Vorrichtung zur Flüssigkeitsbehandlung von Gegenständen mit schallfrequenten Vibrationen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Flüssigkeitsbehandlung von Gegenständen mit schallfrequenten Vibrationen, insbesondere zum Reinigen von Geweben,
Teppichen usw.
Zum Reinigen von Geweben wurden bisher im allgemei nen mechanische Vorrichtungen benutzt, mittels welchen die
Gewebe berieselt oder gebürstet wurden. Bei einigen Vorrich tungen dieser Art wird eine Reinigungsflüssigkeit zunächst der Bürste und dann von dieser der Oberfläche des Teppichs zugeführt. Diese Flüssigkeit wird dann durch die Bürsten in den Teppich eingerieben, wobei sich ein Teil derselben in Schaum verwandelt. Durch die Reib- und Schruppwirkung der Bürsten wird der Schmutz allerdings nur von der Oberfläche derjenigen Fasern abgenommen, welche direkt mit den Borsten der Bürsten in Berührung kommen. Eine bessere Reinigung kann nur durch Verwendung geeigneter Chemikalien in der Flüssigkeit erzielt werden. Der an den Wurzeln der Fasern befindliche Staub bleibt dabei relativ unberührt.
Zum Antrieb einer solchen Vorrichtung ist ein relativ schwerer Motor hoher Leistung erforderlich, wobei auch die Trägerscheiben der Bürsten gross und schwer sein müssen und die ganze Maschine somit ein beträchtliches Gewicht aufweist.
Im Hinblick auf die beabsichtigte Schruppwirkung wird das Gewebe bzw. der Teppich während des Reinigungsvorganges in der Bewegungsrichtung des Bürstenhalters gebürstet und in Anbetracht des grossen Gewichtes der Vorrichtung und der Verwendung von Flüssigkeit werden die Fasern glatt gedrückt.
Infolgedessen wird nur ein Teil des Gewebes gereinigt; ferner kann das Gewebe schwer beschädigt werden, und sowohl der Schmutz als auch die Reinigungsflüssigkeit werden auf mechanischem Wege im Bereich der Faserwurzeln zusammengepresst. Nach dem Reinigungsvorgang versucht man zwar, überschüssige Reinigungsflüssigkeit sowie den Schmutz durch Absaugen, Bürsten oder Ausquetschen zu entfernen und die Fasern wieder aufzurichten; mit den bekanntenVorrichtungen kann der angesammelte Schmutz jedoch nur teilweise entfernt werden, und zahlreiche Fasern bleiben ausserdem flach ge drückt und miteinander verflochten. Durch den gesamten
Reinigungsvorgang konnte nur die Oberfläche der Fasern gereinigt werden, und in zahlreichen Fällen wird das Gewebe in seinem mittleren Bereich beschädigt, wogegen die Randstellen und Ecken von Hand gereinigt werden müssen.
Hieraus ergeben sich aber Unterschiede zwischen dem Aussehen der leicht zugänglichen Stellen und den Rand- und Eckbereichen.
Unter Berücksichtigung der mechanischen Bewegung der Bürstvorrichtungen, seien diese nun rotierend oder vibrierend, muss die Vorrichtung mehrmals über das zu reinigende Gewebe gefahren werden. Dies ist aber zeitraubend und kostspielig.
Es sind zwar Reinigungsvorrichtungen bekannt, welche mit Vibrationen im unteren Schallfrequenzbereich arbeiten.
Der mit diesen Vorrichtungen erzielbare Reinigungsgrad ist jedoch unbefriedigend. Die bestehenden Nachteile sollen durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung behoben werden. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist demgemäss gekennzeichnet durch ein relativ steifes, eine Kammer aufweisendes Gehäuse, eine in der Kammer angeordnete, über einen Antrieb in Rotation versetzbare Masse, welche mit dem Gehäuse nur an einer Stelle verbunden ist, die radial in bezug auf die Rotationsbewegung liegt, einen an der genannten Stelle am Gehäuse befestigten Werkzeughalter, ein Werkzeug, bestehend aus einer Übertragungsmasse und zwei praktisch parallelen Platten, die im Abstand von dem Werkzeughalter angeordnet sind, und eine Sammelkammer zur Aufnahme und Abgabe einer Flüssigkeit bilden,
wobei eine der genannten Platten eine Stützplatte und die andere Platte eine Auflageplatte ist, deren Oberfläche zur Auflage auf den zu behandelnden Gegenstand ausgebildet ist und damit die einzige Abstützungsfläche der Vorrichtung bildet, während die Auflageplatte eine Anzahl in praktisch gleichen gegenseitigen Abständen angeordnete Durchgangsöffnungen aufweist und die mit dem Werkzeughalter verbundene zellige, elastische Übertragungsmasse den Arbeitskontakt mit dem Werkzeughalter herstellt.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht.
