CN102596437A - 用于清洁设备的驱动系统以及清洁设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于对箱(1)进行清洁的清洁设备的驱动系统(100)，该驱动系统(100)包括用于调节磁滞耦合装置的速度的制动装置(7，8，13)，且其中，制动装置布置在磁滞耦合装置的第二耦合部件(5)附近，并且其中制动装置包括制动部件(7，8，13)，该制动部件(7，8，13)与磁滞耦合装置的第二耦合部件相互作用以调整磁滞耦合装置的第二耦合部件的转动。

Description

用于清洁设备的驱动系统以及清洁设备
技术领域
本发明涉及一种清洁设备，特别是一种用于对箱的内部进行清洁的清洁设备的驱动装置。
背景技术
该种清洁设备用于对箱的内部进行清洁并且包括驱动系统，该驱动系统包括壳体以及齿轮，该壳体具有安装在液体通道中的涡轮，清洁液在压力下供应至该液体通道，该齿轮由涡轮驱动，并且作为防止清洁液的泄漏的保护措施，其与壳体中的清洁液分隔开安装。齿轮将由涡轮产生的转动传递成箱中的清洁头部的减速转动。由涡轮产生的转动经由具有耦合部件的磁性耦合装置传递至齿轮，耦合部件中的一个耦合部件在壳体内安置在液体通道中，并且耦合部件中的另一个耦合部件安置在壳体外，且其中，耦合部件是相互平行的盘。
清洁头部包括壳体和安装在壳体上的中心部，且其中，中心部设置有喷嘴。清洁液在操作中从涡轮输送并输送至喷嘴，其中，壳体安装在固定安装部件上，使得来自涡轮的液体绕过壳体并且流动至喷嘴。涡轮的转动借助于具有耦合部件的磁性耦合装置—例如磁滞耦合装置—传递至齿轮的输入轴，该磁性耦合装置的驱动耦合部件安置在齿轮壳体外，并且该磁性耦合装置的从动耦合部件安置在齿轮壳体内。
清洁液的射流是借助于喷嘴喷出的射流，并且加压液体将通过它们的组合转向和转动以有效的方式对箱进行清洁。
从WO-A1-2007/076859知道该种用于箱清洁的清洁设备的实例，WO-A1-2007/076859描述了具有驱动系统的箱清洁机，该驱动系统包括具有由电磁体形成的两个磁性部件的磁滞耦合装置，这些磁性部件分别存在于液体空间内和该液体空间外，可以确保壳体和齿轮之间的完全不透液分隔。磁滞耦合装置的磁性部件具有一个部件相对于另一个部件的可移位位置，可以关于传递的扭矩和/或速度来调整该耦合装置。
关于具有磁滞耦合装置的以上箱清洁设备的一个问题是：当你通过使磁体部件和磁滞板或盘之间的空间增大或减小而调整磁滞耦合装置的速度时，在你使磁体和磁滞板之间的空间增大时，磁滞扭矩将减小。
发明内容
本发明的目的是提供用于对箱的内部进行清洁的清洁设备的驱动系统，在使用将该驱动系统的涡轮的转动传递至连接于清洁头部的轴的磁滞耦合装置时，该驱动系统克服了从驱动系统的涡轮到连接于清洁设备的清洁头部的轴的扭矩传递的问题。
通过用于对箱进行清洁的清洁设备的驱动系统实现该目的，提供包括驱动装置的驱动系统来使连接于齿轮箱的输入轴转动，其中，齿轮箱将驱动装置的转动传递成箱中的清洁头部的减速转动，其中，输入轴在一个端部中设置有具有盘形状的第一耦合部件，并且其中驱动系统还装备有用于调节驱动装置的速度的制动装置，且其中该制动装置布置在第一耦合部件附近，并且该制动装置包括制动部件，该制动部件与驱动装置的第一耦合部件相互作用以通过改变制动部件相对于第一耦合部件的距离来调整第一耦合部件的转动。
