НАПОЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ПЫЛЕСОСА
FLOOR TOOL FOR VACUUM CLEANER

Настоящее изобретение относится к напольному инструменту для пылесоса.
Вакуумные пылесосы могут содержать жесткий переходник, соединяемый с рядом насадок. Одна из таких насадок представляет собой напольный инструмент, который может маневрировать по поверхности пола, подлежащей чистке. Напольный инструмент может содержать чистящую головку, имеющую всасывающий вход, через который втягивается загрязненная текучая среда, и патрубок в сборе для переноса загрязненной текучей среды из чистящей головки в жесткий переходник. Патрубок в сборе может содержать одну или несколько трубок и поворотные соединения, так что во время маневрирования напольного инструмента по поверхности пола с помощью жесткого переходника чистящая головка сохраняет относительно плоский профиль по отношению к поверхности пола.
Проблема, существующая в отношении обычных напольных инструментов, состоит в том, что толкательное усилие, необходимое для манипулирования напольным инструментом в переднем направлении, может быть чрезмерным.
Настоящее изобретение предлагает напольный инструмент для пылесоса, содержащий чистящую головку, имеющую вход, через который загрязненная текучая среда втягивается в чистящую головку, и выход, через который текучая среда выпускается; патрубок в сборе для переноса текучей среды от выхода к жесткому переходнику, соединяемому с патрубком в сборе, причем патрубок в сборе содержит переднюю трубку и заднюю трубку, при этом передняя трубка соединена с чистящей головкой для поворота вокруг первой оси, а задняя трубка предназначена для соединения с жестким переходником, причем задняя трубка может поворачиваться относительно передней трубки вокруг второй оси, перпендикулярной первой оси, при этом поворот задней трубки вынуждает заднюю трубку перемещаться внутри или вокруг передней трубки, причем, когда напольный инструмент опирается на пол, а задняя трубка продолжается вверх, передняя и задняя трубки образуют дугу, проходящую вокруг второй оси и над ней.
Маневренность напольного инструмента повышается посредством уменьшения направленного вниз усилия, действующего на чистящую головку напольного инструмента, в результате обеспечения наличия трубок, которые образуют дугу, проходящую вокруг второй оси и над ней.
Частичное уменьшение направленного вниз усилия, действующего на напольный инструмент, достигается посредством всасывания, создаваемого внутри передней и задней трубок во время использования пылесоса. Уменьшение давления в передней и задней трубках вынуждает трубки слегка прижиматься друг к другу. Это незначительное прижатие трубок друг к другу вынуждает чистящую головку слегка подниматься от поверхности пола, поскольку передняя и задняя трубки образуют дугу, проходящую над второй осью. В результате уменьшается усилие, необходимое для толкания напольного инструмента, что улучшает маневренность напольного инструмента.
Направленное вниз усилие, действующее на напольный инструмент, дополнительно уменьшается за счет положения второй оси относительно передней и задней трубок. Передняя и задняя трубки образуют дугу, проходящую над второй осью и вокруг нее, а не под второй осью и вокруг нее. Как следствие, вторая ось может быть расположена в нижнем положении относительно чистящей головки. Когда пользователь предпринимает попытки для толкания напольного инструмента вперед с помощью жесткого переходника, усилие, прикладываемое к жесткому переходнику, передается от задней трубки к передней трубке у второй оси. Это усилие может раскладываться на вертикальную составляющую и горизонтальную составляющую. По существу, горизонтальная составляющая вынуждает напольный инструмент перемещаться в переднем направлении. Однако в зависимости от высоты расположения второй оси относительно чистящей головки горизонтальная составляющая может вынуждать чистящую головку поворачиваться вокруг второй оси. В частности, если вторая ось расположена относительно высоко, горизонтальная составляющая будет вынуждать чистящую головку поворачиваться вниз, тем самым увеличивая толкательное усилие, необходимое для маневрирования напольного инструмента. Посредством образования передней и задней трубами дуги, проходящей над второй осью и вокруг нее, вертикальное положение второй оси относительно чистящей головки занижено. В результате поворачивание чистящей головки в нижнем направлении можно исключить или значительно уменьшить, что повышает маневренность напольного инструмента.
