнен относительно узким, и его ширина значительно меньше длины чистящего валика 18 по продольной оси 20. Через зазор 114 пропущен ремень 104. Ремень 104 при этом утоплен внутрь относительно наружной стороны чистящего валика 18, в том числе в состоянии чистящего валика, в котором его мягкая обшивка 56 сдавлена.
Машина 10 для чистки поверхностей содержит увлажнительное устройство 116 для увлажнения чистящего валика 18 (см., в частности, фиг. 6-8).
Увлажнительное устройство содержит (по меньшей мере один) управляемый давлением затвор 118. Этот управляемый давлением затвор 118 является подвижным. (На фиг. 7 и 8 эта подвижность обозначена двойной стрелкой 120.) Управляемый давлением затвор 118 содержит подвижную мембрану 122, на которой расположен запирающий элемент 124, например, выполненный за одно целое с ней. Ввиду подвижности мембраны 122 подвижным является и запирающий элемент 124. Мембрана 122 имеет первую поверхность 126. Эта первая поверхность 126 сообщается со всасывающим каналом 44 и при этом с его второй частью 50 или третьей частью 52 с обеспечением восприятия первой поверхностью соответствующего давления. Соответственно, на первую поверхность 126 мембраны действует давление во второй части 50 (или в третьей части 52) всасывающего канала. Поскольку во время работы машины 10 для чистки поверхностей создается всасываемый поток, это давление представляет собой разрежение, т.е. давление, меньшее, чем в окружающем пространстве 128 снаружи машины 10 для чистки поверхностей.
Со стороны, противоположной первой поверхности 126, мембрана 122 имеет вторую поверхность 130.
Мембрана 122 сообщается с коллектором 132. Коллектор 132 может вмещать чистящую жидкость.
Коллектор 132 сообщается посредством подводящего трубопровода 134 с резервуарным устройством 42 для хранения запаса чистящей жидкости.
Подводящий трубопровод 134 проведен от резервуарного устройства 42 через основу 12 машины к чистящей головке 14. Он выполнен гибким, чтобы не препятствовать повороту чистящей головки 14 в шарнире 62 относительно основы 12 машины (в частности, повороту в пределах конечного диапазона углов поворота).
В одном примере осуществления изобретения (фиг. 9) в чистящей головке 14 расположено несколько управляемых давлением затворов 118.
В показанном на этом чертеже примере чистящая головка 14 содержит два управляемых давлением затвора 118. При этом один управляемый давлением затвор 118 сообщается со второй частью 50 всасывающего канала с возможностью реагирования на давление в ней, а еще один управляемый давлением затвор 118 сообщается с третьей частью 52 всасывающего канала с возможностью реагирования на давление в ней.
Подводящий трубопровод 134 посредством патрубка 136 (который, в частности, представляет собой тройник) переходит в разводящий трубопровод 138. Разводящий трубопровод 138, в свою очередь, входит в корпус 94 в первой точке 140 подключения и во второй точке 142 подключения. За первой точкой 140 подключения и второй точкой 142 подключения расположены соответствующие управляемые давлением затворы 118. Разводящий трубопровод 138 образует коллектор 132.
Между разводящим трубопроводом 138 и резервуарным устройством 42 на подводящем трубопроводе 134 расположен перекрывной кран 139. Управление этим краном осуществляется, в частности, вручную. Перекрывной кран 139 позволяет разобщать резервуарное устройство 42 и вход управляемого давлением затвора 118.
В принципе, может быть предусмотрено и более двух управляемых давлением затворов 118 с соответствующими точками подключения и коллекторами, причем один коллектор также может быть соотнесен с несколькими затворами 118, или может быть предусмотрен только один управляемый давлением затвор 118 только с одним коллектором 132.
