CN104869881A - 用于清洁表面的清洁设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于清洁表面的清洁设备(100)的管口布置(10)，管口布置包括：刷(12)，可绕刷轴(14)旋转，刷设置有柔性刷元件(16)，具有接触被清洁的表面(20)的末端部(18)并且在刷(12)的旋转期间从表面(20)拾取灰尘和/或液体颗粒(22,24)，其中，刷(12)至少部分地被管口壳体(28)环绕并且至少部分地从管口壳体(28)的底侧(30)突出；刮扫元件(32)，与刷(12)隔开并且在刷(12)的第一侧(31)上附接至管口壳体(28)的底侧(30)，其中刷元件(16)在刷(12)的旋转期间进入管口壳体(28)，其中刮扫元件(32)被配置用于在清洁设备(100)的移动期间在被清洁的表面(20)上方擦拭灰尘和/或液体颗粒(22,24)；致偏器(150)，用于在刷(12)的旋转期间接触刷(12)并偏转刷元件(16)；以及限制元件(27)，用于至少部分地限制空气在刷(12)的第二侧(29)处被吸入管口壳体(28)，其中刷元件(16)离开管口壳体(28)，其中限制元件(27)在刷(12)的旋转方向(26)上观察时被布置在致偏器(25)后，使得刷元件(16)在刷(12)的旋转期间在经过限制元件(27)之前接触致偏器(25)然后在底侧(30)处离开管口壳体(28)，并且限制元件(27)包括机械柔性元件，由于其柔性而被配置为在刷(12)的旋转期间跟随刷(12)的外表面并且接触末端部(18)。

Description

用于清洁表面的清洁设备
技术领域
本发明涉及用于清洁表面的清洁设备，具体地，涉及用于这种清洁设备的管口布置。
背景技术
目前硬地板清洁通过首先用真空吸尘器打扫地板然后擦拭底板来进行。用真空吸尘器打扫去除了粗灰尘，而擦拭去除了污渍。从现有技术的状态来看，许多器具(尤其是目标在于专业清洁部分的器具)已知为一次性进行真空吸尘器打扫和擦拭。用于专业清洁部分的器具通常专用于大区域并且优选用于平坦的地板。它们依赖于硬刷和吸力来从地板收集水和灰尘。家用的器具通常使用硬刷和双刮扫(squeegee)管口的组合。类似于专用部分的器具，这些产品使用刷来去除污渍并且刮扫与负压结合来从地板上收起灰尘。
刮扫元件通常通过柔性橡胶唇状件来实现，其附接至清洁设备的底部并且仅在被清洁的表面上方滑动，从而在被清洁的表面上推动或擦除灰尘颗粒和液体。通常由真空聚集体生成的负压被用于吸收收集的灰尘颗粒和液体。
现有技术中许多已知的真空清洁器使用具有硬鬃毛的搅拌器(也表示为调节器)来搅动地板。这些硬鬃毛显示出良好的洗涤效果，这使得能够将刷具体用于去除污渍。然而，在干燥地板上的性能较低，因为这种搅拌器不能过从地板提起液体。因此，一次性用剧烈管口的水进行真空吸尘和擦拭地板的目的不能用这些设备以充分满意的方式来解决。
申请人提交的WO 2010/041184A1描述了可选的清洁设备，其能够一次性从地板拾取灰尘和液体。其所公开的清洁设备利用两个独立的相互平行对齐的刷。这些刷高速旋转，一个顺时针运行而另一个逆时针运行。以这种方式，相邻外围一起利用充分高速率行进以利用显著的力将灰尘和/或液体颗粒以扁平射流的方式向上垂直投放。与之前的现有技术的设备相反，这里所使用的两个刷没有实现为搅拌器，而是装配有柔性软鬃毛。
应理解，这样的两个旋转刷在管口壳体外生成不想要的湍流(turbulent)空气流，这是由软刷被清洁表面偏转/缩进的事实所引起的。从而，刷用作一种将来自管口壳体内的空气泵送到外部的齿轮泵。这种吹动效应会使得灰尘和/或液体颗粒被吹向远离刷，使得它们不能被刷够到，然后不能被真空清洁器所接收。
WO 2010/041184A1找到了解决这种不希望的吹动效应的解决方法。其中，使用了两个致偏器，一个致偏器用于一个刷。在刷的鬃毛接触被清洁的表面之前，这些致偏器在旋转方向上观察的位置处偏转/缩进刷的鬃毛。这些致偏器具有通过使刷的鬃毛偏转来将鬃毛压到一起的功能。以这种方式，鬃毛之间的空间存在的空气被退出空间。在鬃毛离开致偏器之后，当鬃毛被移动地相互再次远离时，鬃毛之间的空间增加使得空气被吸入刷，其中，产生吸入灰尘和/或液体颗粒的负压。这种负压补偿通过旋转刷所生成的气流。
US 1,209,384A公开了一种街道清扫机器，其包括单个旋转刷以及安装在刷的前半部分上方的向上弯曲的金属板罩以利于刷聚集灰尘以及控制从中的释放。
US 4,310,944A公开了一种动力清扫机器，尤其适合于有效地从诸如停车场、仓库地板等的表面去除重量较轻和较重的垃圾。该机器包括承载漏斗和动力刷的主框架。刷通过刷壳体下侧中的开口进行操作。漏斗被分为碎片接收隔室和过滤隔室。风扇和相关联的导管将气体从碎片隔室的远端循环到与刷相邻的区域。
AU 2960889A公开了又一种工业清扫装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种管口布置，其展示出良好的清洁性能，同时其优选为小尺寸、容易使用以及用户看重的成本低。优选地，以更加有效的方式克服了上述吹动效应。通过所附权利要求来限定本发明。
本发明的一个方面提供了一种管口布置，包括：
-刷，可绕刷轴旋转，刷设置有柔性刷元件，柔性刷元件具有用于接触被清洁的表面的末端部并且在刷的旋转期间从表面拾取灰尘和/或液体颗粒，其中，刷至少部分地被管口壳体环绕并且至少部分地从管口壳体的底侧突出，
-驱动单元，用于旋转刷，
-刮扫元件，与刷间隔并且在刷的第一侧上附接至管口壳体的底侧，第一侧中刷元件在刷的旋转期间进入管口壳体，其中刮扫元件被配置用于在清洁设备的移动期间在被清洁的表面上方擦拭灰尘和/或液体颗粒，
-致偏器，用于在刷的旋转期间接触刷并偏转刷元件，以及
-限制元件，用于至少部分地限制空气在刷的第二侧处被吸入管口壳体，第二侧中刷元件离开管口壳体，
其中，限制元件在刷的旋转方向上观察时被布置在致偏器的背后，使得刷元件在刷的旋转期间在经过限制元件之前接触致偏器然后在底侧处离开管口壳体，并且限制元件包括机械柔性元件，机械柔性元件由于其柔性而被配置为在刷的旋转期间跟随刷(12)的外表面并且接触末端部。
根据本发明的第二方面，上述目的进一步通过包括上述管口布置和真空聚集体的清洁设备来实现，其中真空聚集体用于在管口壳体和刷之间的抽吸区域中生成负压。
在从属权利要求中限定本发明的优选实施例。应该理解，所要求保护的管口布置具有与所要求的清洁设备相似和/或相同的优选实施例，并且如从属权利要求所限定的。
与WO 2010/041184A1所提出的方案类似的，根据本发明使用的刷装配有柔性鬃毛，其在本文一般表示为柔性刷元件。由于这些柔性刷元件，与具有硬/坚硬刷元件的搅拌器相比，刷不仅能够拾取灰尘颗粒，而且能够拾取液体。
与WO 2012/041184A1提供的解决方案相反，根据本发明仅提供了单个刷(不是两个相对旋转的刷)。除此之外，根据本发明的清洁设备进一步装备有刮扫元件，其还可以简单地表示为刮扫部。刮扫元件优选实现为柔性橡胶唇状件，其被配置为在被清洁的表面上方滑动从而在清洁设备的移动期间在地面上方擦拭灰尘和/或液体颗粒。具有柔性鬃毛的单个旋转刷、刮扫部和用于在管口壳体内生成负压的真空聚集体的组合使得容易地同时接收灰尘和/或液体颗粒。通过这种清洁设备，由此可以同时清洁表面的粗灰尘并擦拭液体。