Следует принять во внимание, что для достижения надлежащей общей эффективности чистки необходим хороший контакт между напольным инструментом и поверхностью, подлежащей чистке. Эффективность чистки напольного инструмента может уменьшиться, если напольный инструмент не удерживают у поверхности, подлежащей чистке, с достаточным направленным вниз усилием. Дополнительным недостатком использования передней и задней трубок, образующих дугу, проходящую вокруг второй оси и над ней, является то, что путь потока текучей среды, втягиваемой через патрубок в сборе, не является прямолинейным. Вместо этого поток текучей среды принудительно поворачивается и несколько раз изменяет направление, когда среда переносится через патрубок в сборе. В результате скорость потока текучей среды через патрубок в сборе может снижаться, что ведет к потенциальному уменьшению эффективности чистки. Однако с помощью напольного инструмента по настоящему изобретению был достигнут выгодный компромисс между эффективностью чистки и маневренностью.
Напольный инструмент может дополнительно содержать два колеса, которые расположены с обеих сторон передней и задней трубок. Наличие колес с обеих сторон передней и задней трубок улучшает управляемость напольного инструмента и его равновесие. Колеса могут обеспечивать точку контакта между напольным инструментом и поверхностью, подлежащей чистке. Колеса могут быть расположены непосредственно под второй осью, так чтобы противодействовать вертикальной составляющей толкательного усилия.
Колеса могут быть наклонены и могут сходиться под передней и задней трубками. Если колеса сходятся под трубками, они могут вращаться вокруг осей таким образом, что расстояние между колесами под трубками является наименьшим. Применительно к установке сходящихся колес задано пространство между двумя колесами, через которое могут проходить трубки. Соответственно, напольный инструмент поддерживается колесами, которые чрезмерно не увеличивают размер и, в частности, высоту напольного инструмента.
Колеса могут быть куполообразными. Соответственно, когда передняя трубка поворачивается относительно чистящей головки вокруг первой оси, колеса продолжают создавать катящуюся опору. Колеса могут обеспечивать по существу непрерывную дугообразную опору в плоскости, перпендикулярной первой оси. Соответственно, когда напольный инструмент направляют в различных направлениях, имеет место плавный переход, когда опора движется от одного колеса к другому.
Поверхности колес могут совпадать с общей сферой. Кроме того, центр общей сферы может совпадать с первой осью. Соответственно, когда передняя трубка поворачивается относительно чистящей головки, передняя трубка удерживается на одной и той же высоте над очищаемой поверхностью. Это способствует предотвращению необязательного подъема чистящей головки, когда напольный инструмент направляют в разных направлениях.
Патрубок в сборе может дополнительно содержать шасси. Два колеса могут быть прикреплены к шасси, причем шасси может быть прикреплено к передней трубке с возможностью совместного с ней поворота.
Задняя трубка может перемещаться вокруг передней трубки. Другими словами, передняя трубка может скользить внутри задней трубки. Эта конкретная компоновка имеет преимущество, состоящее в том, что во время использования текучая среда переносится через патрубок в сборе из меньшего сечения передней трубки в большее сечение задней трубки. Это ведет к меньшему ограничению потока текучей среды через патрубок в сборе. Кроме того, захватывание грязи и мусора в патрубке в сборе исключается, поскольку конец задней трубки не выступает или не содержит заплечика, который выступал бы на пути потока текучей среды, если бы задняя трубка перемещалась внутри передней трубки.
Напольный инструмент может быть выполнен таким образом, что задняя трубка может поворачиваться между верхним положением и нижним положением, причем поворот задней трубки вынуждает заднюю трубку перемещаться вокруг передней трубки, при этом бóльшая часть передней трубки окружена задней трубкой, когда задняя трубка находится в верхнем положении.
Выход чистящей головки может лежать в плоскости, причем первая ось перпендикулярна к указанной плоскости. Кроме того, когда напольный инструмент опирается на пол, указанная плоскость может быть по существу перпендикулярной полу.
Передняя и задняя трубки могут совместно образовывать три изгиба, так что загрязненная текучая среда, переносимая через патрубок в сборе, принудительно поворачивается, проходя через три изгиба. После выхода из чистящей головки загрязненная текучая среда может первоначально поворачивать вверх, а затем вниз поверх и вокруг второй оси. Далее текучая среда может снова поворачивать вверх, когда она переносится через патрубок в сборе с продолжающейся вверх задней трубкой.