Fig. 1 ist eine Perspektivdarstellung einer Vorrichtung zur Reinigung von Geweben und zeigt diese Vorrichtung in ihrer B etriebsstellung.
Fig. 2 ist ein Schnitt entsprechend der Linie 2-2 in Fig. 1.
Fig. 3 ist ein Längsschnitt entsprechend der Linie 3-3 in Fig. 1.
Fig. 4 ist eine Vorderansicht des teilweise aufgebrochenen Werkzeuges.
Fig. 5 ist eine Ansicht entsprechend der Linie 5-5 in Fig. 2.
Fig. 6 ist eine Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Auflageplatte.
Fig. 7 ist eine Ansicht der in Fig. 6 dargestellten Platte von unten.
Fig. 8 ist eine Schnittdarstellung einer anderen Ausführungsform der Auflageplatte.
Fig. 9 ist eine Ansicht entsprechend der Linie 9-9 in Fig. 8.
Fig. 10 ist eine Ansicht der gesamten Vorrichtung.
Fig. 11 ist eine Seitenansicht der in Fig. 10 dargestellten Vorrichtung.
Fig. 12 ist eine vergrösserte Schnittdarstellung entsprechend der Linie 13-13 in Fig. 10.
Fig. 13 ist eine vergrösserte Darstellung einer Variante, wobei einige Teile aufgeschnitten sind, und
Fig. 14 ist eine Ansicht entsprechend der Linie 15-15 in Fig. 13.
Die auf der Zeichnung dargestellte Ausführungsform der Vorrichtung weist ein praktisch kugelförmiges, dünngewandi ges Gehäuse 10 auf, das mit einem Handgriff 11 und einem Werkzeughalter 12 versehen ist. Am Handgriff 11 ist ein Behälter 13 für ein Reinigungsmittel befestigt; ferner sind Rohrleitungen 14 vorgesehen, welche das Reinigungsmittel durch den Werkzeughalter in eine Sammelkammer 15 leiten, von welcher es durch mehrere, in einer Auflageplatte 17 vorgesehene Öffnungen 16 ausgespritzt wird.
Innerhalb des Gehäuses 10 ist ein Motor 18 angeordnet, dessen eines Ende 19 auf einem elastischen, isolierten Lager ruht, das im vorliegenden Falle in Form einer Feder ausgebildet ist. Am anderen Ende 21 des Motors ist die Motorwelle 22 mit einem Exzenter verbunden, der seinerseits in einem Lager 23 angeordnet ist. Das Lager 23 wird durch das obere Ende eines Haltebügels 24 gebildet, der an einer einzigen Stelle an einem Block 25 befestigt ist. Das Lager 23 weist eine Exzenterscheibe 26 auf, welche drehbar auf einem Wellenstummel 27 gelagert ist, während die Motorwelle 22 starr, d.h. nicht drehbar auf der Exzenterscheibe 26 befestigt ist.
Die Befestigung der Motorwelle an der Exzenterscheibe 26 ist so gewählt, dass die Motorwelle 22 in bezug auf die Achse 27 exzentrisch versetzt ist. Wenn nun der Motor 18 in Betrieb gesetzt wird und die Motorwelle 22 rotiert, dann dreht sich auch die Exzenterscheibe 26 um die Achse 27. Auf diese Weise wird dem Motor eine Kreisbewegung aufgezwungen, wobei er sich auf dem Umfange eines Kreiskegels bewegt, dessen Basis am exzentrisch gelagerten Motorende und dessen Spitze im Bereich des elastischen Lagers 20 liegt. Der Motor rotiert somit um eine Achse, welche praktisch mit der Achse 27 der Exzentervorrichtung und der Achse des gegen überliegenden Motorendes 19 zusammenfällt.
Die auf diese Weise durch die rotierende Motormasse entstehende Kraft, deren Grösse bezüglich der Zeit sinusförmig verläuft, wird zwecks Verwertung der entstandenen Schallenergie über den Bügel 24 auf den Block 25 und damit auf das Gehäuse 10 und den Werkzeughalter 12 übertragen.
Der Haltebügel 24 ist mittels seines Fusses 29 durch Schrauben 28 am Block 25 befestigt. Im Handgriff sind Schalldämmplatten 32 und 33 sowie eine Kappe 34 angeordnet, durch welche Stromleiter 30 und 31 geführt sind, welche über die Kappe 34 an einer Stromquelle angeschlossen werden können. Eine Füllung 35 und 36 aus einem geeigneten, schwingungsdämpfenden Harz dient zur Verankerung der Stromleiter 30 und 31 sowie zur Befestigung des Handgriffes 11 an einem Vorsprung 37.