刮扫元件优选布置在刷的第一侧上，第一侧中刷元件在刷的旋转期间进入管口壳体。因此，刮扫元件被布置在刷的侧面上，其中从刷释放灰尘颗粒和液滴。由于刷元件的柔性，刷元件用作一种搅拌件(whip)，只要刷元件旋转从被清洁的表面释放就粉碎灰尘和/或液体颗粒。这依赖于柔性刷元件只要与被清洁的表面接触时就会弯曲或缩进以及只要它们不与地面接触就变直的事实。将在下面详细解释该原理。
由于刮扫元件的位置，从刷释放/粉碎的灰尘和/或液体颗粒将撞击刮扫元件，在刮扫部和刷之间前后弹跳，并且最后将被真空聚集体接收。然而，一些灰尘和/或液体颗粒将被重新管口到地面上。然而，根据本发明客服了这种重新管口的效应，这是因为刮扫元件用作一种擦拭器，其收集这些重新管口的颗粒使得这些颗粒也被真空聚集体接收。
根据本发明的清洁设备的一个主要特征在于使用致偏器和限制元件。类似于WO 2010/041184A1所提出的，致偏器接触刷并且在刷的旋转期间偏转刷元件。类似于WO 2010/041184A1所提出的，致偏器具有通过使刷元件偏转而将刷元件压到一起的功能。以这种方式，存在于刷元件之间的空间的空气被推出该空间。当刷元件在离开致偏器之后相互再次远离移动时，刷元件之间的空间增加，使得空气被吸入刷，其中产生吸入灰尘和/或液体颗粒的负压。因此，致偏器补偿了在刷刚好与地面接触之前离开管口壳体的位置处由旋转的刷生成的刷的上述吹动效应。
与WO 2010/041184A1提出的解决方案相反，除了致偏器之外还设置有限制元件。该限制元件被配置为至少部分地限制空气在刷的刷元件离开管口壳体的第二侧处被吸入管口壳体。该第二侧是刷的与刷的其中布置有刮扫元件的第一侧相对的侧面。在刷的第二侧上，应该防止过多的空气被吸入管口壳体，因为这将导致较小的负压，即增加了管口壳体中所谓的抽吸区域内的绝对压力。通过至少部分地限制空气在刷的上述第二侧处被吸入管口壳体，限制元件由此防止了管口壳体的需要负压接收灰尘和/或液体颗粒的区域中的负压的损失。
因此，限制元件用作刷的第二侧处的一种密封，从而使得对真空聚集体的需求最小化。因此，相对较小的真空聚集体用于在管口壳体内施加充分高的负压。这种小真空聚集体不仅消耗的空间较少，而且还较为便宜，使得可以节省制造成本。另一方面，小真空聚集体与大功率的真空聚集体相比噪声较低。
关于该事实，当然最佳的是在刷的刷元件离开管口壳体的第二侧处几乎完全密封管口壳体。然而，在这种情况下，在地面接触期间由刷的挤压引起的上述吹动效应不能被克服，因为在该侧(刷的第二侧)处根本没有抵消吹动效应的空气可以进入管口壳体。
另一方面，如WO 2010/041184A1所提出的仅提供致偏器是在单个刷-刮扫部组合(如本文所提出的)不能够完成防止管口壳体内负压的不期望的损失的上述密封特性的情况下。在不具有附加限制元件的情况下，致偏器一方面允许足够的空气在刷的第二侧处被吸入管口壳体以消除不想要的吹动效应，然而另一方面将显著降低管口壳体内的负压。限制元件单独将用于克服后面提到的问题，但是不能够抵消不想要的吹动效应。因此，致偏器和限制元件的组合恰好使得根据本发明的清洁设备如此有价值。
与仅提供致偏器使得空气在被致偏器偏转/压缩之后立即进入刷的情况相比，限制元件形成跟随拉伸的刷元件并且至少部分地密封该区域中的管口壳体的限制壁。这使得在刷经过限制元件的区域中在刷中引起本地负压。由于这种负压，在刷元件接触地面之前，只要限制壁结束空气就进入刷。这种负压引起抵消上述刷的吹动效应的空气流。
从上面可以明确看出，对于清洁设备的正确功能，重要的是限制元件在刷的旋转方向上看时被布置在致偏器后。以这种方式，在经过限制元件然后在底侧处离开管口壳体之前，刷元件在刷的旋转期间接触致偏器。
限制元件的使用具有进一步的正面效果。限制元件还用作一种流动均衡器，其利于进入管口壳体的空气的恒定流速。
从刷的第一侧处的表面(即，在刷和刮扫元件之间)，收集和接收灰尘和/或液体颗粒的主要部分。刷的第一侧在本文还表示为抽吸入口。流动均衡特性由于刮扫元件的行为而尤为重要。刮扫元件的行为根据清洁设备的移动方向而不同。这将在下面进行解释。
根据本发明的实施例，刮扫元件包括切换单元，用于将刮扫元件切换至闭合位置，在闭合位置中，刮扫元件用于当清洁设备沿着前进方向在表面上移动时在被清洁的表面上推动或擦拭灰尘和/或液体颗粒，其中，刮扫元件在清洁设备的移动方向上观察时位于刷后，以及切换单元用于将刮扫元件切换至打开位置，在打开位置中，当清洁设备沿着后退方向在表面上移动时，来自地面的灰尘和/或液体颗粒可以通过刮扫元件与表面之间的开口进入抽吸区域，其中刮扫元件在清洁设备的移动方向上观察时位于刷的前侧。
根据清洁设备的移动方向将刮扫元件从打开位置切换到闭合位置的能力能够在管口的前进以及后退冲程中实现良好的清洁结果。打开配置是为了在刮扫部在刷之前接近地面上的灰尘和液体时允许灰尘进入。在闭合位置中，当刷在刮扫部之前接近地面上的灰尘或液体时，刮扫部闭合与地面的间隙，或者换句话说在表面上方擦拭或滑动。
为了保证切换模式，刮扫元件优选通过柔性橡胶唇状件来实现，其根据清洁设备的移动方向用于关于橡胶唇状件的纵向弯曲。该橡胶唇状件优选包括至少一个凸块，其布置在橡胶唇状件的下端附近，其中橡胶唇状件用于接触被清洁的表面。至少一个凸块用于至少部分地从表面提升橡胶唇状件，在清洁设备的移动方向上观察时橡胶唇状件位于刷前。由于橡胶唇状件的这种提升，在管口的后退冲程中，粗灰尘也可以在后退冲程中通过刮扫元件和被清洁的表面之间创建的开口进入管口。当沿着相反的前进方向在表面上移动清洁设备时，凸块不与地面接触，离开橡胶唇状件自由地在地面上方滑动，以从地面拾取灰尘和水颗粒。
明显地，由于刮扫部的这种弹跳行为，进入抽吸入口的空气的流动速率在管口的前进冲程中和后退冲程中是不同的。在前进冲程中，刮扫部闭合抽吸入口，这又会减小流速并增加管口壳体内的负压(即，减小管口壳体内的绝对压力)。在后退冲程中，刮扫部另一方面从该侧提升以打开抽吸入口，使得在该区域中吸入管口壳体的空气的流速增加。换句话说，这导致非常多的空气泄露，能够使附加空气通过刮扫部和地面之间的开口进入抽吸入口。结果，管口壳体内的负压降低(即，管口壳体内的绝对压力增加)。
由于上述限制元件至少部分地在刷的第二侧处密封管口壳体，所以其利于进入抽吸入口(刷和刮扫部之间)的空气的恒定流速，而与清洁设备的移动方向无关。在仅使用致偏器(不具有限制元件)的情况下，刷的第二侧处的密封功能不是很充分，尤其在致偏器上方的压差相对较高时的前进冲程中。由这种致偏器提供的相对较短的限制路径不够长到能够较大地限制空气进入。因此，小且低功耗的真空聚集体不能被用于在管口壳体内生成液体负压。
根据本发明的优选实施例，限制元件包括机械柔性元件。可选地，限制元件可以被实现为机械柔性元件。由于其柔性，这种机械柔性元件可以几乎完美地跟随刷的外表面，从而在刷旋转期间仅接触刷的末端部。
由于在管口壳体内生成的负压，机械柔性限制元件由此几乎自动地对吸刷。与积极地偏转/挤压刷元件的致偏器相反，当被柔性限制元件接触时，刷元件不被挤压。由于限制元件积极地针对刷的外表面抽吸，可以在限制元件和刷之间实现非常良好的密封效果。
限制元件的机械柔性还具有进一步的优点。由于其以非常软的方式仅接触刷的末端部，所以在刷和限制元件之间引起的摩擦尽可能地减小。否则，如果不能保证低摩擦，则不得不使用较大且更耗能的电机(驱动单元)来利用充分大的加速度旋转刷。
