CN105782265B - 形状配合的滑动联轴器以及具有形状配合的滑动联轴器的家用电器或清洁设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种过载保护联轴器(滑动联轴器)，该过载保护联轴器具有驱动部件(1)、从动部件(2)和多个弹簧臂(3)，其中，这些弹簧臂(3)中的每一个或者与从动部件(2)固定连接并以其自由终端贴近驱动部件(1)；或者与驱动部件固定连接并以其自由终端贴近从动部件，其中各个弹簧臂(3)的自由终端具有形状配合区段(3.3)，并且其中该驱动部件或者该从动部件具有多个弹簧臂‑传动侧面。其中，存在比弹簧臂(3)更多的弹簧臂‑传动侧面，并且使其中至少两个弹簧臂(3)不同步地、形状配合地贴在弹簧臂‑传动侧面(1.21)处。此外，本发明还涉及具有电动机驱动的工具以及根据本发明的滑动联轴器的家用电器或者清洁设备。

Description

形状配合的滑动联轴器以及具有形状配合的滑动联轴器的家 用电器或清洁设备

技术领域

本发明涉及一种滑动联轴器，该滑动联轴器具有驱动部件、从动部件和多个弹簧臂，其中，这些弹簧臂中的每一个或者与从动部件固定连接并以其自由终端贴近驱动部件或者与驱动部件固定连接并以其自由终端贴近从动部件，其中各个弹簧臂的自由终端具有形状配合区段，并且其中该驱动部件或者该从动部件具有多个弹簧臂-传动侧面。此外，本发明涉及一种家用电器或清洁设备，特别是吸尘器或厨用搅拌器，其具有电动机、滑动联轴器和通过电动机经滑动连轴节驱动的工具，所述工具例如是地毯刷或软垫刷或者是切削工具或揉捏工具。

背景技术

常规的摩擦连接的滑动联轴器通常具有相对高的摩擦扭矩(滑动扭矩)但并不精确的起动扭矩。相反，常规的形状配合的滑动联轴器却具有非常精确的起动扭矩但较低的摩擦扭矩。

从DE 33 32 743 A1中已知一种形状配合的滑动联轴器，该联轴器通过中心传动而用于底板清洁设备的刷具，特别是电动的地毯清洁刷。就此刷具通过在刷具内部延伸的轴而驱动。在刷具的内部的环形空间中设置S形的弹簧，该弹簧通过自身两个臂的终端而支承在环形空间内壁上并且该弹簧具有设置在这两个臂之间的、直线延伸的区段，该区段啮接在轴末端的缝隙中。该弹簧的末端具有凸部，该凸部啮接在正相对的凹处，该凹处构造在环形空间内壁中。如果刷具受阻，因此轴继续旋转并且弹簧的臂从凹处移出并且弹性地朝向轴而共同挤压。这两个臂因此沿着环形空间内壁而滑动，啮接入对面的凹处中，再次移出并且在此共同挤压。

在EP 1 106 864 A2中描述了其它的过载保护联轴器(形状配合的滑动联轴器)。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种上述种类的过载保护联轴器或滑动联轴器，该过载保护联轴器或滑动联轴器具有精确的起动扭矩以及高的摩擦扭矩并能够低成本地得以实现。特别应该说明一种具有电动机驱动的工具的清洁设备，其电动机可靠地防止了通过过载而造成的损害。

该目的首先通过一种具有权利要求1中说明的特征的滑动联轴器而实现。就清洁设备而言，该目的通过具有权利要求9中所说明的特征的清洁设备而达到。根据本发明的解决方案的优选的以及有利的设计方案在从属权利要求中给出。