根据要求权利的本发明的第一方面，制动装置的不同部件与磁滞耦合装置的不同部件集成为一体，并且定位成与磁滞耦合装置的设置相匹配。制动装置可以由位于驱动装置的第一耦合部件上的至少一个磁体和布置在该至少一个磁体附近的磁滞部件形成。制动装置的该至少一个磁体基本上沿着驱动装置的第一耦合部件的周边布置，并且其中，通过使制动装置的磁滞部件相对于该至少一个磁体或轴向地或径向地移动，或者既轴向地又径向地移动而施加制动力。
根据要求权利的本发明的第二方面，制动装置由位于制动磁体保持器上的至少一个磁体形成，该制动磁体保持器布置在驱动装置的第一耦合部件的周边端部附近，并且其中驱动装置的第一耦合部件构成制动装置的磁滞部件。通过使制动磁体保持器和安装在其上的该至少一个磁体相对于磁滞耦合装置的构成为磁滞部件的第一耦合部件(5)或轴向地或径向地移动、或者既轴向地且径向地移动而施加制动装置的制动力。
可以取决于条件自由地选定磁性部件和磁滞部件的相互位置，使得一个部件可以或“干燥地”放置在齿轮箱中，或放置在壳体中的液体流中。
根据要求权利的本发明的另外一方面，制动装置在液体流外布置在齿轮箱内。
根据要求权利的本发明的又一个方面，制动装置或磁滞耦合装置的磁滞部件由铁磁磁滞材料制成。
根据要求权利的本发明的另外的又一方面，制动装置或磁滞耦合装置的磁性部件设置有用于产生必要磁场强度和极性的多个永磁体。
根据要求权利的本发明的另一个方面，磁性部件设置有用于磁场强度的可变调整的电磁磁体而不是使磁滞部件或磁体部件移动。
驱动系统将在诸如不锈钢的非磁性材料的壳体中操作，该非磁性材料是结合该类型的清洁设备使用的优选材料。驱动系统是不用维护的，且因此将不要求任何形式的维修。
以上的驱动系统可以是用于对箱的内部进行清洁的清洁设备的一体部件。
制动部件之间的间隙可以变化，调整间隙中的能含量和由此调整制动部件之间的磁力是可行的，由此可以针对速度调整制动力。
根据要求权利的本发明的另外一方面，驱动系统的驱动装置可以形成为布置在齿轮箱内的电动机单元。驱动装置还可以形成为包括磁性耦合装置，该磁性耦合装置具有连接于输入轴的容纳在齿轮箱内的第一磁体耦合部件和安置在壳体中的第二磁性耦合部件，且其中，第二磁性耦合部件包括安装在液体通道中的涡轮，清洁液在压力下供应至该液体通道，并且该清洁液使涡轮转动，且其中，涡轮的转动通过由第一磁性耦合部件和第二磁性耦合部件形成的磁性耦合装置传递至齿轮箱，且其中，齿轮箱与壳体中的清洁液分隔开安装。驱动装置还可以形成为包括磁滞耦合装置，该磁滞耦合装置包括布置在齿轮箱内的第一耦合部件和安装在壳体中的第二耦合部件，其中，第二耦合部件包括安装在液体通道中的涡轮，清洁液在压力下供应至该液体通道，并且该清洁液使涡轮转动，且其中，涡轮的转动通过由作为相互平行的盘的第一耦合部件和第二耦合部件形成的磁滞耦合装置传递至齿轮箱，其中，输入轴连接于第一耦合部件，并且涡轮连接于第二耦合部件，且其中，齿轮箱与壳体中的清洁液分隔开安装。
本发明的又一些方面根据从属权利要求和说明书显而易见。
附图说明
通过参照附图进行的对本发明的若干实施方式的下列详细描述，另外的目的、特征以及优点将呈现，其中：
图1示出了根据本发明的具有制动装置的清洁设备的第一实施方式的截面图；
图2示出了根据本发明的具有备选制动装置的清洁设备的第一实施方式的截面图；
图3示出了根据本发明的具有备选制动装置的清洁设备的第二实施方式的截面图；
图4示出了根据本发明的具有制动装置的清洁设备的第二实施方式的截面图；以及