为了能够实现使其形状几乎完美地适应刷的外轮廓的限制元件，根据本发明优选实施例的限制元件由织物材料、橡胶或塑料的板制成。这种非常薄的织物材料、橡胶或塑料不仅由于其机械柔性而且还由于其低重量而在施加负压时几乎完美地适应刷的形状。几乎不生成摩擦。为了该目的而使用的示例性织物材料为尼龙、聚酯等。
根据本发明的又一实施例，致偏器也由机械柔性材料制成。然而，致偏器不像限制元件那么柔软，因为如上所述其应该适合于偏转/挤压刷元件。另一方面，太硬的致偏器会损伤刷元件，从而增加刷的磨损和破裂。因此，致偏器也可以由橡胶制成，使得尽可能地使刷元件的磨损和破裂最小化。
根据本发明的又一实施例，限制元件包括彼此平行布置且垂直于刷轴的多个狭缝。这些狭缝在限制元件中是小的纵向开口。它们利于地面上的灰尘和液体颗粒通过限制元件遇到刷。在这种情况下，限制元件具有多个柔性带或瓣，它们通过非常薄的狭缝相互隔开。限制元件的这些柔性带还可以相互重叠。在任何情况下，其必须保证狭缝不能太大，因为这将再次导致管口壳体内的负压的损失。
根据本发明的又一实施例，限制元件连接至致偏器并且致偏器附接至管口壳体。例如，致偏器可以被固定地布置在管口壳体的内部上，并且限制元件可以直接附接至致偏器。然而，应注意，致偏器和限制元件还可以实现为分离的部件，它们可以分别附接或固定至管口壳体的内部。在任何情况下，优选地，限制元件被布置为非常接近致偏器，使得可以实现致偏器-限制元件组合的上述特性。根据另一实施例，致偏器和限制元件可以分别连接至管口壳体，并且柔性限制元件可以位于致偏器上方。在这种情况下，限制元件的位于致偏器上方的第一部分具有偏转功能，而限制元件的其他部分(不位于致偏器上方的部分)用于上述空气限制特性。
根据本发明的又一实施例，限制元件和致偏器被布置在刷的刷元件在刷的旋转期间离开管口壳体的第二侧上，其中，所述第二侧关于刷轴与第一侧相对。
第一侧是布置刮扫部的侧面。这意味着刮扫部被布置在刷的一侧(第一侧)上，以及致偏器和限制元件被布置在刷的另一侧(第二侧)上。所有三个元件(刮扫元件、致偏器和限制元件)优选布置在管口壳体的内部。刷的第一侧(即，刷和刮扫部之间的空间)是定位抽吸入口的一侧，即，从该位置通过刷拾取的灰尘和/或液体颗粒被提升和接收。
在下文中，将详细解释刷的特定特性，其能够使刷同时拾取灰尘和/或液体颗粒(与搅拌器相反)。
根据本发明的又一优选实施例，多个刷元件的线性质量密度至少在末端部处低于150g/10km，优选低于20g/10km。
与仅使用污渍去除(所谓的调整器)的根据现有技术使用的刷相反，本文描述的具有柔性刷元件的软刷还具有从地面拾取水的能力。由于被优选用作刷元件的柔性微纤维，当刷元件/微纤维毛发在刷旋转期间接触地面时，可以从地面拾取灰尘颗粒和液体。主要通过由于刷元件的所选线性质量密度而发生的毛细和/或其他粘附力来实现用刷拾取水的能力。非常细的微纤维毛发进一步使得刷针对粗灰尘打开。微纤维毛发还具有毛发在经过限制元件时用作流动限制的优点。调整器的硬毛发不能够实现该效果。
注意，上述线性质量密度(即，以g/10km为单位的线性质量密度)也被表示为纤度值。上述非常低的纤度值确保至少在末端部处刷足够柔软以经历弯曲效果并且能够从被清洁的表面拾取灰尘颗粒和液滴。此外，看起来刷元件的磨损和破裂的程度在该线性质量密度范围内是可接受的。
申请人进行的实验证明，上述范围内的纤度值技术上可行，并且可以获取良好的清洁效果。然而，其示出可以通过用甚至更低的纤度值的上限(诸如125、50、20或者甚至5(以g/10km为单位)的纤度值)来进一步提高清洁结果。
根据本发明的又一优选实施例，驱动单元用于在刷元件的末端部处实现离心加速度，尤其是在刷的旋转期间刷元件不接触表面时的灰尘释放周期期间，离心加速度为至少3,000m/s2，更优选为至少7,000m/s2，最优选为12,000m/s2。
注意，在刷的旋转期间刷元件不接触表面时的灰尘释放周期内在末端部处普遍的加速度的3,000m/s2的最小值也通过在本发明的条件下进行的实验的结果所支持。这些实验表明根据本发明的设备的清洁性能随着刷的角速度的增加(意味着旋转期间刷的末端部处的加速度的增加)而提高。
当驱动单元用于在上述范围内实现刷元件的离心加速度时，粘附至刷元件的液滴可能在刷不接触被清洁的表面的阶段内作为液滴的薄雾而被驱散。
将用于柔性刷元件的线性质量密度的上述参数与用于刷元件的末端部的加速度的参数组合产生了可旋转刷的最佳清洁性能，其中，实际上，被刷遇到的所有灰尘颗粒和被驱散的液体都被刷元件拾取并且在管口壳体内的位置处被驱散。
线性质量密度和刷元件的末端部处的离心加速度的良好组合提供了用于纤度值的150g/10km的上限值以及用于离心加速度的3,000m/s2的下限值。这种参数组合被示出能够实现卓越的清洁结果，其中，表面实际上一次性被打扫和干燥。使用这种参数组合还示出具有非常良好的污渍去除特性的结果。主要通过由于刷元件的所选线性质量密度而发生的毛细和/或其他粘附力以及驱动刷的高速来实现用刷拾取液体/水的能力。
基于本领域的技术知识找不到关于线性质量密度和刷元件的末端部处的所实现离心加速度的上述参数的组合。现有技术甚至没有关注具有仅使用一个可旋转刷来用于清洁表面并且还能够提升灰尘和水的自主、最佳的功能的可能性。
为了在刷元件的末端部处实现上述离心加速度，根据本发明实施例的驱动单元用于实现刷在设备操作期间的每分钟3,000至15,000转的范围内，更优选地在5,000至8,000的转/分钟的范围内的角速度。申请人的实验表明，当以至少为6,000转/分钟的角速度驱动刷时，可以获取最佳的清洁结果。
然而，刷元件的末端部处的期望加速度不仅依赖于角速度，而且还依赖于刷的半径(或分别依赖于直径)。
因此，根据本发明的又一实施例，优选地，当刷元件处于完全伸展状态时，刷具有10至100mm的范围内的直径，更优选地在20至80mm的范围内，最优选地在35至50mm的范围内。当刷元件处于完全伸展状态时，刷元件的长度优选地在1至20mm的范围内，更优选地在8至12mm的范围内。
根据又一实施例，真空聚集体被配置为在抽吸区域内生成的负压，该负压在3至70mbar的范围内，优选地在4至50mabr的范围内，最优选地在5至30mbar的范围内。
与上述真空聚集体生成的压力范围相反，现有技术的真空清洁器的状态需要施加较高的负压以接收可接受的清洁结果。然而，由于具有柔性刷元件的特殊刷、刮扫元件、致偏器和限制元件的上述组合，可以在上述压力范围内实现非常良好的清洁结果。因此，还可以使用更小的真空聚集体。这增加了真空泵选择的自由度。
所呈现的清洁设备可进一步包括用于将刷轴定位为与被清洁的表面相距小于具有完全伸展的刷元件的刷的半径的距离的定位单元，以实现操作期间接触被清洁的表面的刷部分的挤压，这种挤压在刷直径的2％至12％的范围内。
结果，当刷接触地面时，刷被弯曲。因此，只要刷在刷的操作期间接触地面，刷元件的外观就从伸展状态变为弯曲状态，以及只要刷元件在刷的旋转期间不接触地面，刷元件的外观就从弯曲状态变为伸展状态。当刷的末端部接触第一偏转元件的第一偏转表面时，发生相同的刷特性。
用于刷的挤压的实际范围在相对于刷元件的完全伸展状态的刷的直径的2％至12％。在实际情况下，所提到的刷的直径可以通过执行适当的测量来确定，例如通过使用高速相机或在刷的旋转频率下操作的频闪仪。