Der Werkzeughalter, welcher bisher in seiner Gesamtheit mit 12 bezeichnet wurde, besteht aus einer Werkzeughalterplatte 40, welche direkt an dem Block 25 befestigt ist. Die Art der Befestigung hängt dabei von den verwendeten Materialien ab. Bestehen die beiden zu verbindenden Teile aus rostfreiem Stahl, so kann eine Schweissverbindung gewählt werden, während Kunststoffteile durch einen Kleber miteinander verbunden werden können. In bestimmten Fällen können die beiden Teile auch aus einem einzigen Stück bestehen. Die einander gegenüberliegenden Kanten 41 und 42 der Werkzeughalterplatte 40 sind leicht nach innen umgebogen und halten somit eine Übertragungsmasse 43, die zur Übertragung akustischer Energie dient und aus einem weichen, offenporigen Material hoher Dichte und zellenartiger Struktur besteht.
Beispielsweise lässt sich für diesen Zweck ein handelsübliches offenporiges Urethan verwenden. Die Übertragungsmasse 43 ist vorzugsweise mit der dichten, bereits erwähnten Halteplatte 44 verklebt, welche die Innenwand der Sammelkammer 15 bildet. Die unterste, mit dem zu behandelnden Gegenstand in Berührung kommende Platte 17 weist Umfangsfiansche 45, 46, 47 usw. auf, welche auf entsprechende Flansche 48 der Halteplatte 44 übergreifen und mit diesen dicht verbunden sind.
In der Halteplatte 44 sind ferner Rohrstutzen 50 und 51 verankert, welche zum Anschluss der Rohre 14 dienen. Der Stutzen 50 erstreckt sich, wie Fig. 2 zeigt, durch einen Ringflansch 52 hindurch, durch welchen Öffnungen 53 in der Werkzeughalteplatte 40 ausgespart sind.
Wenn auch die untere Arbeitsfläche der Platte 17 auf der Zeichnung vollkommen eben dargestellt ist, so kann es sich unter gewissen Umständen als zweckmässig erweisen, eine Platte 55 gemäss den Fig. 6 und 7 zu verwenden. Die Aussenfläche der Platte 55 weist in diesem Falle diagonal angeordnete Vertiefungen 56 auf, die sich über die untere Fläche der Platte 55 erstrecken und mit Bohrungen 57 versehen sind, die in etwa gleichen gegenseitigen Abständen angeordnet sind und die Verbindung zwischen der Sammelkammer 15 und den Vertiefungen 56 herstellen.
Eine Variante einer solchen, mit dem zu behandelnden Gegenstand in Berührung kommenden Platte 60 ist in den Fig. 8 und 9 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform münden die Bohrungen 61 in einzelne Taschen 62, welche im gegenseitigen Abstand an der unteren Fläche der Platte 60 angeordnet sind.
Bei der Ausführungsform gemäss den Fig. 10 bis 14 ist ein Gehäuse 80 dargestellt, das auf einer Werkzeughalteplatte 81 über einen äusseren Block 82 befestigt ist. Der Block 82 weist eine sphärische Vertiefung 83 auf, während ein innerhalb des Gehäuses angeordneter Block 84 auf seiner Unterseite ebenfalls mit einer sphärischen Fläche 85 versehen ist, welche sich der Innenwandung des Gehäuses 80 anpasst. Der innere Block 84 besteht vorzugsweise aus einem glasfaserverstärkten Kunstharz, dessen untere Fläche 85 mit der Innenwandung des Gehäuses verschweisst ist. Die Werkzeughalteplatte 81 kann aus Aluminium oder einem rostfreien Stahl bestehen, wobei der äussere Block 82 ebenfalls aus dem gleichen Metall hergestellt werden kann. Die Werkzeughalteplatte 81 ist mittels Schrauben 86 befestigt.
Soll die beschriebene Vorrichtung nun zur Reinigung eines Gewebes oder Teppichs verwendet werden, so werden die Einzelteile zunächst gemäss den Fig. 1 bis 5 zusammengebaut.
Der Behälter 13 wird mit einer Reinigungsflüssigkeit versehen, dann wird die Vorrichtung auf die zu reinigende Oberfläche gestellt, der Motor wird eingeschaltet und ein Absperrventil 72 gibt bei Betätigung den Zufluss der Reinigungsflüs sigkeit frei. Das Ventil 72 muss kein Regulierventil sein, da es jederzeit voll geöffnet sein kann, um damit den ständigen, konstanten Bedarf an Reinigungsflüssigkeit sicherzustellen.
Die Flüssigkeit gelangt durch die Rohre 14 in die Sammelkammer 15. Durch das Einschalten der Maschine gelangt die in der Kammer befindliche Flüssigkeit in einen Schwingungszustand, womit Kavitation, Hohlraum- und Gasblasenbildung einsetzen. Die Flüssigkeit wird in Schaumform durch die zahlreichen Öffnungen 16 auf das Gewebe herausgeschleudert und über die ganze Fläche der Platte 17 verteilt. Da sich die Flüssigkeit im Zustande der Kavitation befindet, entsteht innerhalb der Kammer 15 eine beträchtliche Energiekonzentration, und die Flüssigkeit gelangt durch die Öffnungen 16 in Schaumform auf das Gewebe. Beim weiteren Betrieb der Vorrichtung bleibt der die Gewebefasern umgebende Schaum im Kavitationszustand und bewegt sich an sämtlichen Oberflächen der Fasern, einschliesslich der Faserwurzeln, entlang.