图5、图6和图7示出了用来调节速度的根据本发明的制动装置的原理运动。
具体实施方式
图1至2公开了用于箱清洁器械的驱动系统100，其中，箱清洁器械附接于将被清洁的箱。箱仅在图1至4中部分地示出为具有箱的底板1。箱清洁器械还包括连接于液体出口16的管(未示出)和连接于管的清洁头部(未示出)，其中，清洁头部存在于箱下部。清洁头部能够借助于转动轴11转动，并且清洁头部还在中心部上设置有转动喷嘴以在压力下喷出清洁液，且由此对箱的整个内表面进行清洁。
驱动系统100包括具有用于将清洁液供应至箱清洁器械的液体入口3的壳体20。在压力下供应清洁液，并且以箭头A至D示出清洁液的穿过驱动系统100的流动方向。流动区域12形成在液体入口3和液体出口16之间，涡轮2布置在流动区域12中。涡轮2可转动地铰接在轴17上，涡轮2通过液体流动以每分钟几千转的转速转动，轴17经由涡轮盖10布置在壳体20上。涡轮2连接于圆筒形部18，其中，圆筒形部18在轴17周围且沿着轴17延伸，并且连接于轴17的相对端部中的磁滞板4。涡轮2的转动经由圆筒形部18传递至位于壳体20的上部部分中的磁滞板4。
因为清洁头部的转动以较低转数发生，所以齿轮必须置于涡轮2和转动轴11之间。
该齿轮容纳在安装在壳体20的顶部上的齿轮箱6中，其中，以虚线示意性地示出齿轮箱6。齿轮箱6包括输入轴19和输出轴11，(以及)轴11，19之间的连接装置(未示出)，并且输出轴11具有降低的转速。
如在上面讨论的，具有齿轮箱6的壳体20安装在箱外部。
在安装在流动区域12中的涡轮2和从动磁性板4之间没有连接，因为作为防止涡轮盖10处的泄漏的保护措施，壳体20是完全封闭的。
如上所述，涡轮2可转动地布置在轴17上并且经由圆筒形部18连接于盘形磁滞板4。磁滞板4设置有多个永磁体。这些磁体产生磁场，并且备选地，可以使用例如铝镍钴合金(AlNiCo)磁体型的具有很大极化面的较少磁体，或可以选择具有很大磁力和较小表面面积的大量较小永磁体。
替代永磁体，可以安装电磁体，该电磁体具有如下优点：磁场的强度可以通过改变电压而连续地变化。这提供了将经由耦合装置传递的扭矩和/或速度的可变可调性的选择。
另一个磁滞部件5布置在涡轮盖10外侧，其中，磁滞部件5形成为盘并且与盘形磁滞板4平行地延伸，而使得它们均能够绕着相同的转动轴线转动。磁滞部件5设置有与磁滞板4一起形成磁滞耦合装置的磁滞磁体9。磁滞磁体9优选地由包含电绝缘的金属氧化物(诸如Fe2O3粉末)的磁性材料制成。该材料具有有效地防止涡电流在磁滞部件中产生的较高各向同性电阻。此外，甚至在相对较高的温度下，磁性性能仍良好。还可以使用具有借助于介电膜相互绝缘的铁磁磁滞材料层的层压材料。
磁滞耦合装置的功能和结构使得该耦合装置以包括借助于气隙和盖相互分隔的部件的方式将由涡轮2产生的扭矩传递至齿轮箱6的输入轴19。
磁滞耦合装置以及由此扭矩可以通过使磁体盘5和磁滞磁体9相对于磁滞板4在轴向上移动而调整。
最后，驱动系统100可以扩展为具有又一个磁滞耦合装置，以将齿轮的转动运动传递至清洁头部的转动轴11。由于壳体20以此方式完全封闭、且由此受保护而免于由例如轴密封件的磨损引起的液体泄漏，因此可以以此方式实现壳体20中的液体和齿轮箱6之间的完全液体分隔。
在上面，假设使用永磁体，但是作为替代，还可以使用电磁体。