刷元件的偏转，或者更确切地说是可以发生偏转的速度也被刷元件的线性质量密度所影响。此外，刷元件的线性质量密度影响需要旋转刷的功率。当刷元件的线性质量密度较低时，柔性相对较高，并且用于使得刷元件在开始接触被清洁的表面或第一偏转表面时弯曲所需的功率相对较低。这还意味着在刷元件和地面或第一偏转表面之间生成的摩擦功率较低，从而防止任何损伤。刷元件的相对较低的线性质量密度的其他有利效果为对于磨损具有相对较高的抵抗力、被尖锐物体等损伤的机会较小以及即使在遇到地面中的大量不平坦时也保持接触的这种方式跟随被清洁的表面的能力。
可以在可旋转刷的清洁功能中起到附加作用的因素是刷元件的包装密度。当包装密度足够大时，可以在刷元件之间发生毛细效果，其增强了从被清洁的表面快速去除液体。根据本发明的实施例，刷元件的包装密度至少为刷元件的每平方厘米30个丛毛，其中每个丛毛的刷元件的数量为至少500个。
在丛毛中配置刷元件形成了附加的毛细通道，从而增加了用于从被清洁的表面拾取灰尘颗粒和液滴的毛细力。
从上面可以看出，所呈现的清洁设备具有实现极其好的清洁结果的能力。这些清洁结构可以甚至通过有效地润湿被清洁的表面而改善。这在污渍去除的情况下尤其有效。可以以各种方式提供增强灰尘颗粒与刷元件的粘附的处理中所使用的液体。首先，可旋转刷和柔性刷元件可以通过存在于被清洁的表面上的液体来润湿。这种液体的实例为水、或者水和肥皂的混合物。可选地，可以通过积极地将清洁液体提供给刷来将液体提供给柔性刷元件，例如通过将液体渗透在刷上或者通过将液体注入刷的中空核心元件。
根据一个实施例，因此优选地，清洁设备包括用于以低于刷轴延伸的刷宽度的每一厘米的6ml/分钟的速率将液体提供给刷的单元。明确地，不需要以较高的速率来提供液体，并且上述速率足以使液体满足灰尘颗粒的承载/运输工具的功能。因此，可以充分提高从被清洁的表面去除污渍的能力。仅使用少量液体的优势在于，可以处理柔和的表面，即使是表现为对诸如水的液体敏感的表面。此外，在包含提供给刷的液体的容器的给定大小下，自主时间较长，即，在容器变空且需要再次填充之前消耗较多的时间。
注意，代替使用故意选择和积极提供液体，还可以使用溢出的液体，即，从被清洁的表面去除的液体。实例包括溢出的咖啡、牛奶、茶等。这可以根据前述刷元件能够从被清洁的表面去除液体并且可以在前述离心力的影响下从刷元件去除液体的事实来实现。
附图说明
本发明的这些和其他方面将根据参照以下描述的实施例而更加明确。在附图中，
图1示出了根据本发明的清洁设备的处于第一工作位置的管口布置的第一实施例的示意性截面；
图2示出了处于第二工作位置的图1所示管口布置的第一实施例的示意性截面；
图3示出了根据本发明的清洁设备的处于第一工作位置的管口布置的第二实施例的示意性截面；
图4示出了处于第二工作位置的图3所示管口布置的第二实施例的示意性截面；
图5示出了根据本发明的清洁设备的管口布置的第三实施例的示意性截面；
图6示意性示出了根据本发明使用的致偏器和限制元件的工作原理；
图7示出了根据本发明的清洁装置的处于第一工作位置的刮扫元件的示意性顶视图(图7a)和示意性截面(图7b)；
图8示出了处于第二工作位置的图7所示刮扫元件的示意性顶视图(图8a)和示意性截面(图8b)；
图9示出了根据本发明的清洁设备的整体的示意性截面；
图10示出了可以在根据本发明的清洁设备中使用的刷的又一实施例的示意性截面；
图11示出了用于示出刷的角速度与刷的自清洁能力之间的关系的示图；以及
图12示出了用于示出刷的离心加速度与刷的自清洁能力之间的关系的示图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的清洁设备100的管口布置10的第一实施例的示意性截面。管口布置10包括可绕刷轴14旋转的刷12。刷12设置有柔性刷元件16，其优选通过薄微纤维毛发来实现。柔性刷元件16包括末端部18，其用于在刷的旋转期间接触被清洁的表面20以及在刷元件接触表面20时的拾取周期内从表面20(地板20)拾取灰尘颗粒22和/或液体颗粒24。
此外，管口步骤10包括驱动单元(例如电机(未示出))，用于在预定的旋转方向26上驱动刷12。驱动单元优选用于在刷元件16的末端部18处实现离心加速度，尤其在刷12以至少3,000m/s2的旋转期间刷元件16不接触表面20时的灰尘释放周期期间。
刷12至少部分地被管口壳体28所环绕。管口壳体28内的刷12的布置优选被选择使得刷12至少部分地从管口壳体28的底侧30突出。在设备100的使用期间，管口壳体28的底侧30面向被清洁的表面20。
刮扫元件32也附接至管口壳体28的底侧30。该刮扫元件32被布置为使其在使用设备100期间接触被清洁的表面20。刮扫部被用作一种用于在移动清洁设备100时横跨表面20推动或擦拭灰尘颗粒22和/或液体颗粒的擦拭器。刮扫部32基本平行于刷轴14延伸。管口壳体28、刮扫部32和刷12一起限定抽吸区域34，其位于管口壳体28内。注意，抽吸区域34在本发明的含义中不仅表示刷12、刮扫部32和管口壳体28之间的区域，而且还表示在刷12旋转期间(其中，刷元件16位于管口壳体28内)刷元件16之间的空间。抽吸区域34还表示在刮扫部32和刷12之间限定的区域。后者在下文中还表示为抽吸入口36，其通向抽吸区域34。
真空聚集体38(在这些附图中仅以示意性方式示出)在抽吸区域34中生成负压，用于接收被刷12和刮扫部32遇到和收集的灰尘颗粒22和液体颗粒24。根据本发明，负压优选在大约3和70mbar的范围内，更优选在4和50mbar的范围内，最优选在5和30mbar的范围内。与施加大约70mbar左右的负压的一般真空清洁器相比，这种负压相当低。然而，由于刷12的特性(将在以下进行解释)，也可以在上述压力范围内实现非常良好的清洁结果。因此，还可以使用更小的真空聚集体38。这增加了真空泵的选择自由度。
在刷12的旋转期间，灰尘和/或液体颗粒22、24将在表面20遭遇并且朝向管口壳体28的内侧或者对着刮扫部32行进。如果颗粒22、24对着刮扫部32行进，则它们将从刮扫部32反射回来。这些反射的颗粒22、24将再次到达刷12并再次行进。以这种方式，颗粒22、24以接近Z字形的方式在刷12和刮扫部32之间反复弹跳，之后它们最终被真空聚集体38接收。然而，一些灰尘和/或液体颗粒22、24将以它们在刷12和刮扫部32之间的区域中管口回到表面20的这种平坦方式从表面20行进。由于刮扫32用作一种擦拭器，所以这些颗粒22、24将不再离开管口壳体28行进。由于被真空聚集体38所施加的负压，这些重新喷射的颗粒22、24然后也被真空聚集体38所接收。
图1还示出了根据本发明的清洁设备100的一个中心特征。在刷旋转期间刷元件16离开管口壳体28的区域中，致偏器25被布置在刷12的第二侧29上。该致偏器25接触刷12并在刷12的旋转期间偏转刷元件16。致偏器25有时还被表示为扰流板。致偏器25朝向刷12从管口壳体28的内部突出。致偏器25优选连接至管口壳体28。这种连接是可释放的或者是固定连接。
致偏器25具有防止第二侧29处刷12的不想要的吹动效应的功能，其中刷元件16在刷12的旋转期间离开管口28。在不具有致偏器25的情况下，刷12将用作一种齿轮泵，其将空气从管口壳体28的内部泵送到外部。这种吹动效应将使得灰尘和/或液体颗粒22、24被吹走，使得它们不能被刷12遇到(参见图2)。致偏器25具有将刷元件16压到一起并且一旦它们撞击到致偏器25就使它们弯曲的功能。以这种方式，在刷元件16之间的空间内存在的空气就被推出该空间。在图6中示意性示出了这种原理。其中，箭头33表示空气由于致偏器25而被推出刷12。因此，空气被吹出刷12的位置从管口壳体28的外部变为管口壳体28的内部。在刷元件16离开管口壳体28的区域中，再也不会发生这种不想要的吹动效应。