В нормальном режиме работы, в котором чистящий валик 18 опирается на очищаемую поверхность 16, а оператор машины 10 для чистки поверхностей стоит на очищаемой поверхности 16 и при этом держит машину для чистки поверхностей за рукоятку 24, которая при этом расположена по направлению g действия силы тяжести над очищаемой поверхностью 16, резервуарное устройство 42 для чистящей жидкости расположено выше чистящей головки 14. Благодаря этому чистящая жидкость может подаваться из резервуарного устройства 42 к чистящей головке 14 без применения насоса, а именно под действием силы тяжести (при открытом перекрывном кране 139).
В частности, коллектор 132 выполнен во взаимодействии с управляемым давлением затвором 118 так, что в коллекторе 132 постоянно присутствует чистящая жидкость (при открытом перекрывном кране 139).
Вторая поверхность 130 обращена в полость 144, сообщающуюся с окружающим пространством 128 с возможностью выравнивания давления между ними.
Между коллектором 132 и полостью 144 образован открываемый и перекрываемый жидкостный тракт 146. Жидкость из коллектора 132 может поступать в полость 144 в зависимости от состояния управляемого давлением затвора 118. В зависимости от положения запирающего элемента 124 этот жидкостный тракт 146 перекрыт или открыт.
В зависимости от давления, действующего на первую поверхность 126, имеется или отсутствует разность давлений, действующих на вторую поверхность 130 и первую поверхность 126.
Во время работы машины для чистки поверхностей, когда работает всасывающий вентилятор 34, у первой поверхности 126 создается разрежение относительно окружающего пространства 128, превышающее соответствующее предельное значение. Таким образом, создается значительная разность давлений, действующих на вторую поверхность 130 и первую поверхность 126.
Напротив запирающего элемента 124 расположена стенка 148, имеющая контактную поверхность 150 для контакта с запирающим элементом 124.
Если разность давлений, действующих на вторую поверхность 130 и первую поверхность 126, отсутствует, или эта разность давлений не превышает соответствующего предела, то запирающий элемент 124 прилегает к контактной поверхности 150, перекрывая жидкостный тракт 146; соответствующий коллектор 132 и полость 144 при этом разобщены.
При появлении достаточной разности давлений, действующих на вторую поверхность 130 и первую поверхность 126, запирающий элемент 124 отодвигается от контактной поверхности 150, освобождая жидкостный тракт 146. Чистящая жидкость из коллектора 132, а соответственно, и из резервуарного устройства 42, может поступать в полость 144.
Во время работы машины 10 для чистки поверхностей, когда во всасывающем канале 44, а соответственно, и в его второй части 50 и третьей части 52, проходит всасываемый поток, у первой поверхности 126 соответственно создается разрежение, которое отводит запирающий элемент 124 от контактной поверхности 150 и удерживает запирающий элемент 124 в этом отведенном положении. Отведенное положение запирающего элемента соответствует открытому состоянию управляемого давлением затвора 118.
Если запирающий элемент 124 прилегает к контактной поверхности 150, то управляемый давлением затвор 118 находится в закрытом состоянии, перекрывая жидкостный тракт 146.
Управляемый давлением затвор 118 имеет возвращающее средство, которое при уменьшении или нахождении разности давлений, действующих на первую поверхность 126 и вторую поверхность 130, ниже предельного значения обеспечивает возврат запирающего элемента 124 в закрытое положение, в котором запирающий элемент 124 прилегает к контактной поверхности 150.
В одном примере осуществления изобретения возвращающее средство реализовано собственной упругостью мембраны 122.
Переход управляемого давлением затвора 118 из открытого состояния в закрытое состояние и наоборот напрямую привязан к работе всасывающего вентилятора 34; при этом разрежение, необходимое для перемещения мембраны 122 на открытие затвора и удерживания мембраны в этом состоянии, обеспечивается всасываемым потоком, создаваемым всасывающим агрегатом 32.
С управляемым давлением затвором 118, в частности с несколькими такими затворами 118, связан распределитель 152. Распределитель 152 служит для распределения чистящей жидкости по чистящему валику 18 и, в частности, для нанесения жидкости на чистящий валик 18 по его длине.