为了进一步调节耦合装置的速度，磁体盘5设置有制动装置。在图1中，制动装置示出为保持一个或多个制动磁体8的制动磁体保持器7，且其中，制动装置位于磁体盘5上方，且距磁体盘5一定距离并且位于磁体盘5的一个周边端部处。通过使制动磁体8相对于磁体盘5轴向地移动，可以调整磁滞耦合装置的速度。在该装置中，以沿轴向固定的方式布置磁体盘5。还可以通过使制动磁体8朝向/远离磁性盘5的转动轴线径向地移动或通过制动磁体8的相对于磁性盘5的组合径向和轴向运动来调整速度。
可选地，一个或若干制动磁体8沿着磁体盘5的周边区域布置(见图2)，使制动磁滞板13以一定距离布置在制动磁体8上方。通过使制动磁滞板13相对于磁体盘5上的制动磁体8轴向地移动，可以调整磁滞耦合装置的速度。与图1的实施方式类似，还可以通过制动磁滞板13的相对于磁体盘5上的制动磁体8的径向运动或组合的径向和轴向运动来调整速度。
在图3中，示出了磁滞耦合装置的备选实施方式，其中，磁滞磁体9布置在流动区域12中和磁体盘15上。磁体盘15对应于图1至2的盘形磁滞板4并且与涡轮2一起转动，磁体盘15经由圆筒形部18连接于涡轮2。图3中的实施方式的制动装置对应于图2的备选制动装置，其中，一个或多个制动磁体8沿着磁体盘5的周边区域布置(见图2)，使制动磁滞板13以一定距离布置在制动磁体8上方。通过使制动磁滞板13相对于磁体盘5上的制动磁体8轴向地移动，可以调整磁滞耦合装置的速度。与图2的实施方式类似，还可以通过制动磁滞板13的相对于磁体盘5上的制动磁体8的径向运动或组合的径向和轴向运动来调整速度。
在图4中，示出了磁滞耦合装置的备选实施方式，其对应于图3的实施方式，其中，磁滞耦合装置的磁滞磁体9布置在流动区域12中和磁体盘15上。磁体盘15对应于图1至2的盘形磁滞板4并且与涡轮2一起转动，磁体盘15经由圆筒形部18连接于涡轮2。图4中的实施方式的制动装置部分地对应于图1的制动装置，其中，一个或多个制动磁体8位于布置在磁滞耦合和制动盘14的一个周边端部处的制动磁体保持器7上。通过使制动磁体8相对于磁滞耦合和制动盘14轴向地移动，可以调整磁滞耦合装置的速度。与图1的实施方式类似，还可以通过制动磁体8沿径向相对于磁滞制动盘14的径向运动或组合的径向和轴向运动来调整该速度。
在图1和图4的制动装置中，仅示出一个制动磁体8和制动磁体保持器7，但是还可以存在若干制动磁体8和对应数量的制动磁体保持器7。在上面，假设使用永磁体，但是作为替代，还可以使用电磁体。
在下面描述图1中示出的实施方式的制动装置功能。
当清洁液经由液体入口3供应并且在方向A，B，C和D上流动时，液体经过涡轮2布置于其中的流动区域12，且其中液体流动使涡轮2转动。涡轮2的转动经由圆筒形部18传递至形成磁滞耦合装置的位于壳体20的上部部分中的第一部件的磁滞板4。布置在涡轮盖10外侧的、形成磁滞耦合装置的另一个部件的磁性盘5由于磁滞耦合装置的滑移(slip)功能而以比磁滞板4(的转速)低的转速转动。为了调整磁性盘5和连接于磁性盘5的齿轮箱6的输入轴19的速度，制动磁体8轴向地移动成更接近磁性盘5以使磁性盘5的速度降低，以及轴向地移动远离磁性盘5以使磁性盘5的速度增大。
在图2中，制动磁体布置在磁性盘5上，并且通过使制动磁滞板13轴向地移动成更接近磁性盘5以使磁性盘5的速度降低以及使制动磁滞板13轴向地移动远离磁性盘5以使磁性盘5的速度增大而实现磁性盘5和连接于磁性盘5的齿轮箱6的输入轴19的速度的调整。