如果仅设置一个致偏器25，刷元件16将在离开致偏器25之后直接相互分开。然后，刷元件16之间的空间立刻增加，使得空气将在刷元件16离开致偏器25的时间点之后立刻被吸入刷12。在图6中通过箭头33’示意性示出了这种空气流动。应该注意，空气流动33’不仅源于上述效应，而且还是管口壳体28内的压力与外部的压力相比的压差的结果。
然而，可以发现，位于刷12的第二侧29上的过强的空气流33’将抵消清洁设备100的一些其他有利的特性。如果该空气流33’变得过大，则太多的空气将被吸入第二侧29上的管口壳体28中。这将降低抽吸区域34内的负压，即，增加抽吸区域34内的绝对压力。为了仍然能够在抽吸区域34内生成充分大的负压，将不得不使用非常有力的真空聚集体38。然而，发明人也找到了克服该问题的方法。
如图1所示，管口布置10还包括限制元件27。该限制元件至少部分地限制空气在刷12的第二侧29处被吸入管口壳体28。限制元件27刚好在致偏器25之后形成一种密封。
与图6示意性示出的情况相反，空气由此将在刷元件16经过致偏器25之后不立即被吸入刷12。与图6示意性示出的情况相反，限制元件27形成一种限制墙，在刷元件16被致偏器25偏转之后跟随拉伸的刷元件16。因此，限制元件27为进入管口的空气创建了较长的路径。这使得增加了阻力/限制，使得较少的空气将进入管口的前侧。因此，在图1中用参考标号35表示的区域中，在刷元件16之间生成局部负压。由于这种负压，一旦限制墙27结束，空气就进入刷12。所得到的流动取消了刷12的吹动行为。
从前面可以明显看出，致偏器25和限制元件27的组合使得一方面去掉了刷12的不想要的吹动行为而另一方面用于刷12的侧面上的充分密封，其中，在刷旋转期间刷元件16离开管口壳体28。
致偏器25以及限制元件27优选由机械柔性材料制成。由于致偏器25偏转/弯曲刷元件16，所以致偏器25优选比限制元件27更硬。致偏器25例如可以由橡胶制成。然而，也可以想到其他材料。相对较软的材料具有在偏转刷元件16时不会损伤刷元件16的优势。
限制元件27优选由薄板式的织物材料、橡胶或塑料制成。这种柔性限制元件由于其柔性而适合于跟随刷12的外表面并且仅接触刷元件16的末端部18。由于生成的负压，限制元件27可以以这种方式朝向刷12抽吸，使得在被致偏器25偏转之后形成几乎完美地跟随刷元件16的柔性限制。由于其柔性，限制元件27由此将其形状适应刷12的外轮廓。被用于限制元件27的非常轻的材料(织物、橡胶或塑料)也显示出仅在刷12和限制元件27之间生成最小的摩擦。这尤其是有利的，因为它们之间太大的摩擦会阻碍驱动单元加速刷12。这意味着将不得不使用消耗更多能力的较大电机，这当然是不期望的。
还应该注意，限制元件27在所有附图中被示为精确地跟随刷12的外轮廓。然而，这仅是刷12正在旋转且在抽吸区域34内施加负压时的事实。如果设备关闭且没有负压被施加，则柔性限制元件27简单地松弛。
此外，限制元件27用作流动均衡器。其利于进入管口壳体28的侧面29的空气的恒定流速，其中，刷元件16离开管口壳体28。这种恒定流速是非常重要的，因为刮扫元件32根据管口10在打开和闭合位置之间的移动方向40翻动。在将在下文进行解释。
为了保证管口10的返回冲程(图1所示)以及管口10的前进冲程(图2所示)中的清洁结果，刮扫元件32包括一个或多个凸块(stud)50，用于根据管口10关于表面20的移动方向40将刮扫部32从打开切换到闭合位置或从闭合位置切换到打开位置。如果管口10在刮扫部在移动方向40上观察时位于刷12背后的前进冲程(图2所示)中移动，则刮扫部32被布置在闭合位置。在该闭合位置中，刮扫部32用于通过在表面20上方滑动来在表面20上推动或擦拭灰尘和/或液体颗粒22、24。在这种前进冲程中，刮扫部32之后用作一种擦拭器，其收集来自表面20的没有被提升或者从刷12喷射回表面20的剩余水。然后，被刮扫部收集的剩余水24可以通过施加的负压接收。
另一方面，当管口10在刮扫部在移动方向40上观察时位于刷的前部的返回冲程(图1所示)中移动时，刮扫部32被布置在其打开位置中，使其在遇到刷12之前遇到表面上的灰尘和/或液体颗粒22、24。在该返回冲程中，凸块50将刮扫部32后翻回其打开位置。在该打开位置中，灰尘和/或液体颗粒22、24可以随后通过在刮扫部32与被清洁的表面20之间创建的开口而进入抽吸入口36。
如果刮扫部32没有被切换到该打开位置则非常少的灰尘颗粒22能够到达抽吸入口36，同时大多数灰尘和/或液体颗粒22、24将被刮扫部32卷入并在表面20上方推动而不能够进入抽吸入口36。这当然导致较差的清洁和干燥效果。
为了保证依赖于刮扫部32的切换的方向，刮扫部32优选包括柔性橡胶唇状件46，其根据移动方向40用于关于橡胶唇状件46的纵向弯曲。在图7和图8中分别以前视图和侧视图示出刮扫部32的放大示意图。图7示出了处于闭合位置的刮扫部，而图8示出了处于其打开位置的刮扫部的情况。
在刮扫部32想要触摸表面20的情况下，当清洁设备沿着向后方向40在表面20上移动时(如图1和图8所示)，布置在橡胶唇状件46的下端附近的凸块50适合于至少部分地从表面20提升橡胶唇状件46。在这种情况下，橡胶唇状件46被提升，这主要是由于发生在表面20和凸块50之间的自然摩擦。然后，凸块50用作一种止停器，其使得橡胶唇状件46减速并迫使其在凸块50上方翻转。从而，刮扫部32被强迫在凸块50上滑动，其中通过凸块50提升橡胶唇状件46，并且在橡胶唇状件46和表面20之间的空间中发生开口44(参见图8a、8b)。
显然，这些开口44不仅仅能够使灰尘和/或液体颗粒22、24进入抽吸入口36。此外，与管口10的前进冲程(其中刮扫部32位于其闭合位置)相比，将通过开口44将较多的空气吸入抽吸区域34。这意味着根据管口10是在前进冲程中移动(如图2所示)还是在返回冲程中移动(如图1所示)在流动行为中存在差异。因此，抽吸区域34内的负压将总是在前进冲程(如图2所示)中高于返回冲程(如图1所示)。
另一方面，这意味着致偏器25和限制元件27上方的压差在返回冲程中相对较小，而这种压差在前进冲程中相对较大。在不具有限制元件27的情况下，管口壳体28的第二侧29处的密封功能将明显在前进冲程中不充足。在不具有限制元件27的情况下，即使致偏器25仍然取消了上述刷12的不想要的吹动效应，但是大量空气将在刷12的第二侧29处被吸入抽吸区域34，这是因为管口侧面处的较高压差。在这种情况下，当管口10在前进方向上移动时，刮扫部32和刷12之间的空间中的充足负压(在抽吸入口36中)将仅通过非常大且消耗功率的真空聚集体来生成。然而，本文提出的限制元件27对此进行了补偿，提供了足够好的密封并因此使得对真空聚集体38的要求最小。
图3和图4示出了管口布置10的第二实施例。这些附图示出了致偏器25和限制元件27的位置还可以与刮扫部32关于刷12的位置互换。然而，通过将图3和图4与图1和图2比较，可以看出，致偏器25和限制元件27仍然布置在刷12的第二侧29上，其中刷元件16离开管口壳体28。类似地，刮扫部32仍然布置在刷12的第一侧31上，其中刷元件16在刷旋转期间进入管口壳体28。
从图3可以看出，当管口10在前进冲程(其中，管口10在方向40上移动，在移动方向40上看时刮扫部32位于刷12的前部)中移动时，刮扫部32在这种情况下不得不处于打开位置。否则，灰尘和/或液体颗粒22、24将不再能够进入抽吸入口36。
