CN101836844B - 真空吸尘器 - Google Patents

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Abstract

一种真空吸尘器(1)，包括至少被分隔为灰尘室(4)和电机室(6)的壳体(2)。该真空吸尘器(1)还包括位于电机室(6)内的电机(7)和在灰尘室(4)和电机(7)之间的空气导管(8)。电机(7)通过包括至少一个弹簧(23)的悬置系统悬置在电机室(6)内。

Description

真空吸尘器
技术领域
本发明涉及真空吸尘器，该真空吸尘器包括至少被分隔为灰尘室和电机室的壳体，该真空吸尘器还包括位于电机室内的电机和位于灰尘室和电机之间的空气导管。
背景技术
根据这种类型的装置，电机通过橡胶安装组件悬置在位于灰尘室和电机室之间的分隔壁上，其中橡胶安装组件覆盖电机的外部轮廓并将其固定至分隔壁。橡胶安装组件还形成空气导管。
虽然上述段落中的现有真空吸尘器致力于实现对电机的隔振，从而减少壳体振动现象以及由此产生的噪声，但是现有的真空吸尘器中，由于阻尼量相对较大，动力和由其引起的振动仍将通过橡胶安装组件经过分隔壁传递至壳体。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种真空吸尘器，由此实现对电机隔振的改进。
根据本发明的真空吸尘器实现了这一目标，该真空吸尘器包括至少被分隔为灰尘室和电机室的壳体，该真空吸尘器还包括位于所述电机室内的电机和在所述灰尘室和所述电机之间的空气导管，其中该电机通过包括至少一个弹簧的悬置系统悬置在电机室内，其中包括电机的悬置系统的固有频率至多为电机的激励频率的三分之一，同时弹簧具有小于1％的阻尼，悬置系统的值在所有六个位移自由度上均有效。
固有频率是在没有扰动力的情况下，当悬置系统已移动离开静止位置时该系统和电机将相对于静止位置振动的频率。
电机的激励频率是当电机运转时，悬置系统和电机将振动的频率。
小于1％的阻尼是实际阻尼小于悬置系统的临界阻尼的1％情况下的阻尼。
悬置系统的值优选地在所有六个位移自由度，即沿着x、y和z轴平移以及绕其转动，上均有效。
阻尼优选地小于1％，更优选地小于0.5％，更优选地小于0.1％。
在这种弹簧的低阻尼以及悬置系统的相对低的固有频率的情况下，将几乎没有动力或由这些动力所引起的振动从电机传递至壳体。可以根据包含电机的悬置系统的传递函数容易地得到这些值。
现有装置的橡胶安装组件具有约大于4％的阻尼。
根据本发明的真空吸尘器的一种实施方式的特征在于，至少一个弹簧的刚度为柔性空气导管的刚度的至少十倍。
因为空气导管是柔性的，并且其刚度远低于弹簧的刚度，所以空气导管将不会影响电机通过弹簧悬置的隔振。柔性的空气导管适于在灰尘室和电机室之间提供无泄漏的密封，同时允许电机相对于灰尘室移动。
电机的悬置由弹簧来实现，其中弹簧和电机共同构成使得隔振非常有效的低阻尼系统。
如果有多于一个弹簧，弹簧的总刚度需是柔性空气导管的刚度的十倍。
根据本发明的真空吸尘器的一种实施方式的特征在于，电机的所有动态力通过弹簧和/或空气导管传递至壳体。
因为空气导管相对柔性并且具有相对低的刚度，所以它不会形成从电机到真空吸尘器的其他部件的振动通路。
由于与电机共同构成低阻尼系统的弹簧的悬置相对刚性，所以可以获得有效的隔振。因为电机的所有动力通过弹簧和/或空气导管传递，电机和真空吸尘器的其他部件之间没有其他接触可用于传导振动。
根据本发明的真空吸尘器的另一实施方式的特征在于，电机通过固定至电机并且位于电机重心附近的至少两个且更优选地三个弹簧而得以悬置。优选地，弹簧为板状弹簧。
通过将弹簧定位在重心附近处固定至电机，可以容易地抑制电机在径向、轴向和扭转方向上的振动。
弹簧的作用点优选地位于重心处以实现最佳的隔离。
优选地，板状弹簧由金属制成。
这种板状弹簧可以容易地被设计使得在轴向、径向和扭转方向上具有适当的刚度和其他特性。
根据本发明的真空吸尘器的又一实施方式的特征在于，空气导管为柔性空气导管，其包括连接至位于灰尘室和电机室之间的分隔壁的第一环状元件和连接至电机的第二环状元件，其中第二环状元件的直径比第一环状元件的直径更小，空气导管还包括位于第一和第二环状元件之间的圆顶形薄膜。
利用这种空气导管，电机能够相对于分隔壁振动，由此保持灰尘室和电机之间的无泄漏密封。由于圆顶形薄膜，第二环状元件相对于第一环状元件的移动是可能的。当向薄膜施加压力时，空气入口的尺寸将改变，但仍将保持空气入口开放。
附图说明
现在将参照附图来解释本发明。
图1为根据本发明的真空吸尘器的透视剖面图，
图2为示出频率和特定频率下的幅值的曲线图，
图3为如图1所示的真空吸尘器的电机室的分解图，
图4为如图1所示的真空吸尘器的电机、柔性空气导管和悬置的分解图，
图5A为根据本发明的真空吸尘器的柔性空气导管的第一实施方式的透视剖面图，
图5B为如图5A所示的柔性空气导管的剖面图，
图6A为根据本发明的真空吸尘器的柔性空气导管的第二实施方式，
图6B为如图6A所示的柔性空气导管的透视剖面图，
图7为根据本发明的真空吸尘器的电机的悬置的又一种实施方式。
具体实施方式
在各附图中同样的部件由同样的附图标记表示。
图1示出了本发明的真空吸尘器1的透视剖面图。真空吸尘器1包括壳体2，壳体2具有到灰尘室4的空气入口3。壳体2还包括将灰尘室4与电机室6分隔开的分隔壁5。电机7位于电机室6中。真空吸尘器1包括柔性空气导管8，该柔性空气导管8通过第一端9与分隔壁5连接，以及通过第二端10与电机7的叶轮盖11(见图3)连接。
