НАСАДКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОЛА
FLOOR CLEANING NOZZLE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к насадке для очистки пола и пылесосу, содержащему такую насадку для очистки пола.
Уровень техники
По-видимому, некоторые насадки для очистки пола производят слышимое дребезжание при использовании на некоторых коврах.
Краткое описание настоящего изобретения
Целью изобретения является создание усовершенствованной насадки для очистки пола. Изобретение определено независимыми пунктами формулы изобретения. Преимущественные варианты осуществления изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Изобретение основано на следующих понятиях. Возмущающим явлением при использовании насадок известного уровня техники является как вертикальное колебание головки насадки во время обратного хода в одношарнирной насадке или скачкообразное движение в двухшарнирных насадках. Оказалось, что добавление только массы к насадке не влияет на возмущающее явление. Дополнительное исследование показало, что колебание начинается, когда импульс (в данном случае начальная скорость, задаваемая ковровым покрытием) сообщен насадке. Насадка начинает перемещаться от ковра с данной скоростью, но замедляется под действием силы тяжести и вакуума, генерируемого вентилятором пылесоса. Эти силы создают отрицательное вертикальное ускорение, посредством которого можно рассчитать время приземления. При приземлении насадка будет получать другое вертикальное перемещение от ковра и начинать свой следующий скачок. При каждом приземлении насадка сильнее вдавливается в ковер, создавая больше усилия на передний край, обеспечивая большую силу трения для создания равномерной большей начальной скорости с конечным скачком. Оказалось, что масса самой насадки не влияет на это явление, и что частота насадки зависит от высоты скачков (или начальной вертикальной скорости). Также оказалось, что (в сочетании с увеличивающимся вертикальным импульсом при каждом скачке) насадка будет стремиться начинать со скачка с высокой частотой только с небольшой высотой скачка, но будет быстро переходить к высоким скачкам с низкой частотой. На основании этих проблем изобретение основано на понимании того, что за счет противодействия высокой частоте, скачкам с низкой амплитудой в начале перемещения насадки становится возможным предотвращение возникновения в дальнейшем высоких скачков, движения с низкой частотой. Основным элементом для предотвращения возникновения этого движения с высокой частотой является неуравновешенный груз, перемещаемый с вертикальной составляющей движения, при размещении в насадке.
Следует отметить, что GB 910,697 раскрывает насадку для пылесоса, имеющую ударное устройство, содержащее множество ударных элементов, выполненных с возможностью удара по поверхностям, особенно, коврам, с которыми всасывающие пылесосы должны работать для удаления частиц пыли, ниток и тому подобного с поверхностей, причем ударные элементы содержат резиновые прокладки, расположенные рядом параллельно друг другу напротив отверстия насадки, причем каждый элемент близко расположен к соседнему элементу, причем некоторые из ударных элементов расположены дальше от отверстия насадки по сравнению с другими, причем расположение является таким, что элементы колеблются в направлении, перпендикулярном к плоскости края отверстия насадки при всасывании воздуха через насадку. Документ известного уровня техники не обеспечивает решение для исключения дребезжащего звука в насадках, которые не имеют такое ударное устройство для ковра, и настоящее изобретение отличается от насадки известного уровня техники тем, что перемещение подвижного груза происходит в корпусе насадки.
Эти и другие аспекты изобретения будут понятны и объяснены со ссылкой на варианты осуществления, описанные ниже.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 иллюстрирует явление, рассматриваемое изобретением;
фиг. 2 иллюстрирует идею, лежащую в основе изобретения; и
фиг. 3A-3C изображают варианты осуществления изобретения.
Описание вариантов осуществления изобретения
drag
imp
imp
На фиг. 1 показано явление, рассматриваемое изобретением посредством изображения 4 последовательных фаз при перемещении насадки при оттягивании назад (тянущее усилие F) по ковру. На первом виде показана импульсная сила F (например, вызванная неровностью ковра), которая приводит к перемещению вверх насадки, которое показано на втором виде. Когда насадка опускается на ковер, так что насадка испытывает большее сопротивление, чем на первом виде, увеличенная импульсная сила F, показанная на третьем виде, будет приводить всегда к более высокому скачку, как показано на последнем виде.