Настоящее изобретение также предлагает напольный инструмент для чистящего прибора, причем напольный инструмент содержит чистящую головку, имеющую вход, через который загрязненная текучая среда втягивается в чистящую головку, и выход, через который текучая среда выпускается; и патрубок в сборе для переноса текучей среды от чистящей головки к жесткому переходнику, соединяемому с патрубком в сборе, причем патрубок в сборе содержит переднюю трубку, заднюю трубку и два колеса, расположенных с обеих сторон передней и задней трубок; при этом передняя трубка соединена с чистящей головкой для поворота вокруг первой оси, причем первая ось перпендикулярна к плоскости выхода, а задняя трубка предназначена для соединения с жестким переходником, причем задняя трубка может поворачиваться относительно передней трубки вокруг второй оси, перпендикулярной первой оси, при этом поворот задней трубки вынуждает заднюю трубку перемещаться внутри или вокруг передней трубки, причем поворот задней трубки вокруг второй оси вынуждает заднюю трубку перемещаться вверх и вниз между верхним и нижним положениями, а поворот передней трубки вокруг первой оси вынуждает заднюю трубку в верхнем положении перемещаться вправо и влево; причем, когда напольный инструмент опирается на пол, а задняя трубка находится в верхнем положении, передняя и задняя трубки образуют дугу, проходящую вокруг второй оси и над ней.
Настоящее изобретение дополнительно предлагает пылесос, содержащий жесткий переходник, соединенный с напольным инструментом по любому предыдущему пункту, причем перемещение жесткого переходника вверх и вниз вынуждает заднюю трубку перемещаться вверх и вниз, а направление жесткого переходника вправо и влево вынуждает переднюю трубку поворачиваться вокруг первой оси, так что, когда задняя трубка находится в верхнем положении, задняя трубка принудительно перемещается вправо и влево.
Для лучшего понимания настоящего изобретения ниже в качестве примера приведен вариант осуществления изобретения со ссылкой на приложенные чертежи.
На фиг. 1 показан схематичный вид пылесоса;
на фиг. 2 – чистящая головка в разобранном виде;
на фиг. 3 – вид сверху чистящей головки с задней трубкой чистящей головки в верхнем положении;
на фиг. 4 – вид сбоку в разрезе чистящей головки по линии A-A из фиг. 3 с задней трубкой в верхнем положении; и
на фиг. 5 – вид сбоку в разрезе чистящей головки по линии A-A из фиг. 3 с задней трубкой в нижнем положении.
На фиг. 1 показан пылесос 1, содержащий основной блок 2, переходник 3 в сборе и напольный инструмент 4. Основной блок 2 соединен с переходником 3 в сборе, а переходник 3 в сборе соединен с напольным инструментом 4.
Переходник 3 в сборе содержит шланг 6 и жесткий переходник 5 для сообщения напольного инструмента 4 с основным блоком 2.
Напольный инструмент 4 детально показан на фиг. 2 – 5. Напольный инструмент 4 содержит чистящую головку 7 и патрубок 8 в сборе.
Чистящая головка 7 содержит корпус 14, вход 15, выход 16 и штангу 17 со щеткой. Корпус 14 ограничивает камеру 18, внутри которой установлена с возможностью вращения штанга 17 со щеткой. Вход 15 образован с нижней стороны корпуса 14, а выход 16 предусмотрен с задней стороны корпуса 14.
Патрубок 8 в сборе содержит переднюю трубку 9, заднюю трубку 10, шасси 11 и два колеса 12, 13.
Передняя трубка 9 содержит вход 19, выход 20 и кронштейн 21 шарнира. Передняя трубка 9 прикреплена с возможностью поворота к чистящей головке 7. Выход 16 чистящей головки 7 соединен с входом 19 передней трубки 9 для создания пути потока текучей среды. Передняя трубка 9 может свободно поворачиваться вокруг оси A-A, показанной на фиг. 3. Передняя трубка 9 снабжена прокладкой или кольцевым уплотнением 26, расположенным вокруг входа 19. Кольцевое уплотнение 26 образует компрессионное уплотнение между выходом 16 чистящей головки 7 и входом 19 передней трубки 9 во избежание утечек воздуха в напольном инструменте 4.
