CN103222833A - 用于清洁器具的清洁器头 - Google Patents

Abstract

一种清洁器头，包括可旋转刷子构件、用于驱动可旋转刷子构件的驱动器件以及将驱动器件连接到可旋转刷子构件的驱动机构。驱动机构包括连接到驱动器件的输入驱动构件、连接到可旋转刷子构件的输出驱动构件以及在输入驱动构件和输出驱动构件之间延伸的柔性驱动元件，其中输入驱动构件和输出驱动构件在基本正交于它们的相应旋转轴线的平面中可相对于彼此移动。驱动机构被设置有调整机构，调整机构可操作以改变输入和输出驱动构件之间的间距以改变柔性驱动元件的张力，其中该调整机构可从第一位置沿第一方向移动通过多个进一步位置，增加柔性驱动元件中的张力，其中调整机构可锁定在多个进一步位置的选定一个而阻止沿与第一方向相反的方向运动。

Description

用于清洁器具的清洁器头

技术领域

本发明涉及一种用于清洁器具的清洁器头，优选为用于真空清洁器具的清洁器头。本发明还涉及一种用于这种清洁器头中的驱动机构。

背景技术

已知用于真空吸尘器的清洁器头包括可旋转的刷棒，所述刷棒操作以从织物地面覆盖物和家具表面搅出脏物和灰尘。这样的清洁器头在移除纤维物质(比如从织物地面或家具覆盖物移除兽毛)方面工作特别良好。

在这样的装配有刷棒的清洁器头中，刷棒可由电马达或由气动涡轮机驱动，所述气动涡轮机由在使用期间穿过清洁器头的空气流驱动。不论由电马达还是由气动涡轮机驱动，同样的是将旋转动力从驱动单元通过传动带机构传输到刷棒。这样的传动带机构的实例示出在US4976003中。

在这个传动带配置中，来自输入驱动构件的动力通过柔性有齿的传动带被传输到输出驱动构件。所述输入和输出驱动构件具有平行轴线且在两个构件之间的间距是固定的。这样的配置被称为固定的中心驱动器，且由于它们相对简单和成本有效而通常被用于生产应用。

为了固定的中心驱动器可靠地操作，所述传动带必须被精确地张紧。驱动机构的部件的累积公差可导致传动带在装配时落到可接受的张力值的相对窄的范围之外。这是个问题，因为过高的带张力可除了导致装配困难外还导致部件的使用寿命减少，然而太低的带张力也可过早地磨损带和带轮，还增加带可能打滑的风险。本发明是在这样的背景下被提出的。

发明内容

在第一方面，本发明提供了一种用于清洁器具的清洁器头，该清洁器头包括可旋转刷子构件\驱动器件以及驱动机构，该驱动器件用于驱动可旋转刷子构件，驱动机构将驱动器件连接到可旋转刷子构件。驱动机构包括输入驱动构件，输出驱动构件以及柔性驱动元件，该输入驱动构件被连接到驱动器件，该输出驱动构件被连接到可旋转刷子构件，该柔性驱动元件在输入驱动构件和输出驱动构件之间延伸，其中输入驱动构件和输出驱动构件可在基本正交于它们的相应旋转轴线的平面中相对于彼此移动。该清洁器头还包括调整机构，该调整机构可操作以改变输入和输出驱动构件之间的间距，以便改变柔性驱动元件的张力，其中该调整机构可从第一位置(其中柔性驱动元件具有相对低的张力)沿第一方向移动通过多个进一步的位置，这增加了柔性驱动元件中的张力，其中调整机构可锁定在多个进一步的位置的选定一个而阻止沿与第一方向相反的方向的运动。