另一方面，当管口根据该实施例在图4所示的返回冲程(其中，在移动方向40上观察时刷12位于刮扫部32的前部并首先遇到灰尘和/或液体颗粒22、24)中移动时，刮扫部32需要处于其闭合位置。在这种情况下，刮扫部32再次用作擦拭器，其在表面20上方滑动并从表面20收集剩余的灰尘和/或液体颗粒22、24。
在两种变化中，致偏器25和限制元件27保持在第二侧29，其中刷元件16离开管口壳体28。
图5示出了第三实施例。第三实施例的差别在于，致偏器25’和限制元件27’在其中被实现为独立的部件。与图1至图4所示实施例相反，限制元件27’不直接附接至致偏器25’。根据该实施例，限制元件27’直接附接至管口壳体28，与致偏器25’分离。然而，为了保证上述相同的特性，限制元件27’仍然被布置为非常接近致偏器25’。在所有实施例中，在刷12的旋转方向26上看时，限制元件27、27’被布置在致偏器25、25’的后部，使得刷元件16在经过限制元件27、27’且随后在其底侧离开管口壳体28之前总是接触致偏器25、25’。
在以下描述中，将呈现刷12以及刷被驱动的旋转速度的特性。刷12优选具有20至80mm的范围内的直径，并且驱动单元能够以至少3,000转/分的角速度(优选为大约6,000rpm以上的角速度)旋转刷12。例如，刷12的宽度(即，刷12在刷12的旋转轴14延伸的方向上的尺寸)可以处于25cm的级别。
在刷12的核心元件52的外表面上，设置丛毛(tuft)54。每个丛毛54都包括数百个纤维元件，其被称为刷元件16。例如，刷元件16由直径在大约10微米级别且纤度值在每10km 150g以下的聚酯或尼龙制成。在刷12的核心元件52的外表面上，刷元件16的包装密度可以为每平方厘米至少30个丛毛54。
刷元件16可以被混乱布置，即相互之间的距离不固定。此外，应该注意，刷元件16的外表面56可以不均匀，这增强了刷元件16捕获液滴24和灰尘颗粒22的能力。具体地，刷元件16可以为所谓的微纤维，其不具有平滑且或多或少为圆形的外周，但是具有粗糙且或多或少为星状的具有凹口和凹槽的外周。刷元件16不需要相同，但是优选地，至少在末端部18处，刷12的刷元件16的总数量的大多数的线性质量密度满足小于每10km 150g的要求。
通过旋转刷12，具体地通过旋转刷12的刷元件16，从表面20拾取灰尘颗粒22和液体24，并将其运输至清洁设备100内的收集位置。由于刷12的旋转，在第一位置处实现与表面20第一接触的时刻。增加接触的程度直到以刷元件16的末端部18与表面20接触的这种方式来弯曲刷元件16。提到的末端部18在处理中在表面20上方滑动并遇到灰尘颗粒22和液体24，其中，遇到可导致大量液体24和/或灰尘颗粒22被移动得远离被清洁的表面20并且基于粘附力通过刷元件16来携带。
在处理中，刷元件16可以或多或少地用作用于捕获和拖动颗粒22、24的搅拌件，其被迫使闭合并且能够基于可与带式制动器的功能相比的功能保持颗粒22、24。此外，拾取的液体24可以拉动一点液体，其中液线被留在空气中，其远离表面20移动。当刷元件在其旋转期间失去与地面20的接触时，刷元件16的末端部18处发生的加速度使得灰尘颗粒22和液滴24自动从刷12释放。由于不是所有的灰尘颗粒22和液滴24可以直接被真空聚集体38所接收，所以在刷元件16失去与表面20的接触的区域中，少量的灰尘和液体将被抛回到表面20。然而，通过刮扫元件32来克服重新喷射表面20的这种效应，其中刮扫元件32通过用作一种擦拭器来收集重新喷射的液体和灰尘，使得剩余的液体24和灰尘22随后由于所施加的负压而被接收。因此，液体24和灰尘22在不被接收的情况下不会再次离开抽吸区域34。
由于所选择的技术参数，刷元件16对表面20具有温和的洗涤效果，这有助于抵消液体24和灰尘颗粒22粘附至表面20。
随着刷12的旋转，刷元件16在表面20上方的移动连续直到发生最终丢失接触的时刻。当不再存在接触的情况时，刷元件16被激励在作为刷12的旋转的结果作用于刷元件16上的离心力的影响下回到原始伸开的状态。由于刷元件16在再次激励回到伸开状态的时刻处弯曲，在刷元件16的末端部18处存在附加的伸开加速度，其中，刷元件16从弯曲状态切换到伸开状态，其中刷元件16的移动可以与期望的搅拌件相比较。刷元件16几乎再次回到伸开状态时末端部18的加速度满足至少3,000m/sec2的要求。
在上述移动期间作用于刷元件16的末端部18处的力的影响下，从刷元件16排出大量灰尘颗粒22和液体24，因为这些力显著高于粘附力。因此，迫使液体24和灰尘颗粒22在远离表面20的方向上飞走。然后，通过真空聚集体接收液体24和灰尘颗粒22的大部分。如上所解释的，通过刮扫元件32和抽吸区域34中生成的负压，确保液体24和灰尘22中从刷12喷射回表面20的剩余部分也被收集，然后也被接收。
在加速度的影响下，液体24可以以小液滴排出。这对于进一步的分离处理(诸如通过真空风扇聚集体38，尤其是用作可旋转空气-灰尘分离器的真空聚集体38的离心风扇所执行的)来说是有利的。注意，诸如通过离心风扇所施加的力的抽吸力在上述处理中不起到通过刷元件16拾取液体和灰尘的作用。然而，这些抽吸力需要用于拾取已经被刮扫部收集的灰尘和液体。
除每个刷元件16的功能之外，如上面所描述的，可以发生有助于拾取灰尘颗粒22和液体24的另一效果，即刷元件16之间的毛细效果。在这一方面中，具有刷元件16的刷12可与浸泡在大量油漆的刷12比较，其中，基于毛细力通过刷12吸收油漆。
从上面的描述明显得出，根据本发明的刷12具有以下特性：
-具有柔性刷元件16的软丛毛在刷12的旋转的接触自由部分期间通过离心力展开；
-可以在刷12和被清洁的表面20之间具有完美的配合，由于软丛毛54无论何时触摸表面20都将弯曲，并且无论何时在离心力的影响下可以成为直线；
-刷12由于充分大的加速力恒定地清洁自身，这确保了恒定的清洁结果；
-表面20和刷12之间的热量生成是最小的，因为丛毛54非常低的抗弯强度；
-基于通过丛毛54而非如许多传统设备中的气流来拾取液体24的事实，即使在表面20中存在折痕和凹陷，也可以实现从表面20非常均匀地拾取液体以及非常均匀的总体清洁结果；以及
-通过丛毛54，以温和有效的方式从表面20去除灰尘22，其中，可以基于刷元件16的低强度实现能量最有效的使用。
基于线性质量密度的相对较小值，可以使得刷元件16具有非常低的抗弯强度，并且当封装在丛毛54中时，不能够保持其原始形状。在传统的刷中，刷元件一旦被释放就弹回。然而，具有上述非常低的抗弯强度的刷元件16将不会如此，这是因为弹力如此小，它们不能过超过在各个刷元件16之间存在的内部摩擦力。因此，丛毛54将在变形之后保持压倒，并且仅在刷12旋转时伸展。
与包括用于接触被清洁的表面的硬刷(搅拌器)的传统设备相比，由于刷元件16被用于拾取液体24和灰尘22并且使液体24和灰尘22远离被清洁的表面20的工作原理，根据本发明使用的刷12能够实现显著更好的清洁效果，其中液体24和灰尘22在它们下一轮再次接触表面20之前通过刷元件16被冲走。用作刷元件16的微纤维毛发还具有毛发在通过限制元件27时用作流动限制的优势。因此，刷12显示出非常良好的密封效果。调整器的硬毛发不能够实现这样的效果。