В одном примере осуществления изобретения распределитель 152 выполнен в виде лотка 154. Лоток 154 вмещает чистящую жидкость до определенного уровня. Он может накапливать чистящую жидкость.
Лоток 154 проходит параллельно продольной оси 70 чистящего валика 18, а соответственно, параллельно оси 68 его вращения.
Лоток расположен, в частности, в полости 144.
Лоток, в частности, вытянут по длине, соответствующей длине чистящего валика 18 по продольной оси 70, что позволяет наносить чистящую жидкость на чистящий валик по всей его длине.
С лотком 154 связано выпускное устройство 156, проходящее, в частности, по всей длине чистящего валика 18.
Лоток 154 выполнен в виде полуоболочки, корытообразным. За счет этого он имеет по всей своей длине выходное отверстие 158 для чистящей жидкости.
Распределитель 152 с лотком 154 может накапливать чистящую жидкость. За счет этого образован промежуточный накопитель для чистящей жидкости. Чистящая жидкость течет по жидкостному тракту 146 необязательно прямо к чистящему валику 18, а соответственно накапливается в лотке 154.
В зависимости от положения распределителя 152 по отношению к направлению g действия силы тяжести, а соответственно, и в зависимости от положения и угла наклона продольной оси 20 машины 10 для чистки поверхностей к очищаемой поверхности 16, чистящая жидкость может вытекать или не вытекать из распределителя 152. Угол наклона машины 10 для чистки поверхностей к очищаемой поверхности 16 обозначен на фиг. 1 номером 160. Этот угол 160 наклона может изменяться. Машина 10 для чистки поверхностей опирается чистящим валиком 18 на очищаемую поверхность 16. Участок 168 контакта чистящего валика 18 с очищаемой поверхностью 16 образует ось поворота, относительно которой изменяется угол 160 наклона.
Лоток 154 расположен так, что при достижении углом 160 наклона определенного значения чистящая жидкость может поступать непосредственно из лотка 154 к чистящему валику 18 (фиг. 8).
На фиг. 7 показано положение распределителя 152 по отношению к направлению g действия силы тяжести, при котором выпускное устройство 156 расположено с более высоким гравитационным потенциалом, чем лоток 154.
На фиг. 8 показано положение, при котором выпускное устройство 156 расположено с меньшим гравитационным потенциалом, чем лоток 154.
Во втором случае чистящая жидкость может поступать непосредственно из лотка 154 к чистящему валику 18 и смачивать его.
При этом исполнении нанесение жидкости на чистящий валик 18 осуществляется самотеком и регулируется через угол 160 наклона. Угол 160 наклона, в свою очередь, регулируется вручную оператором.
В зависимости от того, достиг ли угол 160 наклона определенного минимального значения, чистящее средство наносится или не наносится на чистящий валик 18. Это определяется расстоянием между выпускным устройством 156 и лотком 154, измеряемым по высоте в направлении действия силы тяжести.
В целесообразном примере осуществления изобретения между полостью или полостями 144 и выпускным устройством 156 расположен один или несколько щелевых каналов 162. Чтобы попасть на чистящий валик 18, чистящей жидкости из лотка 154 нужно пройти через соответствующий щелевой канал 162.
Щелевой канал 162 рассчитан, в частности, таким образом, чтобы течению чистящей жидкости способствовал капиллярный эффект. Такой капиллярный эффект способствует равномерному распределению чистящей жидкости по всей длине чистящего валика 18. В частности, щелевой канал 162 проходит по существу по всей длине чистящего валика 18.
При вращении чистящего валика 18 к выпускному устройству 156 щелевого канала 162 прилегает или почти прилегает своими отдельными волокнами мягкая обшивка 56 чистящего валика 18. Благодаря этому у распределителя 152 создается (небольшое) разрежение, подсасывающее чистящую жидкость. Кроме того, чистящая жидкость подсасывается из щелевого канала 162 благодаря капиллярному действию волокон мягкой обшивки. Это обеспечивает равномерное нанесение чистящей жидкости на чистящий валик 18.