该调整机构可以通过棘轮构造被不可返回地锁定在多个进一步的位置中的任何一个中。

为了允许在输入和输出驱动构件之间运动，该输入驱动构件可与第一壳体部分联接且输出驱动构件可与第二壳体部分联接，其中第二壳体部分可相对于第一壳体部分移动。

虽然在两个壳体部分之间的相对间隔可以很多方法获得，例如通过协作的契形构件，在优选实施例中，该调整机构包括凸轮构件和凸轮对接构件，该凸轮构件可旋转地被连接到第一或第二壳体部分中的一个，该凸轮对接构件被设置在第一和第二壳体部分中的另一个上且可与凸轮构件接合以便凸轮构件绕它的旋转轴线沿第一方向的角运动增加输入驱动构件和输出驱动构件之间的间距。由于在凸轮构件和它的对接构件或‘从动件’之间的接触点保持不变且优选沿输入和输出驱动构件之间的轴线定位，这样的配置特别有利。这可避免在使用中作用在凸轮构件上的任何不期望的力。

为使当期望的张力在柔性驱动元件中已经达到时可旋转凸轮构件可被固定到壳体，凸轮构件被承载在轴上，该轴是可径向膨胀的，例如在凸轮构件被旋转到期望位置后通过被驱入轴的中心的螺钉而可径向膨胀。

柔性驱动元件可采取大量形式，但是在示例性实施例中是聚合物带。同样地，虽然驱动器件可采取任何形式，比如液压或气动驱动，在示例性实施例中驱动器件为电动驱动马达。

驱动机构发现特别适用于真空吸尘器中的清洁器头，但设想该驱动机构还适用于其他用途。因此，在第二方面，本发明在于一种驱动机构，该驱动机构包括输入驱动构件、可旋转输出驱动构件以及柔性驱动元件，该输入驱动构件被可旋转地连接到驱动马达，该柔性驱动元件在输入驱动构件和输出驱动构件之间延伸以在它们之间传输功率，其中输入驱动构件和输出驱动构件可在基本正交于它们的相应旋转轴线的平面中相对于彼此移动，其中调整机构可从第一位置(其中柔性驱动元件具有相对低的张力)沿第一方向移动通过多个进一步的位置，这增加在柔性驱动元件中的张力，其中调整机构可锁定在多个进一步的位置中的选定的一个中，而阻止沿与第一方向相反的方向运动。应该理解第一发明的优选和/或可选方面可与第二方面相结合。

在第三方面，本发明提供了一种用于张紧真空吸尘器的清洁器头中的柔性驱动构件的方法，该方法包括下列步骤：装配驱动机构的步骤，该驱动机构用于驱动真空吸尘器的可旋转部件，该驱动机构包括输入驱动构件和输出驱动构件以及柔性驱动元件，该输入驱动构件被连接到驱动器件，该输出驱动构件被连接到可旋转部件，该柔性驱动元件在输入驱动构件和输出驱动构件之间延伸，其中输入驱动构件和输出驱动构件可在基本正交于它们的旋转轴线的平面中相对于彼此移动；提供凸轮构件，其可操作以改变沿在输入和输出驱动构件之间的轴线的间距；旋转凸轮构件以增加输入和输出驱动构件之间的间距，其中凸轮构件可以用预定的扭矩旋转以便在柔性驱动构件中产生预定的张力。

凸轮构件可在已经以预定的扭矩旋转后被锁定在位。

附图说明

为使本发明可被更容易地理解,本发明的实施例现在将要参考附图仅通过实例而被描述，在附图中：

图1是本发明的清洁器头的透视图，为了清楚起见示出了部分分解图；

图2是图1中的清洁器头的驱动机构的透视图，但是示出为基本处于未装配状态中；

图3是相似于图2的透视图，其中驱动机构示出为部分被装配；

图4是相似于图2的透视图，其中驱动机构示出为完全被装配；

图5a是示出在未张紧状态的驱动机构的平面图，且图5b是穿过线A-A截取的横截面视图；

图6是相似于图5a的平面图，但是其中驱动机构示出在预张紧状态；

图7是本发明的替代实施例的驱动机构的平面图。

具体实施方式

参考图1，一种用于真空吸尘器的清洁器头2包括两件式外部壳体4，所述外部壳体4横向地分成下部壳体部分6和上部壳体部分8。所述下部和上部壳体部分6、8在图1示出为分离开以便可看到清洁器头2的内部。