На фиг. 2 проиллюстрирована идея, лежащая в основе изобретения. Нижеследующие этапы могут быть определены.
vac
grav
mp
Этап 1: сила F вакуума и сила F тяжести стремятся удержать насадку на полу. Масса M насадки и неуравновешенный груз m поднимаются в воздух за счет неровностей ковра (импульс I), в то время как насадка перемещается по ковру.
grav
Этап 2: насадка и неуравновешенный груз летают по воздуху вместе, и испытывают в основном действие силы F притяжения.
vac
Этап 3: когда насадка приближается к полу, она будет снова испытывать силу F вакуума, которая быстрее тянет ее вниз. Неуравновешенный груз m внутри насадки не испытывает действия этого вакуума, следовательно, она начинает отставать при перемещении, образуя зазор между насадкой и неуравновешенный грузом m.
imp
Этап 4: после приземления насадки, насадка снова поднимается в воздух под действием силы F ковра, но довольно скоро достигает неуравновешенного груза m, который находится все еще на ее пути вниз.
Этап 5: столкновение между насадкой и неуравновешенным грузом m будет направлять насадку обратно на пол. Таким образом, амплитуда перемещения насадки поддерживается небольшой, следовательно, кинетическая энергия, которую должен иметь неуравновешенный груз m, может оставаться довольно небольшой (поскольку она только должна успокаивать небольшие колебания насадки).
Основными преимуществами этого решения являются
1. Неуравновешенные грузы m могут быть включены в насадку без необходимости видеть их пользователем (невидимые).
2. Неуравновешенные грузы m могут быть относительно дешевыми.
3. Неуравновешенные грузы m относительно просто встроить в насадку.
4. Неуравновешенные грузы m не влияют на использование насадки.
5. Груз может быть очень маленьким по сравнению с насадкой.
Что касается типа неуравновешенного груза, груз может иметь твердую или жидкую форму. В случае жидкой формы должна быть обеспечена емкость для жидкости. Основным преимуществом является то, что размер элемента является довольно небольшим и лучше всего реагирует на импульсы. При использовании жидкости вязкость может иметь влияние. В предпочтительном варианте осуществления насадки стальные шарики или стержни используются в виде неуравновешенного груза m, которые имеют твердотельную структуру, которую легче удерживать в положении в корпусе насадки.
Что качается размера неуравновешенного груза m, при изучении идеи размер элемента, по-видимому, не является очень важным. Динамические характеристики являются приблизительно одинаковыми для больших или небольших элементов. Испытания проводились с 4 относительно большими стальными шариками (диаметр 12 мм и общий вес 27 г) и с около 90 небольшими стальными шариками (диаметр 3 мм и такой же общий вес 27 г). Оба испытания имеют одинаковые рабочие характеристики. Следовательно, с точки зрения логики и сборки предпочтительно должно использоваться относительно небольшое количество (например, 3 или 4) относительно больших неуравновешенных грузов m.
Что касается общего веса неуравновешенных грузов, оказалось, что хорошие результаты были получены, если общий вес m неуравновешенных грузов составлял по меньшей мере около 10% от веса M насадки, например, m=27 г и M=280 г.
Что касается местоположения неуравновешенного груза, предпочтительно, она должна быть наиболее удалена от точки шарнира, поскольку тогда перемещение неуравновешенного груза является наибольшим. Испытания показали, что один и тот же вес является более эффективным при расположении на расстоянии от шарнира H, как показано на фиг. 3A. На фиг. 3A показан вариант осуществления насадки в соответствии с изобретением, на котором HS обозначает корпус HS насадки.
Недостатком неуравновешенных грузов является то, что они могут дребезжать при их перемещении внутри их емкостей. За счет создания конструкции емкости с правильными размерами, объект груза может в основном перемещаться в одном направлении. Путем добавления небольшого демпфирующего элемента DE в нижней части или верхней части этого места, он может исключить звуки, как показано на фиг. 3A. Другим решением может быть заключение самих объектов груза в демпфирующем слое, таком как резина, как показано на фиг. 3B. Наиболее оптимальным и экономичным выполнением может быть использование стального цилиндра в качестве груза m. Преимуществом этого стального цилиндра является то, что верхняя и нижняя поверхности являются плоскими, и эти поверхности могут содержать очень тонкий слой абсорбирующего материала DE для уменьшения звукового эффекта неуравновешенных грузов m, стакивающихся с пластмассовыми частями корпуса насадки, как показано на фиг. 3C.