壳体2包括空气出口12，空气出口12通过管道(未示出)与电机室6连接。
真空吸尘器1还包括可以连接至空气入口3的柔性软管(未示出)、在远离空气入口3的一例连接至柔性软管的端部的金属管(未示出)、以及连接至远离金属管和柔性软管之间的连接的金属管端部的抽吸头(未示出)。这种柔性软管、金属管和抽吸头是本领域已知的，因此不再进一步说明。
图3示出了电机7位于其中的电机室6的分解图。电机室6由圆柱形壳体13限定，圆柱形壳体13的内侧装备有噪声吸收材料14。壳体13在其下端处连接至壳体2的底部表面15。金属环16连接至底部表面15，且在该环16中定位有空气吸收材料环17。弹性缓冲器18定位在所述环17的中央，后文将说明其功能。如图4中更加清楚地可见，电机7包括安装在下部支架21和上部支架22中的具有叶轮部件20的电机部件19。柔性空气导管8通过其第二端10连接至上部支架22的叶轮盖11。
电机7由三个板状弹簧23悬置，其中板状弹簧23通过第一端24连接至下部支架21，并且通过远离第一端24的第二端25在位置26处连接至金属环16。板状弹簧23由金属制成，且其刚度是柔性空气导管8的刚度的至少十倍。
板状弹簧23通过第一端24在位置27处连接至下部支架21，其中位置27与电机部件19和叶轮部件20的重心位于同样的水平高度。
图5A和图5B公开了柔性空气导管8，柔性空气导管8在其第一端9处装备有第一环状元件31，且在其第二端10处装备有第二环状元件32，第二环状元件32可以以空气密封的方式连接至上部支架22的叶轮盖开口11。在第一环状元件31和第二环状元件32之间，为柔性空气导管8装备有圆顶形薄膜33，圆顶形薄膜33具有相对低的刚度并且厚度约为0.8mm。
在轴向方向上，第一环状元件31的位置比第二环状元件32更高。因为环状元件31、32以及连接环状元件31、32的圆顶形薄膜33的水平高度不同，所以环状元件31、32及其所连接的物体可以相对于彼此在轴向、径向和扭转方向上移动，而没有薄膜33可能阻塞柔性空气导管8的入口34的风险。
图6A和图6B是柔性空气导管41的另一种实施方式的透视图和透视剖面图，其中柔性空气导管41包括波纹管42。波纹管42通过第一端43连接至分隔壁5的端部9并且利用第二端44连接至上部支架22的叶轮盖11。
这种波纹管42在灰尘室4和电机7之间提供无泄漏的空气导管。这种波纹管42由例如橡胶制成，具有相对薄的壁厚和相对低的刚度。波纹管42包括金属环45以防止每当向波纹管施加压力时该波纹管闭合。
图7示出了位于支架21、22内的电机7以及通过三个弹簧52使电机7悬置的另一种实施方式51。每个弹簧52具有在其下端的连接部分53，板状弹簧52通过该连接部分53连接至金属环16。板状弹簧52包括纵向延伸部分54和水平延伸部分55，其中纵向延伸部分54与连接部分53相连接，水平延伸部分55通过第一端56连接至纵向延伸部分54和连接部分53的远离端部。水平延伸部分55通过远离第一端56的第二端57连接至上部支架22。
优选地由金属制成的这种弹簧52，其提供相对高的刚度。现在将参照图2说明通过电机7的弹簧23或52使电机7的悬置。
由于弹簧23、52，电机7和壳体2之间的隔振得到加强，进而由此实现壳体中的振动程度的降低并因此实现由于振动产生的噪声的降低。电机7通过弹簧23、52以实用而安全的方式悬置在真空吸尘器1的壳体2内，该实用和安全的方式意味着电机7能够容易地提供抽吸动力，且真空吸尘器能够承受电机7的机械冲击。
通过弹簧23、52的隔振可以通过质点弹簧阻尼器模型来进行描述，其中电机7构成质点。如果动力激励质点，则施加于刚体环境(壳体2)的反作用力是激励力的频率的函数。
在正常使用时，电机以45,000至57,000转每分钟之间的转速旋转。因此激励频率为750-960Hz。
在通过金属弹簧的悬置中，可以实现约为包括电机的悬置系统的临界阻尼的0.1％的阻尼。
因为根据本发明的真空吸尘器1的电机7的悬置具有低阻尼，仅除了在远高于质点弹簧模型的固有频率的频率外，该模型可以被认为是质点弹簧模型，反作用力低于激励力，从而实现隔振。利用弹簧23，52，整个悬置系统(即包括电机的悬置系统)的固有频率至多为激励频率的三分之一。图2中以水平轴表示频率，其中1表示悬置的固有频率，而2、3、4、5等表示该固有频率的两倍、三倍、四倍和五倍。通过根据本发明的真空吸尘器1，悬置的固有频率为约50-57Hz。纵轴表示由于激励力导致的移动的幅值。
通过具有小于1％的相对低的阻尼，与类似橡胶的高阻尼材料的情况相比，可以获得更有效的隔振。
通过根据本发明的真空吸尘器1，柔性空气导管8在灰尘室4和电机7之间提供无泄漏的密封。空气导管8的柔性使得其不影响通过弹簧23，52的电机7的悬置的隔振，而且具有足够的刚度以承受灰尘室4和电机7之间的压差。
使用弹簧23，52的电机7的悬置保证电机7保持在希望的位置并且保证隔振。
缓冲器18(见图3)与下部支架21隔开一定距离地定位，但是例如在真空吸尘器掉落的情况下将保护悬置抵抗高应力水平，并且将限制弹簧23在轴向方向上的最大位移。因为柔性空气导管8、使用弹簧23、52的悬置以及缓冲器18每个均具有不同的功能，可以针对各个元件的特定功能对其进行优化。
只要弹簧提供低阻尼悬置，其他数量的弹簧、其他种类的弹簧、或是由其他类型的制成的弹簧也是可能的。
将弹簧直接连接至电机部分19而非围绕电机部分19的支架也是可能的。