清洁器头2的前部部分包括刷棒壳体10，可旋转的刷棒（未示出）被安装在刷棒壳体10内以便可绕第一轴线'A'旋转。刷棒壳体10为基本圆柱形的且包括在清洁器头2的下侧上的基本矩形开口12，为了在使用中从邻近表面搅出脏物和灰尘，刷棒的刷子元件延伸穿过开口12。合适的刷棒在本领域中是熟知的且刷棒的确切形式对本发明不是必要的，所以将不在这里进一步的描述。

所述刷棒2由驱动机构驱动，在图中大体指示为14。驱动机构14包括驱动器件16，驱动器件在这个实施例中为电马达的形式，驱动器件具有驱动轴18，驱动轴18与轮子或带轮形式的可旋转输入驱动构件20联接，输入驱动构件在图3中示出为具有齿，尽管这是可选的。可旋转输出驱动构件22被联接到刷棒的驱动轴18且动力从驱动马达16通过齿形带（toothed belt）形式的柔性驱动元件24被传输到刷棒。壳体26围绕且容纳输入驱动构件20、输出驱动构件22和传动带24。技术人员将理解为本领域中大量形式的传动带都是可用的，且从而齿形带对本发明不是必要的。V形带也是可行的替代。此外，驱动链是柔性驱动元件的替代形式。

驱动机构14采取固定中心驱动器的形式，其中输入驱动构件20和输出驱动构件22的轴向位置在装配时被固定。为了允许传动带24精确地且准确地预拉紧，驱动机构14被提供具有调整机构，大体示出在28处。

现在参考图2、3和4，所述驱动机构14示出在装配的三个阶段。如可看到的，驱动壳体26包括可相对于彼此移动的两个区段。更详细地，驱动壳体26包括第一壳体部分30，所述第一壳体部分30在横截面中为通道形状且其在一端处通过螺丝紧固件32(在图2中仅示出一个)被固定到驱动马达16的表面，虽然其他固定器件可被使用，例如夹具或粘合剂。马达16的驱动轴18延伸穿过被限定在第一壳体部分30的底面表面34中的孔(未示出)，驱动带轮20被附接到驱动轴18。带轮20可通过压配合的方法被附接到驱动轴18或替代地，或附加地，固定剂（比如粘合剂）或甚至焊接可被使用将带轮20连结到轴18。

驱动壳体26还包括第二壳体部分36，第二壳体部分36在图2中示出为与第一壳体部分30沿轴线B对准但从第一壳体部分30间隔开。第二壳体部分36具有第一端部，所述第一端部限定了接合叉38，所述接合叉38具有一对间隔开的平行臂38a，臂38a设置尺寸以便能够安装在由第一壳体部分30限定的通道内且能沿轴线B的方向滑动。臂38a可在被设置在第一壳体部分30的直立的侧壁部分48上的一组引导肋40的下方滑动，以便阻止第二壳体部分36沿垂直于滑动轴线B的方向从第一壳体部分30分离。第二壳体部分的另一端部限定用于输出驱动构件22的安装凸出部42，所述输出驱动构件22在这个实施例中也为齿轮或带轮的形式。当驱动机构14定位在清洁器头2内时，驱动爪44从输出带轮22的一侧延伸穿过第二壳体部分36的安装凸出部42用于接合刷棒。在这个实施例中，驱动爪44被示出为圆柱形凸起，虽然应该注意的是如果期望的话夹紧构造，比如键槽，可以被提供以便于更好地接合刷棒。

为了保护输出带轮22和传动带24不被碎屑阻塞，直立的弯曲壁46遮盖输出带轮22远离电机16的侧部。当两个壳体部分30、36被装配时，在第二壳体部分36上的直立的壁46与第一壳体部分30的邻近的直立的壁部分48互补以提供基本连续的防护罩，用于输出带轮22和传动带24，如可在图3中特别清晰地看出，其中第二壳体部分36示出为与第一壳体部分30接合，且传动带24示出为装配在输入和输出驱动带轮20、22上。

可以理解第二壳体部分36且因此输出驱动带轮22可朝向或远离输入驱动带轮20移动。这提供了一种方式，通过该方式在传动带24中的张力可在装配期间精确地且准确地设置，其通过调整机构28实现，且现在将对调整机构28进行描述。