Подача чистящей жидкости к чистящему валику 18 осуществляется без применения насоса. Состояние управляемого давлением затвора 118 напрямую привязано к действию всасываемого потока, создаваемого всасывающим вентилятором 34. Благодаря этому для увлажнения чистящего валика 18 не требуется дополнительная система управления, в частности, электронная система управления. В частности, не предусмотрено использование электромагнитных клапанов или иных подобных исполнительных механизмов.
Предлагаемая в изобретении машина 10 для чистки поверхностей работает следующим образом:
Для работы машиной 10 для чистки поверхностей ее ставят чистящим валиком 18 на очищаемую поверхность 16. Оператор стоит на очищаемой поверхности 16 позади машины 10 для чистки поверхностей и держит ее за рукоятку 24, например одной рукой.
Оператор может толкать машину вперед в направлении 164.
Во время работы машины всасывающий вентилятор 34 создает всасываемый поток, в результате чего во всасывающем канале 44, а соответственно, и в его частях 46, 50 и 52 создается разрежение относительно давления в окружающем пространстве 128.
Приводной двигатель 78 создает крутящий момент, передаваемый на чистящий валик 18 через передаточный механизм 84. Чистящий валик приводится во вращение. В частности, он приводится во вращение в направлении против часовой стрелки (на фиг. 1 это направление обозначено стрелкой 166).
В частности, предусмотрено приведение чистящего валика 18 во вращение с окружной скоростью, составляющей от 0,9 до 1,2 м/с, прежде всего с окружной скоростью, большей 0,92 м/с, и прежде всего с окружной скоростью, меньшей 1,15 м/с.
Например, чистящий валик приводится во вращение с окружной скоростью, составляющей от 0,95 до 1,05 м/с. Например, он приводится во вращение с окружной скоростью около 1 м/с.
В принципе, может быть предусмотрена возможность регулировки окружной скорости вращения оператором. В конструктивно простом варианте осуществления изобретения приводное устройство 76 задает окружную скорость постоянной.
Чистящий валик 18 имеет мягкую обшивку 56, которая является сдавливаемой, или сминаемой. Мягкая обшивка 56 изготовлена, в частности, из текстильного материала.
Тогда окружная скорость, как упомянуто выше, определяется не по максимальному диаметру чистящего валика 18, а по диаметру мягкой обшивки 56 там, где она придавлена, например, весом машины 10 для чистки поверхностей.
При слишком малой окружной скорости вращения чистящего валика машина для чистки поверхностей просто катится чистящим валиком по очищаемой поверхности 16 без достаточного эффекта чистки. Слишком большая окружная скорость приводит к разбрызгиванию чистящей жидкости.
Приведенные выше значения окружной скорости рассчитаны, в частности, исходя из того, что скорость подачи машины оператором (скорость движения оператора вперед) составляет примерно 0,9 м/с.
Посредством увлажнительного устройства 116 чистящий валик 18 смачивается чистящим средством из резервуарного устройства 42. При этом нанесение жидкого чистящего средства осуществляется без применения насоса и, в частности, без применения электромагнитных клапанов. Под действием силы тяжести чистящая жидкость течет из резервуарного устройства 42 к одному или нескольким коллекторам 132. (В варианте, в котором резервуарное устройство расположено в чистящей головке, резервуарное устройство само может образовывать коллектор.)
При создании разрежения во всасывающем канале 44, разветвляющемся на части 50, 52, сообщение всасывающего канала с одним или несколькими управляемыми давлением затворами 118 с возможностью реагирования последних на давление во всасывающем канале обеспечивает открытие одного или нескольких жидкостных трактов 146. В этом случае чистящая жидкость может накапливаться в распределителе 152 и оттуда поступать на чистящий валик 18. При этом обеспечивается равномерное нанесение чистящей жидкости по существу по всей длине чистящего валика 18 вдоль продольной оси 70.