Как показано на фиг. 4, на подошве насадки установлены емкости, внутри которых может быть расположен неуравновешенный груз m. В варианте осуществления на фиг. 4 емкости C имеют форму цилиндра. Форма неуравновешенных грузов m, подлежащих вставке в цилиндрические емкости C для грузов, может быть цилиндром или шариком. Верхняя крышка может уплотнять отделение, обеспечивая то, что неуравновешенный груз m будет всегда оставаться на месте. Количество емкостей C равно по меньшей мере одному, и, предпочтительно, варьируется от 3 до 6, в зависимости от используемых грузов или общего веса. Емкости C не перемещаются внутри корпуса насадки, и грузы m перемещаются в емкостях C, не касаясь пола. В пределах этих границ емкости C не должны быть полностью закрыты, может быть возможным, чтобы пользователь мог видеть груз (грузы) m.
Таким образом, изобретение описывает насадку для очистки пола, содержащую корпус HS насадки, в котором груз m перемещается вертикально. Предпочтительно, корпус HS насадки содержит демпфирующий элемент DE в месте, в котором груз m сталкивается с корпусом HS насадки, или груз содержит демпфирующий элемент DE. Предпочтительно, общий вес груза m составляет по меньшей мере 10% от веса насадки. Предпочтительно, груз m содержит множество грузов m, распределенных по ширине корпуса HS насадки, причем количество грузов m может быть по меньшей мере 3 и не больше 6. Предпочтительно корпус HS насадки содержит множество емкостей C, в которых могут перемещаться соответствующие грузы m, которые предпочтительно расположены на переднем конце корпуса HS насадки. Воздух не требуется для принудительного перемещения грузов, грузы начинают перемещаться за счет внезапных (вертикальных) перемещений насадки. Единственным назначением грузов является противодействие вертикальной динамики насадки. Пылесос предпочтительно содержит насадку настоящего изобретения.
Следует отметить, что вышеупомянутые варианты осуществления иллюстрируют, а не ограничивают изобретение, и специалисты в данной области техники смогут осуществить многие альтернативные варианты осуществления без отхода от объема прилагаемой формулы изобретения. Например, вместо цилиндрических емкостей C в качестве альтернативы возможны другие формы конструкции емкости, такие как квадратная, шестиугольная и т.д., с контактными ребрами, определяющими степени свободы данного груза. Любые такие емкости вмещают груз внутри предварительно образованной области, обеспечивая гораздо меньшее пространство для ее перемещения по сравнению с грузом, который свободно перемещается внутри насадки. Кроме того, если грузы не являются шариками, а цилиндрами (или тому подобными), они не смогут катиться по стенкам емкости, когда боковая сторона емкости находится рядом с горизонталью, потом они будут стремиться скользить. Это скольжение делает грузы значительно менее подвижными при перемещении насадки, следовательно, это приводит к гораздо меньшему дребезжанию при отрыве насадки от пола.
Груз m должен перемещаться с вертикальной составляющей движения. В простом варианте осуществления груз m перемещается вертикально. Однако, отклонения от чисто вертикального перемещения теоретически возможны (и даже желательны, если это приводит к принудительной улучшенной вставки емкости C в желаемой общей наружной форме конструкции насадки), пока обеспечивается то, что груз m может противодействовать нежелательным перемещениям насадки, т.е., перемещение груза m имеет значительно большую составляющую в направлении нежелательного перемещения насадки. В альтернативном варианте осуществления груз m может быть установлен на кронштейне, который может поворачиваться вокруг, например, шарнира H. Это будет приводить к тому, что груз m может перемещаться с вертикальной составляющей движения для противодействия нежелательным перемещениям насадки. Вращательное перемещение груза m может быть наилучшим способом противодействовать скачкообразному нежелательному перемещению двухшарнирной насадки.
Чертежи выполнены для иллюстрации основных признаков настоящего изобретения. Фактически, насадка будет иметь различные ребра и другие конструкции для обеспечения того, чтобы она была достаточно прочной.
В формуле изобретения любые ссылочные позиции, расположенные в скобках, не должны истолковываться как ограничивающие формулу изобретения. Слово «содержащий» не исключает наличие элементов или этапов в отличие от элементов или этапов, перечисленных в пункте формулы изобретения. Неопределенный артикль ʺaʺ или ʺanʺ, стоящий перед элементом, не исключает наличия множества таких элементов. В пункте устройства, перечисляющим несколько средств, некоторые из этих средств могут быть осуществлены посредством одного и того же металлоизделия.