Dies genügt, um auch die einzelnen Fasern, welche als einseitig eingespannte Freiträger angesehen werden können, in einen Schwingungszustand zu bringen, was zur gründlichen Reinigung des Gewebes beiträgt. Da der Schaum praktisch ständig durch die Öffnungen 16 austritt und innerhalb der Flüssigkeit ein ständiger Kavitationszustand herrscht, lastet die Vorrichtung nur wenig auf der zu reinigenden Oberfläche und kann daher leicht und ohne grösseren Kraftaufwand auf alle Stellen, einschliesslich der Rand- und Eckenbereiche, des Gewebes gebracht werden. Die beschriebene Behandlung wird fortgesetzt, bis sämtliche Teile des Gewebes behandelt sind.
Anschliessend wird das Ventil 72 geschlossen und die Vor richtung nochmals über die zu reinigende Oberfläche bewegt, damit die Kavitation des die Fasern umgebenden Schaumes und der Fasern selbst im Hinblick auf eine gründliche Reinigung fortgesetzt wird.
Anschliessend kann der Schaum und der Schmutz durch einen handelsüblichen Staubsauger im nassen oder trockenen Zustand abgesaugt werden. Sollte das Gewebe nach der ersten Behandlung nicht vollständig gereinigt sein, so wird die Vorrichtung mit geschlossenem Flüssigkeits-Absperrventil nochmals über die zu reinigende Flüssigkeit gefahren, so dass die Fasern nochmals zum Schwingen angeregt werden und die restlichen Schmutz-, Schaum- und Feuchtigkeitsteile durch Vakuum- und Kavitationswirkung an die Oberfläche gebracht und anschliessend durch einen handelsüblichen Staubsauger oder eine Quetschvorrichtung entfernt werden können. Das mechanische Absaugen trägt zum Aufrichten der einzelnen Fasern des Gewebes bzw. des Teppichs bei.
Die beschriebene Kavitationswirkung dient nicht nur dazu, die Fasern des Gewebes voneinander zu trennen, sondern sie gestattet auch die Entfernung der überschüssigen Feuchtigkeit, so dass das Gewebe nach der Behandlung nicht nass, sondern nur noch feucht ist und sehr rasch trocknet. Dank der Kavitationswirkung werden die Fasern nicht platt gedrückt, sondern stehen aufrecht und brauchen nicht durch eine anschliessende Behandlung mit Bürsten aufgerichtet zu werden.
Bei dem beschriebenen Reinigungsvorgang werden die Fasern, welche mit Schaum bedeckt wurden, von den Schalldruckwellen getroffen, welche sich senkrecht zur Oberfläche des Materials bewegen, und die Schallvibrationen hoher Amplitude und grosser Intensität dringen in die Fasern des Teppichs ein, so dass diese ähnlich wie einseitig eingespannte Freiträger frei vibrieren. Diese Vibration der Fasern ergibt in direktem Zusammenwirken mit dem blasen- und hohlraumbildenden Schaum eine intensive Kavitationswirkung des die Fasern umgebenden Schaumes. Die gründliche Reinigung des Gewebes ist auf diese akustische Kavitation zurückzuführen. Der die Fasern beim Schwingungsvorgang durchdringende Schaum enthält Millionen kleiner Bläschen, und diese Bläschen, welche die Fasern direkt berühren, unterliegen einem ständigen Wechsel von Druck und Vakuum.
Die Hauptreinigung erfolgt nun während der Vakuumbildung, da der Schaum und auch die Fasern beim Zusammenpressen der Blasen einem relativ hohen Vakuum ausgesetzt sind, das den Schmutz aus den Fasern herauszieht und an den Schaum abgibt. Eine besonders gründliche Reinigung kann mit Frequenzen im unteren Schallbereich erzielt werden, beispielsweise zwischen 50 und 500 Hz.
Da ferner die vom Motor ausgehende Kraft auf nur eine Stelle des in Schwingungen versetzten Gehäuses übertragen wird, wird die gesamte Energie über den Haltebügel auf die vibrierende Platte abgegeben, wobei die Frequenz der schwingenden Konstruktion im Hinblick auf die Erzielung einer optimalen Wirkung abgestimmt ist.