Равномерному распределению чистящей жидкости может способствовать капиллярное действие, создаваемое одним или несколькими щелевыми каналами 162.
Закрыв (вручную) перекрывной кран 139, машиной можно работать без нанесения жидкости (в "режиме пылесоса").
Задавая угол 160 наклона, оператор может регулировать режим работы в отношении поступления или непоступления чистящей жидкости из распределителя 152 к чистящему валику 18. Такое регулирование осуществляется посредством силы тяжести в зависимости от того, находится ли выпускное устройство 156 выше или ниже лотка 154 по направлению действия силы тяжести, причем при известных условиях возникают капиллярные силы в щелевом канале 162 и эффект подсасывания за счет прилегания волокон мягкой обшивки 56 к выпускному устройству 156.
Размягченные чистящей жидкостью загрязнения на очищаемой поверхности 16 захватываются чистящим валиком 18.
Всасывание чистящей жидкости и загрязнений через всасывающий вход 54 или соответствующие всасывающие входы осуществляется посредством создаваемого всасываемого потока. В сепарационном устройстве 38 всасываемая среда разделяется на твердые частицы загрязнений и жидкость. Грязная жидкость собирается в резервуарном устройстве 40.
Наличие шарнира 62 позволяет, например, при помощи машины очищать поверхности в углах или по краям. Основу 12 машины можно поворачивать относительно чистящей головки 14 вокруг оси 64 поворота в соответствующем диапазоне углов.
Относительно тяжелый приводной двигатель 78 расположен - в нормальном режиме работы машины - недалеко от очищаемой поверхности вблизи чистящей головки 14 и компактно размещен, находясь по меньшей мере частично, на шарнире 62. При этом он также может быть по меньшей мере частично расположен вне чистящей головки 14 (на расстоянии от чистящего валика 18).
Совковым элементом 98 собирается крупный сор, захватываемый затем чистящим валиком 18.
Перечень ссылочных обозначений
10
машина для чистки поверхностей
12
основа машины
14
чистящая головка
16
очищаемая поверхность
18
чистящий валик
20
продольная ось
22
штанга
24
рукоятка
26
выключатель
28
корпус
30
крюкообразный держатель
32
всасывающий агрегат
34
всасывающий вентилятор
36
двигатель
38
сепарационное устройство
40
резервуарное устройство для грязной жидкости
42
резервуарное устройство для чистящей жидкости
44
всасывающий канал
46
первая часть всасывающего канала
48
разветвление
50
вторая часть всасывающего канала
52
третья часть всасывающего канала
54
всасывающий вход
56
мягкая обшивка
58
первая входная стенка
60
вторая входная стенка
62
шарнир
64
ось поворота
66
острый угол
68
ось вращения чистящего валика
70
продольная ось
72
внутренняя втулка
74
внешняя втулка
76
приводное устройство
78
приводной двигатель
80
вал приводного двигателя
82
ось вала приводного двигателя
84
передаточный механизм
86
понижающая передача
88
угловая передача
90
первая торцевая сторона
92
вторая торцевая сторона
94
корпус
96
держатель чистящего валика
98
совковый элемент
100
средний участок
102
приводной элемент
104
ремень
106
первая ось
108
вторая ось
110
первая часть чистящего валика
112
вторая часть чистящего валика
114
зазор
116
увлажнительное устройство
118
управляемый давлением затвор
120
двойная стрелка
122
мембрана
124
запирающий элемент
126
первая поверхность
128
окружающее пространство
130
вторая поверхность
132
коллектор
134
подводящий трубопровод
136
патрубок
138
разводящий трубопровод
139
перекрывной кран
140
первая точка подключения
142
вторая точка подключения
144
полость
146
жидкостный тракт
148
стенка
150
контактная поверхность
152
распределитель
154
лоток
156
выпускное устройство
158
выходное отверстие
160
угол наклона
162
щелевой канал
164
направление вперед
166
направление вращения против часовой стрелки
168
участок контакта