图9提供了根据本发明的清洁设备100的整体的示图。根据该示例性布置，清洁设备100包括管口壳体28，其中刷12旋转地安装在刷轴14上。可以实现为常规马达的驱动单元(诸如电机(未示出))优选连接至或者甚至位于刷轴14上，用于驱动刷12旋转的目的。注意，电机还可以位于清洁设备100内的任何其他适当的位置处。
在管口壳体28中，布置诸如轮(未示出)的装置来用于将刷12的旋转轴14保持在远离被清洁的表面20的预定距离。
如上面已经解释的，刮扫元件32与刷12隔开并且附接至管口壳体28的底侧30。其基本平行于刷轴14延伸，从而在管口壳体28内的刮扫部32与刷12之间限定抽吸区域34，其中抽吸区域34具有位于管口壳体28面向被清洁的表面20的底侧30的抽吸入口36。
除管口壳体28、刷12和刮扫元件32之外，清洁设备100优选设置有以下部件：
-手柄64，允许用户容易地操作清洁设备100；
-容器66，用于包含诸如水的清洁液体68；
-碎片收集容器70，用于接收从被清洁的表面20拾取的液体24和灰尘颗粒22；
-例如为中空管72形式的流动通道，将碎片收集容器70连接至抽吸区域34，其中抽吸区域34在管口10的底侧30上组成抽吸入口36。注意，在本发明的含义中，包括中空管72的流动通道还可以表示为抽吸区域34，其中通过真空聚集体38施加上述负压；以及
-真空风扇聚集体38，包括离心风扇38’，布置在碎片收集室70的与布置管72的侧面相对的侧面处。
为了完整，注意在本发明的范围内，其他和/或附加组成细节也是可以的。例如，可以设置用于偏转被向上抛的碎片22、24的元件，使得碎片22、24在最终到达碎片收集室70之前首先经历偏转。此外，真空风扇聚集体38可以布置在碎片收集室70的与布置管72的测量相对的侧面不同的另一侧面处。
根据一个实施例，如图10所示，刷12包括核心元件52。该核心元件52为设置有延伸通过核心元件52的壁76的多个通道74的中空管的形式。为了将清洁液体68从容器66传输至刷12的中空核心元件52的内侧，例如可以设置通向核心元件52的内侧的柔性管78。
根据该实施例，清洁液体68可以被提供给中空核心元件52，其中在刷12的旋转期间，液体68经由通道74离开中空核心元件52，并且润湿刷元件16。以这种方式，液体68还落在被清洁的表面20上。因此，被清洁的表面20由于清洁液体68变得湿润。这尤其增加了灰尘颗粒22对刷元件16的粘附，因此提高了从被清洁的表面20去除污渍的能力。
根据本发明，液体68被提供给中空核心元件52的速率可以非常低，其中例如最大速率可以为每一厘米的刷12的宽度为6ml每分钟。
然而，应注意，使用刷12内的中空通道74积极地将水68提供给被清洁的表面20的特征不是必要特征。可选地，清洁溶液可以通过管口刷12从外部来提供或者通过简单地将刷12在使用之前浸入清洁水中来提供。代替使用故意选择的液体，还可以使用已经溢出的液体，即，需要从被清洁的表面20去除的液体。
如上面已经提到的，从地面拾取清洁溶液68通过刮扫元件32通过用作将液体传输至抽吸区域34的擦拭器收集水(其中由于真空聚集体38所生成的负压而被接收)来进行，或者通过刷12直接从地面拾取水。与包括不能够拾取水的硬刷的传统设备相比，根据本发明使用的刷12能够拾取水。因此，实现的清洁效果显著更好。
关于刷12、刷元件16和驱动单元的技术参数源自在本发明的条件下执行的实验。
以下，将描述一个实验和实验结果。被测试的刷配备有不同类型的用于刷元件16的纤维材料，包括相对较厚的纤维和相对较薄的纤维。此外，包装密度以及纤度值发生变化。在以下表格中给出各种刷的具体参数。
实验包括在类似的条件下旋转刷并且评估利用刷12进行处理的表面20的清洁结果、磨损和功率。这提供了表面20上的热量生成的指示。在下表中反映实验结果，其中，标记5用于表示最好的结果，并且较小的标记用于指示较差的结果。
污渍去除 水拾取 磨损 表面的功率
刷1 5 3 3 3
刷2 5 3 1 4
刷3 5 4 4 5
刷4 5 5 5 5
其中，实验证明可以使刷元件16具有100至150g/10km的范围内的线性质量密度，并且获取有用的清洁结果，尽管看起来水拾取、磨损行为和功耗不是很好。结论是用于线性质量密度的适当限值为150g/10km。然而，明显地，线性质量密度更小，清洁结果和所有其他结果都非常好。因此，优选地应用较小的限值，诸如125g/10km、50g/10km、20g/10km或者甚至5g/10km。利用后来级别的值，确保清洁结果是卓越的，水拾取是最佳的，磨损是最小的，并且功耗以及表面20上的热量生成是充分低的。
注意，通过在本发明的条件下执行的实验的结果支持在每次刷12的旋转的一些时间期间，尤其是在灰尘释放周期的一些时间期间在刷元件16的末端部18处普遍的相对于加速度的最小值3,000m/sec2，其中，在刷元件16与表面20之间没有接触。
以下，将描述一个实验以及实验结果。以下条件可应用于该实验：
1)布置在大约具有800个刷元件16、具有近似50个丛毛54/cm2的丛毛54中的具有46mm的直径、大约12cm的宽度以及具有大约0.8g/10km的线性质量密度的聚酯刷元件16的刷12被安装在电机轴上。
2)确定刷12和电机的组件的重量。
3)电机的电源连接至用于在1秒的操作周期或者4秒的操作周期之后停止电机的定时器。
4)刷12被浸入水中，使得刷12中的水完全饱和。注意，所使用的刷能够吸收大约70g的总重量的水。
5)刷12以每分钟1,950转的角速度旋转，并且在1秒或4秒之后停止。
6)确定刷12和电机的组件的重量，并且计算相对于步骤2)中确定的干燥重量的差异。
7)对于角速度的其他值，尤其是在下表中表示的值(其进一步包含在1秒和4秒之后停止时刷12中仍然存在的水的重量的值以及相关联的离心加速度的值)重复步骤4)至6)，可以根据以下等式来计算上述值：
a＝(2*π*f)2*R
其中：
a＝离心加速度(m/s2)
f＝刷频率(Hz)
R＝刷12的半径(m)
在图11的示图中表示了用于两种不同停止的角速度与水的重量之间发现的关系，并且在图12的示图中表示了用于两种不同停止的离心加速度与水的重量之间发现的关系，其中在每个示图的垂直轴处表示了水的重量。从图9的示图中明显看出，当角速度小于大约4,000rpm时，通过刷12释放水显著减少。此外，看起来在大约6,000rpm至7,000rpm的角速度处更加稳定。
可以在3,500rpm的角速度(其对应于3,090m/s2的离心加速度)处发现通过刷12释放水的转变。为了示出该事实，图11和图12的示图包含分别表示3,500rpm和3,090m/s2的值的垂直线。
基于在前面解释的实验中的结果，可以得出结论，就至少在末端部18处满足具有低于150g/10km的线性质量密度的要求的刷元件16的自清洁能力而言，在接触自由周期期间相对于刷元件16的末端部18处的加速度的3,000m/s2的值为真实的最小值。如前面已经解释的，自清洁功能的适当性能对于用于良好的清洁结果是重要的。
为了完整，应注意，在根据本发明的清洁设备100中，离心加速度可以低于3,000m/s2。原因在于，可以期望当刷元件16成为直线时发生在刷元件16的末端部18处的加速度高于正常的离心加速度。实验表明3,000m/s2的最小值相对于加速度是有效的，其中加速度是在实验的情况下为正常的离心加速度并且其可以是由当经过灰尘拾取周期以及在根据本发明的实际清洁设备100中存在用于变成直线的空间时的刷元件16的特定行为引起的较高加速度，留下在旋转的其他周期(例如，灰尘拾取周期)期间正常的离心加速度较低的可能性。