Bei der in den Fig. 10 bis 14 dargestellten Ausführungsform ist ein Gehäuse 80, wie bereits erwähnt wurde, auf einer Werkzeughalteplatte 81 montiert. Das Gehäuse 80 weist eine Kammer 87 auf, die genügend Raum für die Anbringung eines Motors 88 bietet. Wie bei der bereits beschriebenen Ausführungsform der Reinigungsvorrichtung ist auch hier ein Haltebügel 89 für die Montage des exzentrischen Motorwellenlagers 104 am einen Ende 90 des Motors 88 sowie ein Ansatz 91 zur Aufhängung des anderen Motorendes 92 vorgesehen. Am Motorende 92 befindet sich ein Flansch 94 mit einer Achse 95, die ihrerseits in einer Ausnehmung 96 des Ansatzes 91 gelagert ist. In der Bohrung 98 einer ringförmigen Hülse 97 ist eine Büchse 99 mit Pressitz eingelassen.
Innerhalb der Büchse 99 befindet sich ein Einsatz bzw. eine Membran 100 aus elastischem Material; ein zylindrisches Rohr 101, das die Achse 95 umgibt, ragt durch die Büchse 99 hindurch. Der Einsatz 100 und die Büchse 99 werden auf der Achse 95 durch eine Scheibe 103 und eine Mutter 102 gehalten.
Am anderen Ende 90, an welchem die Motorwelle 93 aus dem Motorgehäuse herausragt, ist eine exzentrische Scheibe 104 angeordnet, welche starr, d.h. nicht drehbar mit der Motorwelle verbunden ist. Die exzentrische Scheibe 104 weist eine Achse 105 auf, die in einem Lager 106 auf dem oberen Ende des Haltebügels 89 rotiert. Das gegenüberliegende Ende 103 des Haltebügels 89 ist an dem äusseren Block 82 mittels Schrauben 107 befestigt, wobei sich diese Schrauben durch mit Flanschen versehene Hülsen 108 aus Nylon oder einem anderen geeigneten Kunststoff hindurcherstrecken, so dass dieselben gegenüber dem Haltebügel elektrisch isoliert sind.
Im Hinblick auf die Befestigung eines Handgriffes 110 und der zugehörigen Stange 111 ist an der Unterseite des Ansatzes 91 ein U-Profil 112 mittels Schrauben 113 befestigt (siehe Fig. 12, 13 und 14). An jedem Ende des U-Profils 112 ist eine Dämpfungsvorrichtung für Schall, Stösse und Schwingungen 114 vorgesehen, welche aus einem elastischen Material besteht. Ein Bügel 115 ist über die Dämpfungsvorrichtung 114 mittels einer Schraube 116 und den zugehörigen Muttern 117 und 118 am U-Profil 112 befestigt. Am unteren Ende der Stange 111 kann eine Gabel 120 angebracht sein, deren beide Schenkel je eine seitliche Verlängerung 122 aufweisen, welche an dem zugehörigen Bügel 115 über eine Schraube
123 und eine Mutter 124 (Fig. 10 und 11) oder durch andere Verbindungsmittel befestigt sind.
Gemäss der beschriebenen Konstruktion befinden sich die durch die Schrauben 123 gebildeten Schwenkverbindungen mehr oder weniger im Massenzentrum und daher relativ nahe bei der Oberfläche des zu behandelnden Gegenstandes, so dass die Werkzeughalteplatte 81 ohne weiteres über diese Oberfläche geführt werden kann, wobei sich der Handgriff nach Bedarf verschwenken lässt.
Falls eine Behandlung mit Flüssigkeit gewünscht wird, wie dies beispielsweise bei der Reinigung von Geweben erforderlich ist, so kann diese Flüssigkeit einem auf der Stange 111 angeordneten Behälter 130 entnommen werden. Der Behälter ist über ein Rohr 131 mit einem Verteiler 132 verbunden, an welchem die Förderleitungen 133 angeschlossen sind. Die Förderleitungen 133 sind in ihrem unteren Teil mit Verschraubungen 134 versehen und damit an der Werkzeughalteplatte 81 verankert. Wenn man die Förderleitungen 133 aus einem elastischen Material herstellt, so kann die Stange 111 nach Belieben verschwenkt werden, ohne dass sie mit den Anschlüssen der Förderleitungen 133 zwischen dem Verteiler und der Werkzeughalteplatte 181 in Berührung kommt.
Ferner kann am Gehäuse ein Anschlussstück 135 (Fig.
13) vorgesehen sein, das die Einführung eines Kabels über einen im Ansatz 91 vorgesehenen Kanal 137 ins Innere des Gehäuses zu den Klemmen des Motors 88 gestattet.
Device for liquid treatment of objects with sound-frequency vibrations
The present invention relates to a device for the liquid treatment of objects with sound-frequency vibrations, in particular for cleaning tissues,
Carpets etc.