Задняя трубка 10 содержит вход 22, выход 23 и кронштейн 24 шарнира. Задняя трубка 10 также содержит направленную назад соединительную часть 25 для соединения с переходником 3 в сборе. Задняя трубка 10 соединена шарнирно или с возможностью поворота с передней трубкой 9. Кронштейн 24 шарнира задней трубки 10 установлен на кронштейне 21 шарнира передней трубки 9 и закреплен винтами (не показаны). Кронштейны 21, 24 шарнира позволяют задней трубке 10 поворачиваться вокруг второй оси, обозначенной как B-B на фиг. 3. Задняя трубка 10 окружает переднюю трубку 9, так что передняя трубка 9 перемещается со скольжением в заднюю трубку 10 и из нее, когда задняя трубка 10 поворачивается вокруг второй оси B-B. Вокруг выхода 20 передней трубки 9 предусмотрено кольцевое манжетное уплотнение 27. Кольцевое манжетное уплотнение 27 контактирует с задней трубкой 10 и создает уплотнение между передней трубкой 9 и задней трубкой 10 во избежание утечек воздуха в напольном инструменте 4.
Поворот задней трубки 10 вокруг второй оси B-B вынуждает заднюю трубку 10 перемещаться между верхним положением (фиг. 4) и нижним положением (фиг. 5). В верхнем положении задняя трубка 10 окружает бóльшую часть передней трубки 9. В нижнем положении задняя трубка 10 окружает меньшую часть передней трубки 9. Перемещение задней трубки 10 из верхнего положения в нижнее положение увеличивает путь потока текучей среды через патрубок 8 в сборе. И наоборот, перемещение задней трубки 10 из нижнего положения в верхнее положение укорачивает путь потока текучей среды через патрубок 8 в сборе.
Как можно видеть на фиг. 4 и 5, передняя трубка 9 и задняя трубка 10 образуют дугу, проходящую вокруг второй оси B-B и над ней. Путь потока текучей среды через переднюю трубку 9 и заднюю трубку 10 является криволинейным с тремя изгибами. Загрязненная текучая среда принудительно поворачивается вверх, когда она поступает в переднюю трубку 9, а затем поворачивается вниз, когда проходит из передней трубки 9 в заднюю трубку 10. Далее загрязненная текучая среда снова принудительно поворачивается вверх и следует через заднюю трубку 10 в жесткий переходник 5.
Шасси 11 прикреплено к передней трубке 9 и может поворачиваться вместе с передней трубкой 9 вокруг первой оси A-A.
Колеса 12, 13 установлены на шасси 11. Каждое колесо 12, 13 имеет куполообразную форму и прикреплено с возможностью вращения к шасси 11. Первое колесо 12 вращается вокруг первой оси вращения, а другое колесо 13 вращается вокруг второй оси вращения. Эти оси вращения не параллельны и лежат в общей плоскости. Колеса 12, 13 наклонены к шасси 11 и сходятся под передней трубкой 9 и задней трубкой 10, т.е. расстояние между колесами 12, 13 является наименьшим под трубками 9, 10. Применительно к установке сходящихся колес 12, 13 задано пространство между двумя колесами 12, 13, через которое могут проходить передняя трубка 9 и задняя трубка 10.
Шасси 11 и колеса 12, 13 обеспечивают поддержку напольного инструмента 4 на поверхности, подлежащей чистке. Точка контакта между колесами 12, 13 и подлежащей чистке поверхностью находится под передней трубкой 9 и задней трубкой 10.
Кривизна каждого куполообразного колеса 12, 13 является сферической. Кроме того, два колеса 12, 13 расположены (т.е. на расстоянии друг от друга и наклонены) таким образом, что поверхности колес 12, 13 совпадают с общей сферой. Таким образом, поверхности двух колес 12, 13 можно рассматривать как ограничиваемые воображаемой сферой. Соответственно, когда передняя трубка 9 поворачивается вокруг первой оси A-A, колеса 12, 13 продолжают поддерживать переднюю трубку 9 на той же самой высоте над поверхностью чистки. Следовательно, не происходит никакого подъема чистящей головки 7, и сохраняется ровный профиль по отношению к очищаемой поверхности.