调整机构28包括可旋转凸轮构件50，凸轮构件50具有中心孔51，中心孔51可接收在从第一壳体部分30的底面表面34的中心区域直立的裂口套轴52上。在本领域中，这样的凸轮构件50有时被称为‘蜗形凸轮’。凸轮构件50具有带锯齿环形下表面54，所述下表面54可接合环绕套轴52的基部的第一壳体部分30的底面表面34的互补形状的带锯齿区域56。因此，当凸轮构件50被接收在套轴52上时，它可沿顺时针方向旋转，但由于由第一壳体部分30和凸轮构件50的邻近表面限定的棘轮构造而被阻止沿逆时针方向旋转。这样的棘轮构造提供了有效的且方便的‘止回’器件，以便于凸轮构件可沿一个方向旋转但被阻止沿相反方向(在这个具体实施例中为逆时针方向)旋转。可以设想，可不在所有应用中都必须使用棘轮构造来阻止凸轮构件的不期望的旋转，而代替互补的带锯齿区域，高摩擦力表面，例如以某种方式使其粗糙，也能够适当地运行。然而，因为锯齿形提供抵抗返回运动的明确锁定，它们是当前优选的。

该凸轮构件50的上表面包括头部构造58以便它可被适当的工具接合和旋转，如下面将描述的。应该注意的是头部构造58为六边形的，虽然其他构造也可接受。凸轮构件50通过适当的紧固器件(其为螺钉60的形式)被保持在套轴52上，该螺钉如图2和图3所示延伸穿过凸轮构件50的中心孔51且进入套轴52。该螺钉被拧入套口，其导致套口向外张开从而将凸轮构件50牢固地保持在套轴52上，且还将凸轮构件50牢固地锁定抵抗进一步的旋转运动。该驱动机构28在图4中示出为完全被装配。

当该凸轮构件50被装配在套轴52上时，它的凸轮表面53接合直立壁形式的凸轮对接构件62或“从动件”，该直立壁在输出带轮22附近至少部分地跨第二壳体部分36的宽度横向地延伸。该凸轮构件50因此支承抵靠从动件62以致该凸轮构件50的旋转运动改变在输入驱动带轮20和输出驱动带轮22之间的间距。

图5a和5b示出了完全装配的驱动机构14，且在最初状态(图5a)，其中凸轮构件50在一角位置以致从动件62接合凸轮构件50的基圆的一部分，在另一状态(图5b)，其中凸轮构件50已经沿顺时针方向转动以致凸轮从动件62邻接凸轮轮廓53的凸起部分。在图5a所示的状态中，在输入和输出驱动构件之间的间距将使得在传动带24中的张力相对较低。为了设定在传动带24中的预定张力，凸轮构件50沿顺时针方向旋转以致凸轮从动件62沿凸轮构件50的升高的凸轮轮廓表面53行进，因此增加第二壳体部分36到第一壳体部分30的间距，如图5b所示。凸轮构件50被旋转直到传动带24中的张力达到预定值。应该理解在传动带24中的预张力的确切值将取决于驱动机构14的使用用途。应该注意的是可通过带的偏斜测量在传动带24中的张力。然而，更方便的技术是针对在传动带24中得到的张力校准旋转凸轮50所需的扭矩。为了实现该目的，凸轮构件50可利用适当的扭矩驱动设备(比如滑动式扭矩驱动器或‘棘轮式’扭矩扳手)旋转，其被校准以便当实现在传动带24中的预定预张力的扭矩值达到时驱动器打滑。

应该注意的是，在涡形凸轮构件50和凸轮从动件62之间接触的点不随着凸轮构件50的旋转而运动，且与在输入和输出带轮的中心之间延伸的轴线B基本对准。有利地，因此力线保持直接地穿过凸轮构件和两个带轮，从而不提供外扭矩到凸轮，其使凸轮配置遭遇反冲时极为稳固，所述反冲例如可由驱动机构经受到。