For cleaning tissues, mechanical devices have been used in general by means of which the
Fabric has been sprinkled or brushed. In some devices of this type, a cleaning liquid is first supplied to the brush and then from this to the surface of the carpet. This liquid is then rubbed into the carpet by the brushes, some of which turns into foam. Due to the rubbing and roughing action of the brushes, however, the dirt is only removed from the surface of those fibers which come into direct contact with the bristles of the brushes. Better cleaning can only be achieved by using suitable chemicals in the liquid. The dust on the roots of the fibers remains relatively unaffected.
A relatively heavy, high-powered motor is required to drive such a device, the carrier disks of the brushes also having to be large and heavy, and the entire machine thus being of considerable weight.
With regard to the intended roughing effect, the fabric or the carpet is brushed in the direction of movement of the brush holder during the cleaning process and, given the great weight of the device and the use of liquid, the fibers are pressed smooth.
As a result, only part of the fabric is cleaned; Furthermore, the fabric can be seriously damaged, and both the dirt and the cleaning fluid are mechanically compressed in the area of the fiber roots. After the cleaning process one tries to remove excess cleaning liquid and dirt by vacuuming, brushing or squeezing and to straighten the fibers again; with the known devices, however, the accumulated dirt can only be partially removed, and many fibers also remain pressed flat and intertwined. Throughout the
During the cleaning process, only the surface of the fibers could be cleaned, and in many cases the fabric is damaged in its central area, whereas the edges and corners have to be cleaned by hand.
However, this results in differences between the appearance of the easily accessible places and the edge and corner areas.
Taking into account the mechanical movement of the brushing devices, be they rotating or vibrating, the device must be moved several times over the tissue to be cleaned. However, this is time consuming and expensive.
There are cleaning devices known which work with vibrations in the lower sound frequency range.
The degree of cleaning that can be achieved with these devices is, however, unsatisfactory. The existing disadvantages are intended to be eliminated by the subject matter of the present invention. The device according to the invention is accordingly characterized by a relatively stiff housing having a chamber, a mass which is arranged in the chamber and which can be set in rotation via a drive and which is connected to the housing only at one point which is radial with respect to the rotational movement, a tool holder attached to the housing at said point, a tool consisting of a transmission mass and two practically parallel plates which are arranged at a distance from the tool holder and form a collecting chamber for receiving and dispensing a liquid,
wherein one of said plates is a support plate and the other plate is a support plate, the surface of which is designed to rest on the object to be treated and thus forms the only support surface of the device, while the support plate has a number of through openings arranged at practically the same distance from one another and which Cellular, elastic transmission mass connected to the tool holder establishes the working contact with the tool holder.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is illustrated in the accompanying drawing.
Fig. 1 is a perspective view of a device for cleaning tissues and shows this device in its operating position.
FIG. 2 is a section along line 2-2 in FIG. 1.
FIG. 3 is a longitudinal section taken along line 3-3 in FIG. 1.
Fig. 4 is a front view of the tool partially broken away.
FIG. 5 is a view taken along line 5-5 in FIG. 2.
6 is a cross-sectional view of another embodiment of the platen.
FIG. 7 is a bottom view of the plate shown in FIG.
Figure 8 is a sectional view of another embodiment of the platen.
FIG. 9 is a view taken along line 9-9 in FIG. 8.
Fig. 10 is a view of the entire device.
FIG. 11 is a side view of the device shown in FIG.
FIG. 12 is an enlarged sectional view taken along line 13-13 in FIG. 10.
FIG. 13 is an enlarged representation of a variant, with some parts cut away, and FIG
FIG. 14 is a view taken along line 15-15 in FIG. 13.
The embodiment of the device shown in the drawing has a practically spherical, thin-walled housing 10 which is provided with a handle 11 and a tool holder 12. A container 13 for a cleaning agent is attached to the handle 11; Furthermore, pipelines 14 are provided which guide the cleaning agent through the tool holder into a collecting chamber 15, from which it is sprayed out through several openings 16 provided in a support plate 17.
A motor 18 is arranged inside the housing 10, one end 19 of which rests on an elastic, insulated bearing, which in the present case is designed in the form of a spring. At the other end 21 of the motor, the motor shaft 22 is connected to an eccentric which in turn is arranged in a bearing 23. The bearing 23 is formed by the upper end of a retaining bracket 24 which is attached to a block 25 at a single point. The bearing 23 has an eccentric disk 26 which is rotatably mounted on a stub shaft 27, while the motor shaft 22 is rigid, i.e. is not rotatably attached to the eccentric 26.
The fastening of the motor shaft on the eccentric disk 26 is selected such that the motor shaft 22 is offset eccentrically with respect to the axis 27. When the motor 18 is now put into operation and the motor shaft 22 rotates, the eccentric disk 26 also rotates about the axis 27. In this way, a circular movement is imposed on the motor, moving on the circumference of a circular cone whose base is at eccentrically mounted motor end and its tip is in the area of the elastic bearing 20. The motor thus rotates about an axis which practically coincides with the axis 27 of the eccentric device and the axis of the opposite motor end 19.