Claims (12)

1.真空吸尘器(1)，包括至少被分隔为灰尘室(4)和电机室(6)的壳体(2)，该真空吸尘器(1)还包括位于所述电机室(6)内的电机(7)和在所述灰尘室(4)和所述电机(7)之间的空气导管(8)，其中所述电机(7)通过悬置系统所包括的至少一个弹簧(23)而悬置在所述电机室(6)中，其中包括所述电机的整个所述悬置系统的固有频率至多为所述电机(7)的激励频率的三分之一，同时所述弹簧(23)具有低于1％的阻尼，所述悬置系统的各项值在所有六个位移自由度上均有效。
2.如权利要求1所述的真空吸尘器(1)，其特征在于，所述阻尼小于0.5％。
3.如权利要求2所述的真空吸尘器(1)，其特征在于，所述阻尼小于0.1％。
4.如权利要求1至3其中之一所述的真空吸尘器(1)，其特征在于，至少一个弹簧(23)具有的刚度是柔性的所述空气导管(8)的刚度的至少十倍。
5.如权利要求1至3其中之一所述的真空吸尘器(1)，其特征在于，所述电机(7)的所有动力通过所述弹簧(23)和/或所述空气导管(8)传递至所述壳体(2)。
6.如权利要求1至3其中之一所述的真空吸尘器(1)，其特征在于，所述电机(7)通过固定至所述电机(7)并且位于所述电机(7)的重心附近的至少两个弹簧(23)得以悬置。
7.如权利要求1至3其中之一所述的真空吸尘器(1)，其特征在于，所述电机(7)通过至少三个板状弹簧(23)悬置。
8.如权利要求1至3其中之一所述的真空吸尘器(1)，其特征在于，所述弹簧(23)为金属弹簧。
9.如权利要求1至3其中之一所述的真空吸尘器(1)，其特征在于，所述空气导管(8)为柔性空气导管(8)，其包括连接至位于所述灰尘室(4)和所述电机室(6)之间的分隔壁(5)的第一环状元件(31)、连接至所述电机(7)的第二环状元件(32)，其中，所述第二环状元件(32)具有比所述第一环状元件(31)的直径更小的直径，所述空气导管(8)还包括位于所述第一环状元件和所述第二环状元件(31，32)之间的圆顶形薄膜(33)。
10.如权利要求9所述的真空吸尘器(1)，其特征在于，所述第一环状元件和第二环状元件(31，32)在轴向方向上互相隔开一定距离来定位。
11.如权利1至3其中之一所述的真空吸尘器(1)，其特征在于，所述空气导管(8)包括波纹管(42)。
12.如权利要求1至3其中之一所述的真空吸尘器(1)，其特征在于，所述弹簧(23)通过支架(21，22)连接至所述电机(7)。
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