当凸轮构件50沿顺时针方向旋转时，它沿第一壳体部分30的带锯齿表面56渐进以便当预定的扭矩达到时，凸轮构件50的角位置被固定。该扭矩紧固设备可因此在没有凸轮构件50向回打滑且去张紧传动带24的风险的情况下从凸轮构件50脱离。凸轮构件50随后可通过接合螺丝紧固件62到套轴52中而被最终固定。作为这个装配过程的结果，调整机构28能够使驱动机构14的各个部件的公差被补偿以便传动带24可精确且准确地预张紧到所需设定。由于传动带24被较佳地张紧且输入和输出驱动带轮20、22没有在使用中相对于彼此移动，驱动机构14由此可为具有改良的可靠性的固定中心驱动器。

凸轮构件的变式被设想。例如，图7中显示出上述的驱动机构的替代实施例，其中相似部件用相同参考标号指示。在这个实施例中，凸轮构件50的外部凸轮表面轮廓被成形以限定挡止元件70，该挡止元件为台阶或唇部的形式，其从凸轮表面轮廓的邻近部分凸起。由于当台阶70与凸轮从动件构件62接触时凸轮构件的进一步顺时针方向的旋转将被阻止，唇部70限定凸轮构件50可沿顺时针方向的最大角旋转。这可在有助于带张紧过程，因为它防止凸轮构件旋转经过它的最大‘升高’且因此落到最小升高值。

具体实施例的一些变式已经进行描述。其他的将在下面说明。

技术人员将理解为虽然所述实施例包括电马达，这对于本发明不是必要的，且任何驱动器件能够提供动力到输入驱动轴。例如，电马达可由气动涡轮机替代，该气动涡轮机由穿过清洁器头的空气流驱动。液压驱动是另一选择。而且，应该注意的是清洁器头能够被用于筒式真空吸尘器，且所以通过棒和软管组件被连接到真空吸尘器。它还能够被使用于立式或杆式真空吸尘器，在这种情况下清洁器头能够被连接到或合并入吸尘器的基部部分。

调整机构被描述为包括凸轮构件和凸轮对接构件或从动件，该凸轮构件被提供在第一壳体部分上，该凸轮对接构件或从动件被提供在第二壳体部分上。然而，其它配置可被设想且替代地凸轮从动件可被提供在第一壳体部分上，与输入驱动构件相关联。此外，虽然已经描述第一和第二壳体部分可通过第二壳体部分的臂38a与第一壳体部分的引导肋30接合而线性地移动朝向和远离彼此，应该注意的是用于允许第一和第二壳体部分之间相对运动的其他配置被设想。例如，第一和第二壳体部分可连接以便它们可相对于彼此有角度地移动。

虽然输入驱动带轮20被描述为具有比输出驱动带轮22更小的直径，将理解这仅仅是由于降低驱动轴的旋转速度到更适合于刷棒速度的需要。无需多说，输出带轮22具有比输入带轮20更大的直径对于本发明是不必要的。

Claims (19)

1.一种用于清洁器具的清洁器头，包括：

可旋转刷子构件；

用于驱动可旋转刷子构件的驱动器件；

将驱动器件连接到可旋转刷子构件的驱动机构，该驱动机构包括：

输入驱动构件，被连接到驱动器件；

输出驱动构件，被连接到可旋转刷子构件；

柔性驱动元件，在输入驱动构件和输出驱动构件之间延伸；

其中该输入驱动构件和输出驱动构件可在基本正交于它们相应的旋转轴线的平面中相对于彼此移动，

且其中调整机构可操作以改变输入和输出驱动构件之间的间距，以便改变柔性驱动元件的张力，其中该调整机构可从第一位置沿第一方向移动，通过多个进一步的位置，该多个进一步的位置增加柔性驱动元件中的张力，在该第一位置柔性驱动元件具有相对低的张力，其中调整机构可锁定在多个进一步的位置中的选定的一个而阻止沿与第一方向相反的方向的运动。