根据本发明的滑动联轴器(过载保护联轴器)包括驱动部件、从动部件以及多个弹簧臂。各个弹簧臂或者与从动部件或者与驱动部件固定连接，其中各个弹簧臂的自由终端在第一种情况下贴近在驱动部件处或者在第二种情况下贴近在从动部件处。各个弹簧臂因此摩擦连接地支承在驱动部件或从动部件处。各个弹簧臂的自由终端具有形状配合区段，其中该驱动部件或该从动部件设有多个弹簧臂-传动侧面。根据本发明的滑动联轴器具有比弹簧臂多的弹簧臂-传动侧面，其中弹簧臂中的至少两个不同步地形状配合地贴在弹簧臂-传动侧面处，从而当其中一个弹簧臂由于过载而以其形状配合区段从其中一个弹簧臂-传动侧面滑脱时，与此同时另一个弹簧臂以其远离自身形状配合区段的臂区段摩擦地经滑动联轴器的连接面而滑动，该连接面在滑动联轴器的旋转方向上设置在另一个弹簧臂-传动侧面之前。

通过根据本发明的解决方案实现了滑动扭矩(摩擦扭矩)的增大，而不会就此升高通过弹簧臂在弹簧臂-传动侧面上的形状配合而引起的起动扭矩。本发明带来的好处在于，在相应实施的滑动联轴器中能够使滑动扭矩和起动扭矩彼此之间几乎不相关地得以调整。特别能够通过改变弹簧臂的数量、通过改变在各个弹簧臂的自由终端处构造的形状配合区段的形状和/或通过改变弹簧臂-传动侧面的形状来调整起动扭矩。特别通过增大或减小在弹簧臂和连接面(摩擦连接面)之间的有效摩擦接触面而能够几乎无关于起动扭矩地调整滑动扭矩(摩擦扭矩)，其中该摩擦接触面在滑动联轴器的旋转方向上设置在另一个弹簧臂-传动侧面之前。此外，也能够通过改变各个弹簧臂和/或所述连接面(摩擦连接面)之间的接触面的粗度来调整滑动扭矩。此外，也能够通过改变相应弹簧臂在所述连接面(摩擦连接面)上的挤压力来调整滑动扭矩。

此外，根据本发明的滑动联轴器仅需要相对较少数量的构件，由此能够节省制造成本以及装配成本。

根据本发明的滑动连轴器的一种有利的设计方案的特征在于，通过在滑动联轴器的旋转方向上或圆周方向上依次的凸轮状突起而定义弹簧臂-传动侧面。凸轮状突起能够就其形状而言非常灵活地实施并因此为了起动扭矩的调整以及滑动扭矩的调整提供了的最佳的可能性。就此而言，各个凸轮状突起优选具有两个不同程度倾斜的侧面，这两个侧面其中较大程度倾斜的侧面充当了弹簧臂-传动侧面。当在弹簧臂-传动侧面以及较大程度倾斜的侧面之间构造有高台(Plateau)时，这种设置就滑动扭矩的调整而言特别具有好处。该高台优选构造为平面的或略微凹面的。

在根据本发明的滑动联轴器一种特别优选的设计方案中，该滑动联轴器具有偶数个弹簧臂，其中弹簧臂-传动侧面的数量是所述偶数个弹簧臂的1.5倍，并且其中在驱动部件的旋转中至少半数的弹簧臂并不与弹簧臂-传动侧面产生形状配合。通过这种配置，滑动扭矩以及起动扭矩彼此之间能够非常不相关地得以调整。优选地，根据本发明的滑动联轴器具有至少四个、特别优选至少六个或者至少八个弹簧臂。

为了在滑动联轴器装配紧凑的尺寸条件下，有效地提高其滑动扭矩，根据另一种优选的配置而设置，当其中一个弹簧臂以其形状配合区段形状配合地贴近在其中一个弹簧臂-传动侧面处时，在驱动部件或从动部件的圆周方向上后续的弹簧臂与剩余的弹簧臂-传动侧面脱离啮接。弹簧臂因此交替地产生制动扭矩以及起动扭矩，其中起动扭矩在过载的情况下间歇性地以短暂的旋转扭矩峰值的形式而出现，而在此之间的制动扭矩(滑动扭矩)则处于明显低于起动扭矩的水平上。

起动扭矩特别依赖于弹簧臂-传动侧面的形状以及各个弹簧臂对应于弹簧臂-传动侧面的形状配合区段的形状。优选地，以自由的弹簧臂终端的隆起、加厚或弯曲的形式而构造弹簧臂的形状配合区段。