The force generated in this way by the rotating motor mass, the magnitude of which is sinusoidal with respect to time, is transmitted via the bracket 24 to the block 25 and thus to the housing 10 and the tool holder 12 for the purpose of utilizing the sound energy generated.
The retaining bracket 24 is fastened to the block 25 by means of its foot 29 by screws 28. Soundproofing plates 32 and 33 and a cap 34 are arranged in the handle, through which current conductors 30 and 31 are passed, which can be connected to a power source via the cap 34. A filling 35 and 36 made of a suitable, vibration-damping resin is used to anchor the conductors 30 and 31 and to fasten the handle 11 to a projection 37.
The tool holder, which has hitherto been designated in its entirety by 12, consists of a tool holder plate 40 which is fastened directly to the block 25. The type of attachment depends on the materials used. If the two parts to be joined are made of stainless steel, a welded joint can be selected, while plastic parts can be joined together with an adhesive. In certain cases, the two parts can also consist of a single piece. The opposing edges 41 and 42 of the tool holder plate 40 are slightly bent inward and thus hold a transmission mass 43 which is used to transmit acoustic energy and consists of a soft, open-pored material of high density and a cell-like structure.
For example, a commercially available open-pore urethane can be used for this purpose. The transfer compound 43 is preferably glued to the tight, already mentioned holding plate 44, which forms the inner wall of the collecting chamber 15. The lowermost plate 17, which comes into contact with the object to be treated, has circumferential flanges 45, 46, 47, etc., which extend over corresponding flanges 48 of the holding plate 44 and are tightly connected to them.
In addition, pipe sockets 50 and 51 are anchored in the holding plate 44 and serve to connect the pipes 14. The connecting piece 50 extends, as FIG. 2 shows, through an annular flange 52, through which openings 53 are recessed in the tool holding plate 40.
Even if the lower working surface of the plate 17 is shown completely flat in the drawing, under certain circumstances it may prove to be useful to use a plate 55 according to FIGS. 6 and 7. The outer surface of the plate 55 in this case has diagonally arranged depressions 56 which extend over the lower surface of the plate 55 and are provided with bores 57 which are arranged at approximately equal mutual distances and the connection between the collecting chamber 15 and the depressions 56 manufacture.
A variant of such a plate 60 coming into contact with the object to be treated is shown in FIGS. 8 and 9. In this embodiment, the bores 61 open into individual pockets 62 which are arranged at a mutual spacing on the lower surface of the plate 60.
In the embodiment according to FIGS. 10 to 14, a housing 80 is shown which is fastened on a tool holding plate 81 via an outer block 82. The block 82 has a spherical recess 83, while a block 84 arranged inside the housing is also provided on its underside with a spherical surface 85 which adapts to the inner wall of the housing 80. The inner block 84 is preferably made of a glass fiber reinforced synthetic resin, the lower surface 85 of which is welded to the inner wall of the housing. The tool holding plate 81 can be made of aluminum or a stainless steel, and the outer block 82 can also be made of the same metal. The tool holding plate 81 is fastened by means of screws 86.
If the device described is to be used for cleaning a fabric or carpet, the individual parts are first assembled according to FIGS. 1 to 5.
The container 13 is provided with a cleaning liquid, then the device is placed on the surface to be cleaned, the motor is switched on and a shut-off valve 72 releases the inflow of the cleaning liquid when actuated. The valve 72 does not have to be a regulating valve, since it can be fully open at any time in order to ensure the constant, constant need for cleaning fluid.
The liquid passes through the tubes 14 into the collecting chamber 15. When the machine is switched on, the liquid in the chamber vibrates, which causes cavitation, the formation of cavities and gas bubbles. The liquid is ejected in foam form through the numerous openings 16 onto the tissue and distributed over the entire surface of the plate 17. Since the liquid is in the state of cavitation, a considerable concentration of energy arises within the chamber 15, and the liquid passes through the openings 16 in foam form onto the tissue. During further operation of the device, the foam surrounding the tissue fibers remains in the cavitation state and moves along all surfaces of the fibers, including the fiber roots.
This is sufficient to bring the individual fibers, which can be viewed as cantilever beams clamped in on one side, into a state of oscillation, which contributes to thorough cleaning of the fabric. Since the foam practically constantly exits through the openings 16 and there is a constant state of cavitation within the liquid, the device has little load on the surface to be cleaned and can therefore easily and without great effort on all parts of the tissue, including the edge and corner areas to be brought. The treatment described is continued until all parts of the tissue have been treated.
The valve 72 is then closed and the device is moved again over the surface to be cleaned so that the cavitation of the foam surrounding the fibers and the fibers themselves are continued with a view to thorough cleaning.