2.如权利要求1所述的清洁器头，其中，调整机构包括棘轮构造，该棘轮构造可操作以将调整机构锁定在所述多个进一步的位置处。

3.如权利要求1或2所述的清洁器头，其中输入驱动构件可与第一壳体部分相关联且输出驱动构件可与第二壳体部分相关联，其中第二壳体部分可相对于第一壳体部分移动。

4.如权利要求3所述的清洁器头，其中，所述调整机构包括凸轮构件和凸轮对接构件，该凸轮构件被可旋转地联接到第一或第二壳体部分中的一个，且该凸轮对接构件被设置在第一和第二壳体部分中的另一个上，且可与凸轮构件接合以便凸轮构件绕它的旋转轴线沿第一方向的角运动增加输入驱动构件和输出驱动构件之间的间距。

5.如权利要求4所述的清洁器头，其中，所述可旋转凸轮构件被承载在可径向膨胀的轴上。

6.如权利要求4或5所述的清洁器头，其中，所述凸轮构件可被提供具有挡止元件以限定它的角旋转的范围。

7.如前述权利要求中任一项所述的清洁器头，其中，所述柔性驱动元件是带。

8.如前述权利要求中任一项所述的清洁器头，其中，所述驱动器件为电马达。

9.一种张紧用于真空吸尘器的清洁器头中的柔性驱动构件的方法，包括：

装配用于驱动真空吸尘器的可旋转部件的驱动机构，所述驱动机构包括输入驱动构件、输出驱动构件以及柔性驱动元件，该输入驱动构件被连接到驱动器件，该输出驱动构件被连接到旋转部件，该柔性驱动元件在输入驱动构件和输出驱动构件之间延伸，其中输入驱动构件和输出驱动构件在基本正交于它们的相应旋转轴线的平面中可相对于彼此移动，

设置凸轮构件，所述凸轮构件可操作以改变沿轴线在输入和输出驱动构件之间的间距，

旋转凸轮构件以增加输入和输出驱动构件之间的间距，其中以预定的扭矩旋转所述凸轮构件以便在柔性驱动构件中产生预定的张力。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述凸轮构件在已经被以预定扭矩旋转后被锁定在位。

11.一种驱动机构，包括输入驱动构件、可旋转输出驱动构件以及柔性驱动元件，该输入驱动构件被可旋转地联接到驱动马达，该柔性驱动元件在输入驱动构件和输出驱动构件之间延伸以在它们之间传输动力，其中输入驱动构件和输出驱动构件可在基本正交于它们的相应旋转轴线的平面中相对于彼此移动，其中调整机构可从第一位置沿第一方向移动，通过多个进一步的位置，该多个进一步的位置增加在柔性驱动元件中的张力，在该第一位置中柔性驱动元件具有相对低的张力，其中调整机构可被锁定在该多个进一步的位置中的选定的一个中，而阻止沿与第一方向相反的方向的运动。

12.如权利要求11所述的驱动机构，其中，所述调整机构包括棘轮构造，该棘轮构造可操作以将调整机构锁定在所述多个进一步的位置处。

13.如权利要求11或12所述的传动带机构，其中，所述输入驱动构件与第一壳体部分相关联，且输出驱动构件与第二壳体部分相关联，其中第二壳体部分可在所述平面中相对于第一壳体部分移动。

14.如权利要求13所述的驱动机构，其中，所述调整机构包括凸轮构件，所述凸轮构件被可旋转地联接到第一或第二壳体部分中的一个，所述凸轮构件可与被设置在第一或第二壳体部分中的另一个上的凸轮从动件接合，以便凸轮构件绕它的旋转轴线沿第一方向的角运动增加输入驱动构件和输出驱动构件之间的间距。

15.如权利要求14所述的驱动机构，其中，所述可旋转凸轮构件被承载在可径向膨胀的轴上。

16.如权利要求14或15所述的驱动机构，其中可旋转凸轮构件包括凸轮表面，所述凸轮表面具有挡止元件，以限定沿第一方向的角运动的范围。

17.如权利要求11至16中任一项所述的驱动机构，其中，所述柔性驱动元件是带。

18.一种用于真空吸尘器的清洁器头，其如本文参考附图的描述或如附图所示。

19.一种驱动机构，其如本文参考附图的描述或如附图所示。

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