即使根据本发明的单个刷是优选的，但明显地是，可以使用其他刷而不背离本发明的范围。
对于本领域技术人类来说显而易见的是，本发明不限于前面所讨论的实例，但是在不背离所附权利要求限定的范围的情况下可以进行多种修改和变化。虽然在示图和说明书中详细和描述了本发明，但这种说明和描述被认为仅是示例性的而非限制的。本发明不限于所公开的实施例。
为了清楚，注意刷元件16的完全伸展条件是刷元件16在相对于刷12的旋转轴14的径向上完全延伸的条件，其中在刷元件16中不存在弯曲末端部。该条件可以在刷12以正常的操作速度旋转时实现，其中正常的操作速度是可以实现刷元件16的末端部18处3,000m/sec2的加速度的速度。由于被刷元件16遇到的障碍物，这仅对于处于完全伸展条件下的刷12的刷元件16的部分是可能的，而另一部分是不可能的。通常，利用处于完全伸展条件下的所有刷元件16来确定刷12的直径D。
刷元件16的末端部18在径向上观察时是刷元件16的外部，即，最远离旋转轴14的部分。具体地，末端部18是用于拾取灰尘颗粒22和液体的部分，其沿着被清洁的表面20滑动。在关于表面20缩进刷12的情况下，末端部的长度与凹痕近似相同。
虽然在附图和前面的说明中详细示出和描述了本发明，但这种示出和描述被认为是示例性而非限制型的，本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员根据对附图、公开和所附权利要求的研究实践权利要求的过程中可以理解和实现所公开实施例的其他变化。
在权利要求中，术语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一个(a或an)”不排除多个。单个元件或其他单元可以实现权利要求中引用的多个项目的功能。在相互不同的从属权利要求中引用的特定测量不表示这些测量的组合的事实不能用于实现优势。权利要求中的任何参考符号不应视为限制范围。

Claims (13)

1.一种用于清洁设备(100)的管口布置(10)，所述管口布置包括：
-管口壳体(28)，
-刷(12)，可绕刷轴(14)旋转，所述刷(12)设置有柔性刷元件(16)，所述柔性刷元件(16)具有用于在所述刷(12)的旋转期间接触被清洁的表面(20)并且从所述表面(20)拾取灰尘和/或液体颗粒(22,24)的末端部(18)，其中所述刷(12)至少部分地被所述管口壳体(28)环绕并且至少部分地从所述管口壳体(28)的底侧(30)突出，
-驱动单元，用于旋转所述刷(12)，
-刮扫元件(32)，与所述刷(12)间隔并且在所述刷(12)的第一侧(31)上附接至所述管口壳体(28)的所述底侧(30)，在所述第一侧所述刷元件(16)在所述刷(12)的旋转期间进入所述管口壳体(28)，其中所述刮扫元件(32)被配置用于在所述清洁设备(100)的移动期间擦拭灰尘和/或液体颗粒(22,24)通过或离开所述被清洁的表面(20)，
-致偏器(25)，用于在所述刷(12)的旋转期间接触所述刷(12)并偏转所述刷元件(16)，以及
-限制元件(27)，用于至少部分地限制空气在所述刷(12)的第二侧(29)处被吸入所述管口壳体(28)，在所述第二侧所述刷元件(16)离开所述管口壳体(28)，
其中，所述限制元件(27)在所述刷(12)的旋转方向(26)上观察时被布置在所述致偏器(25)后，使得所述刷元件(16)在所述刷(12)的旋转期间在经过所述限制元件(27)之前接触所述致偏器(25)并然后在所述底侧(30)处离开所述管口壳体(28)，
其特征在于，所述限制元件(27)包括机械柔性元件，所述机械柔性元件由于其柔性而被配置为在所述刷(12)的旋转期间跟随所述刷(12)的外表面并且接触所述末端部(18)。
2.根据权利要求1所述的管口布置，其中所述机械柔性元件由织物材料、橡胶或塑料的板制成。
3.根据权利要求1所述的管口布置，其中所述致偏器(25)由机械柔性材料制成。
4.根据权利要求1所述的管口布置，其中所述限制元件(27)包括彼此平行并且垂直于所述刷轴(14)布置的多个狭缝。
5.根据权利要求1所述的管口布置，其中所述限制元件(27)和所述致偏器(25)被布置在所述刷(12)的在所述刷(12)的旋转期间所述刷元件(16)离开所述管口壳体(28)的所述第二侧(29)上，其中所述第二侧(29)关于所述刷轴(14)与所述第一侧(31)相对。
6.根据权利要求1所述的管口布置，其中所述刮扫元件(32)包括切换单元(50)，所述切换单元(50)用于将所述刮扫元件(32)切换至闭合位置，在所述闭合位置中，所述刮扫元件(32)被配置为当所述清洁设备(100)沿着前进方向在所述表面(20)上移动时推动或擦拭灰尘和/或液体颗粒(22,24)通过或离开所述被清洁的表面(20)，其中，所述刮扫元件(32)在所述清洁设备(100)的移动方向(40)上观察时位于所述刷(12)后，以及用于将所述刮扫元件(32)切换至打开位置，在所述打开位置中，当所述清洁设备(100)沿着后退方向在所述表面(20)上移动时，来自所述被清洁的表面(20)的灰尘和/或液体颗粒(22,24)可以通过所述刮扫元件(32)与所述表面(20)之间的开口(44)进入所述抽吸区域(34)，其中，所述刮扫元件(32)在所述清洁设备(100)的移动方向(40)上观察时位于所述刷(12)前。
7.根据权利要求1所述的管口布置，其中多个所述刷元件(16)的线性质量密度至少在所述末端部(18)处低于150g/10km，优选地低于20g/10km。
8.根据权利要求1所述的管口布置，其中所述驱动单元适于在所述刷元件(16)的所述末端部(18)处实现离心加速度，尤其是所述刷元件(16)在所述刷(12)的旋转期间不接触所述表面(20)时的灰尘释放周期期间，所述离心加速度为至少3,000m/s2，更优选地为至少7,000m/s2，并且最优选地为12,000m/s2。
9.根据权利要求1所述的管口布置，其中在所述设备的操作期间，所述驱动单元适于实现所述刷(12)在3,000至15,000转/分钟的范围内，更优选地在5,000至8,000转/分钟的范围内的角速度。
10.根据权利要求1所述的管口布置，其中当所述刷元件(16)在所述刷的旋转期间处于完全伸展状态时，所述刷(12)的直径在10至100mm的范围内，更优选地在20至80mm的范围内，最优选地在35至50mm的范围内，以及其中当所述刷元件(16)在所述刷的旋转期间处于完全伸展状态时，所述刷元件(16)的长度在1至20mm的范围内，优选地在8至12mm的范围内。
11.根据权利要求1所述的管口布置，其中所述刷元件(16)的捆扎密度为每平方厘米至少30簇刷元件，以及其中每簇的刷元件(16)的数量为至少500个。
12.一种用于清洁表面的清洁设备(100)，所述清洁设备包括：
-根据权利要求1所述的管口布置；以及
-真空组合体(38)，用于在所述管口壳体(28)和所述刷(12)之间的抽吸区域(34)中生成负压。
13.根据权利要求12所述的清洁设备，其中所述真空组合体(38)被配置为生成负压，所述负压在3至70mbar的范围内，优选地在4至50mbar的范围内，最优选地在5至30mbar的范围内。
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