在图3的实施方式中，以与针对图2的实施方式描述的方式相似的方式实现磁性盘5的速度的调整。在图4的实施方式中，以与针对图1的实施方式描述的方式相似的方式实现磁性盘5的速度的调整。
通过具有磁体和磁滞板之间的最小距离和通过不调整磁体和磁滞板之间的空间而实现磁滞耦合装置—即磁体和磁滞板之间—的最大扭矩。如上所述，作为替代，将通过使一个或多个制动磁体和磁体载体之间的间隙增大或减小而调整速度，磁体载体是磁滞耦合装置的磁滞板或磁滞耦合装置的磁体盘。
在制动装置的功能的以上描述中，已经描述：制动磁滞板和制动磁体保持器分别相对于耦合板轴向地移动(见图5，其中，a)示出了第一位置，并且b)示出了第二位置)，但是还可以通过改变制动磁滞板和制动磁体保持器分别相对于耦合板的圆周直径来调整制动力(见图6)。还可以使用制动磁滞板和制动磁体保持器的分别相对于耦合板的轴向和径向运动的组合来调节制动力(见图7)。
已经假设使用磁滞耦合装置，但是还可以使磁滞制动器与磁性耦合装置结合。与包括设置有许多永磁体或电磁体的磁感应器的磁滞耦合装置相比，该磁性耦合装置包括两个磁体—上/下磁性本体或内/外磁性本体。永磁体或电磁体与磁滞板协作以产生磁滞耦合装置。磁滞板由被磁感应器的磁体磁化的铁磁材料制成，并且建立了磁滞耦合装置。
又一个备选驱动装置是利用使输入轴19转动的电动机(未示出)来替代涡轮装置和磁滞耦合装置(相应地，磁性耦合装置)。电动机布置在齿轮箱6内或外。磁滞制动装置起到使电动机的速度降低的作用，因为可以使用仅以一个速度操作的非常简单且成本较低的电动机而不是具有可变电动机速度的更高级且昂贵的电动机，所以这是有吸引力的。
通常在将清洁设备安装在其操作位置时设定磁滞制动器的制动力，以使清洁头部能够在箱内进行最佳转动。如图中所示，假设制动力位于齿轮箱内，但是可使得能够从外部调整磁滞制动器的制动。
本发明不限制于以上描述和附图中示出的实施方式，而是可以在如由所附权利要求限定的本发明的范围内以任何方式补充和修改。
附图标记
1 底板
2 涡轮
3 液体入口
4 磁滞板
5 磁体盘
6 齿轮箱
7 制动磁体保持器
8 制动磁体
9 磁滞磁体
10 涡轮盖
11 通向清洁器头部的轴
12 流动区域
13 制动磁滞件
14 磁滞耦合和制动器
15 流动区域中的磁体盘
16 液体出口
17 轴
18 圆筒形部
19 输入轴
20 壳体
A 流动方向
B 流动方向
C 流动方向
D 流动方向

Claims (13)

1.一种用于对箱(1)进行清洁的清洁设备的驱动系统(100)，提供包括驱动装置的所述驱动系统(100)来使连接于齿轮箱(6)的输入轴(19)转动，其中，所述齿轮箱(6)将所述驱动装置的转动传递成所述箱(1)中的清洁头部的减速转动，其特征在于，所述输入轴(19)在一个端部中设置有具有盘形状的第一耦合部件(5，14)，且其中，所述驱动系统(100)还装备有用于调节所述驱动装置的速度的制动装置，且其中，所述制动装置布置在所述第一耦合部件(5，14)附近，并且所述制动装置包括制动部件(7，8，13)，所述制动部件(7，8，13)与所述驱动装置的所述第一耦合部件(5，14)相互作用以通过改变所述制动部件相对于所述第一耦合部件(5，14)的距离来调整所述第一耦合部件(5，14)的转动。
2.根据权利要求1所述的驱动系统(100)，其特征在于，所述制动装置是由位于所述驱动装置的所述第一耦合部件(5)上的至少一个磁体(8)和布置在所述至少一个磁体(8)附近的磁滞部件(13)形成的磁滞耦合装置。