Во время использования пылесоса пользователь манипулирует напольным инструментом 4 с помощью жесткого переходника 5. Чистящая головка 7 сохраняет относительно плоский профиль по отношению к поверхности пола, когда пользователь манипулирует напольным инструментом 4. Пользователь может перемещать напольный инструмент 4 вперед и назад посредством толкания от себя или притягивания к себе жесткого переходника 5. Изменение угла расположения жесткого переходника 5 относительно поверхности пола вызвано перемещением задней трубки 10 вокруг оси B-B. Пользователь также может направлять напольный инструмент 4 влево и вправо посредством соответствующего поворачивания жесткого переходника 5. Поворачивание жесткого переходника 5 вынуждает переднюю трубку 9 поворачиваться вокруг первой оси A-A. Таким образом, пользователь направляет напольный инструмент 4 посредством его толкания от себя/притягивания к себе и усилия поворачивания, передаваемого через жесткий переходник 5.
Когда напольный инструмент 4 маневрирует под действием пользователя, колеса 12, 13 вращаются, создавая катящуюся опору. Когда чистящей головке 7 передаются движения жесткого переходника 5 влево и вправо, передняя трубка 9 и шасси 11 поворачиваются до такой степени, что по меньшей мере одно из колес 12, 13 сохраняет контакт с полом для создания катящейся опоры.
В отличие от обычных напольных инструментов, которые имеют трубки, образующие дугу, проходящую под осью шарнира, установлено, что можно обеспечить повышенную маневренность напольного инструмента 4 посредством образования из передней трубки 9 и задней трубки 10 дуги, проходящей вокруг второй оси B-B и над ней.
Во время использования в патрубке 8 в сборе создается частичный вакуум. Частичный вакуум понижает давление внутри передней трубки 9 и задней трубки 10. Пользователь закрепляет на месте заднюю трубку 10, удерживая жесткий переходник 5, а передняя трубка 9 может свободно перемещаться внутри задней трубки 10. Понижение давления приводит к смещению передней трубки 9 к неподвижной задней трубке 10, так что трубки 9, 10 занимают меньший объем. Передняя трубка 9 образует дугу, проходящую над второй осью B-B и вокруг нее, и поэтому перемещение передней трубки 9 к задней трубке 10 вынуждает чистящую головку 7 немного подниматься от поверхности, подлежащей чистке. Этот незначительный подъем чистящей головки 7 уменьшает направленное вниз усилие, действующее на напольный инструмент 4, и тем самым снижает толкательное усилие, необходимое для маневрирования напольного инструмента 4.
Маневренность напольного инструмента 4 также можно повысить за счет высоты расположения (т.е. вертикального положения) второй оси B-B относительно чистящей головки 7. Во время использования толкательное усилие, прикладываемое пользователем через жесткий переходник 5, передается задней трубке 10. Задняя трубка 10, в свою очередь, передает толкательное усилие передней трубке 9 через кронштейны 21, 24 шарниров. Усилие может раскладываться на горизонтальную составляющую и вертикальную составляющую на второй оси B-B. Вторая ось B-B, образованная кронштейнами 21, 24 шарнира, расположена ниже центра соединения между первой трубкой 9 и чистящей головкой 7. В результате горизонтальная составляющая передается от передней трубки 9 к чистящей головке 7 на высоте, которая исключает поворачивание вниз чистящей головки 7. Таким образом, направленное вниз усилие, действующее на напольный инструмент, уменьшается. В отличие от этого, если бы вторая ось B-B была расположена выше центра соединения между первой трубкой 9 и чистящей головкой 7, горизонтальная составляющая вынуждала бы чистящую головку 7 поворачиваться вниз, тем самым увеличивая направленное вниз усилие, действующее на чистящую головку 7.
Несмотря на то, что пылесос, показанный на фиг. 1, является пылесосом цилиндрического или контейнерного типа, напольный инструмент 4 можно в равной степени использовать с пылесосами других типов, например с ручными пылесосами или вертикальными пылесосами.
В варианте осуществления изобретения, показанном на фигурах, чистящая головка 7 содержит штангу 17 со щеткой. Однако чистящая головка 7 может включать в себя другие средства возмущающего действия или иной обработки поверхности, подлежащей чистке. Как вариант, штанга 17 со щеткой может быть полностью исключена из чистящей головки 7.