The foam and dirt can then be vacuumed off with a commercially available vacuum cleaner in a wet or dry state. If the fabric is not completely cleaned after the first treatment, the device with the liquid shut-off valve closed is moved again over the liquid to be cleaned, so that the fibers are stimulated again to vibrate and the remaining dirt, foam and moisture parts by vacuum - and cavitation effects can be brought to the surface and then removed with a commercially available vacuum cleaner or a squeezing device. The mechanical suction helps to straighten up the individual fibers of the fabric or carpet.
The cavitation effect described not only serves to separate the fibers of the fabric from one another, but also allows the excess moisture to be removed so that the fabric is not wet after the treatment, but only damp and dries very quickly. Thanks to the cavitation effect, the fibers are not pressed flat, but stand upright and do not need to be straightened by a subsequent treatment with brushes.
In the cleaning process described, the fibers, which were covered with foam, are hit by the sound pressure waves, which move perpendicular to the surface of the material, and the sound vibrations of high amplitude and high intensity penetrate the fibers of the carpet, so that they are similar to one-sided clamped cantilever beams vibrate freely. This vibration of the fibers, in direct interaction with the bubble and cavity-forming foam, results in an intensive cavitation effect of the foam surrounding the fibers. The thorough cleaning of the tissue is due to this acoustic cavitation. The foam that penetrates the fibers during the vibration process contains millions of small bubbles, and these bubbles, which are in direct contact with the fibers, are subject to constant changes in pressure and vacuum.
The main cleaning now takes place during the vacuum formation, since the foam and also the fibers are exposed to a relatively high vacuum when the bubbles are pressed together, which pulls the dirt out of the fibers and transfers it to the foam. A particularly thorough cleaning can be achieved with frequencies in the lower sound range, for example between 50 and 500 Hz.
Furthermore, since the force emanating from the motor is transmitted to only one point of the vibrating housing, all of the energy is transferred to the vibrating plate via the retaining bracket, the frequency of the vibrating structure being tuned with a view to achieving an optimal effect.
In the embodiment shown in FIGS. 10 to 14, a housing 80 is, as already mentioned, mounted on a tool holding plate 81. The housing 80 has a chamber 87 which offers sufficient space for a motor 88 to be attached. As in the already described embodiment of the cleaning device, a retaining bracket 89 for mounting the eccentric motor shaft bearing 104 at one end 90 of the motor 88 and a shoulder 91 for suspending the other motor end 92 are also provided here. At the motor end 92 there is a flange 94 with an axis 95 which in turn is mounted in a recess 96 in the extension 91. In the bore 98 of an annular sleeve 97, a sleeve 99 is embedded with a press fit.
Inside the sleeve 99 is an insert or a membrane 100 made of elastic material; a cylindrical tube 101, which surrounds the axis 95, protrudes through the sleeve 99. The insert 100 and the sleeve 99 are held on the axle 95 by a washer 103 and a nut 102.
At the other end 90, at which the motor shaft 93 protrudes from the motor housing, an eccentric disc 104 is arranged which is rigid, i. is not rotatably connected to the motor shaft. The eccentric disk 104 has an axis 105 which rotates in a bearing 106 on the upper end of the retaining bracket 89. The opposite end 103 of the bracket 89 is attached to the outer block 82 by screws 107, these screws extending through flanged sleeves 108 of nylon or other suitable plastic so that they are electrically isolated from the bracket.
With regard to the attachment of a handle 110 and the associated rod 111, a U-profile 112 is attached to the underside of the extension 91 by means of screws 113 (see FIGS. 12, 13 and 14). At each end of the U-profile 112 a damping device for sound, shocks and vibrations 114 is provided, which consists of an elastic material. A bracket 115 is attached to the U-profile 112 via the damping device 114 by means of a screw 116 and the associated nuts 117 and 118. At the lower end of the rod 111 a fork 120 can be attached, the two legs of which each have a lateral extension 122, which is attached to the associated bracket 115 via a screw
123 and a nut 124 (Figs. 10 and 11) or by other connecting means.
According to the construction described, the pivot connections formed by the screws 123 are more or less in the center of mass and therefore relatively close to the surface of the object to be treated, so that the tool holding plate 81 can be easily guided over this surface, with the handle as required can pivot.
If treatment with liquid is desired, as is necessary, for example, when cleaning tissues, then this liquid can be taken from a container 130 arranged on the rod 111. The container is connected via a pipe 131 to a distributor 132 to which the delivery lines 133 are connected. The delivery lines 133 are provided with screw connections 134 in their lower part and are thus anchored to the tool holding plate 81. If the conveyor lines 133 are made of an elastic material, the rod 111 can be pivoted at will without it coming into contact with the connections of the conveyor lines 133 between the distributor and the tool holding plate 181.
Furthermore, a connector 135 (Fig.
13) may be provided, which allows the introduction of a cable via a channel 137 provided in the extension 91 into the interior of the housing to the terminals of the motor 88.