3.根据权利要求2所述的驱动系统(100)，其特征在于，所述至少一个磁体(8)基本上沿着所述驱动装置的所述第一耦合部件(5)的周边布置，且其中，通过使所述磁滞部件(13)相对于所述至少一个磁体(8)或轴向地或径向地、或者既轴向且径向地移动而施加制动力。
4.根据权利要求1所述的驱动系统(100)，其特征在于，所述制动装置由位于制动磁体保持器(7)上的至少一个磁体(8)形成，所述制动磁体保持器(7)布置在所述驱动装置的所述第一耦合部件(5)的周边端部附近，且其中，所述驱动装置的所述第一耦合部件(5)构成所述制动装置的磁滞部件。
5.根据权利要求4所述的驱动系统(100)，其特征在于，通过使所述制动磁体保持器(7)和安装在其上的所述至少一个磁体(8)相对于所述驱动装置的构成为磁滞部件的所述第一耦合部件(5)或轴向地或径向地、或者既轴向且径向地移动而施加所述制动装置的制动力。
6.根据任一项前述权利要求所述的驱动系统(100)，其特征在于，所述制动装置布置在所述齿轮箱(6)内。
7.根据任一项前述权利要求所述的驱动系统(100)，其特征在于，所述驱动装置是布置在所述齿轮箱(6)内的电动机单元。
8.根据权利要求1至6中的任一项所述的驱动系统(100)，其特征在于，所述驱动装置包括磁性耦合装置，所述磁性耦合装置具有连接于所述输入轴(19)的容纳在所述齿轮箱(6)内的第一磁体耦合部件和安置在壳体(20)中的第二磁性耦合部件，且其中，所述第二磁性耦合部件包括安装在液体通道(12)中的涡轮(2)，清洁液在压力下供应至所述液体通道(12)，并且所述清洁液使所述涡轮(2)转动，且其中，所述涡轮(2)的转动通过由所述第一磁性耦合部件和所述第二磁性耦合部件形成的所述磁性耦合装置传递至所述齿轮箱(6)，且其中，所述齿轮箱(6)与所述壳体(20)中的所述清洁液分隔开安装。
9.根据权利要求1至6中的任一项所述的驱动系统(100)，其特征在于，所述驱动装置包括磁滞耦合装置，所述磁滞耦合装置包括布置在所述齿轮箱(6)内的第一耦合部件(5，9，14)和安装在壳体(20)中的第二耦合部件(4，15)，其中，所述第二耦合部件(4，15)包括安装在液体通道(12)中的涡轮(2)，清洁液在压力下供应至所述液体通道(12)，并且所述清洁液使所述涡轮(2)转动，且其中，所述涡轮(2)的转动通过由作为相互平行的盘的所述第一耦合部件(5，9，14)和所述第二耦合部件(4，15)形成的所述磁滞耦合装置传递至所述齿轮箱(6)，其中，输入轴(19)连接于第一耦合部件(5，9，14)，并且所述涡轮(2)连接于所述第二耦合部件(4，15)，且其中，所述齿轮箱(6)与所述壳体(20)中的所述清洁液分隔开安装。
10.根据任一项前述权利要求所述的驱动系统(100)，其特征在于，所述制动装置或磁滞耦合装置的磁滞部件由磁滞材料制成。
11.根据任一项前述权利要求所述的驱动系统，其特征在于，所述制动装置或磁滞耦合装置的磁性部件设置有用于产生必要磁场强度和极性的多个永磁体。
12.根据权利要求1至10中的任一项所述的驱动系统，其特征在于，所述磁性部件设置有用于磁场强度的可变调整的电磁磁体而不使磁滞部件或磁体部件移动。
13.一种用于对箱(1)进行清洁的清洁设备，其特征在于，所述清洁设备包括根据权利要求1至12中的任一项所述的驱动系统。
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