根据本发明的滑动联轴器能够在大量机器或电动设备中使用，在这些机器或电动设备中由于不同原因而需要过载保护联轴器或滑动联轴器。这特别适用于电动机驱动的家用电器或清洁设备，例如地面清洁设备(特别是吸尘器)以及厨用搅拌机。

在电动机驱动的家用电器以及清洁设备中存在的困难在于，为了确保设备安全关闭，生成可调节的、在过载的情况下对于设备电子部件而言能够识别出的电动机耗电量。这一困难通过使用根据本发明的滑动联轴器而能够得以解决。因为根据本发明的滑动联轴器在过载的情况下具有升高的滑动扭矩(摩擦扭矩)的特征，由此得到了电子方面较好识别的电动机耗电量。

因此，本发明涉及一种家用电器或清洁设备，其具有电动机、根据本发明的滑动联轴器以及由电动机经滑动联轴器而驱动的工具，其中该设备根据一种有利的设计方案具有电子控制装置，该电子控制装置获知电动机的耗电量，将耗电量与预设的或者能够预设的耗电量极限值进行比较并且在超出预设的或者能够预设的极限值的情况下将电动机关闭。

附图说明

接下来根据实施例以及附图来进一步说明本发明。其中：

图1示出了在过载情况下常规的、形状配合的滑动联轴器的旋转扭矩延伸曲线；

图2以放大的摩擦部分示出了根据本发明的形状配合的滑动联轴器。

具体实施方式

图1示出了在过载情况下常规的形状配合的滑动联轴器(例如从DE 33 32 743中已知的联轴器)的旋转扭矩延伸曲线。这样的常规的、形状配合的滑动联轴器具有相对高的、精确的起动扭矩，但是却具有较低的滑动扭矩(摩擦扭矩)。形状配合的滑动联轴器在过载情况下交替地产生起动扭矩和制动扭矩，其中该起动扭矩间歇性地以短暂的旋转扭矩峰值的形式而出现，而在此之间滑动扭矩则处于明显较低的旋转扭矩水平上。

本发明的目的在于，提高形状配合的滑动联轴器的滑动扭矩，就此却将联轴器的起动扭矩保持为尽可能稳定的。这在图1中通过虚线L表示出。通过提高滑动扭矩，生成了对于电子控制装置而言能够很好识别出的、驱动了形状配合的滑动联轴器的电动机的耗电量。

在图2中示出的滑动联轴器包括外轮毂形式的驱动部件1、以内轮毂(该内轮毂与轴2.1旋转固定地连接)形式的从动部件2以及多个弹簧臂3，这些弹簧臂与内轮毂固定地连接。这些弹簧臂3基本相互一致地构造。各个弹簧臂3分别具有例如加厚的连接区段或者底部3.1，该连接区段或底部材料接合地和/或力配合地(例如借助于螺栓(未示出))与从动部件或内轮毂2连接。替代性地，能够使各个弹簧臂3也与轮毂2一起构造为一件式的。弹簧臂3或其连接区段3.1均匀地沿着轮毂2的圆周而分布设置。

在连接区段或底部3.1处一件式地连接有弹簧弹性的臂区段3.2。弹簧臂3的自由终端具有形状配合区段3.3。形状配合区段3.3以隆起的形式而构造。替代性地，形状配合区段3.3也能够以弹簧臂3的自由终端的加厚或弯曲的形式而构造。所述加厚、弯曲或隆起3.3分别指向外部或外轮毂1的方向或者向这个方向突出。弹簧臂3分别这样确定尺寸以及成型，即，这些弹簧臂以其自由终端和/或另一个区段弹性张紧地挤压环形驱动部件或轮毂1的内侧1.1。如图2中所示出的，弹簧臂3能够这样确定尺寸，即，使其自由的、具有形状配合区段3.3的终端与相邻的弹簧臂的底部或连接区段3.1重叠。

驱动部件1具有多个凸轮状突起或者凸轮1.2，这些凸轮均匀地沿着驱动部件1的内圆周而分布设置并且定义了弹簧臂-传动侧面1.21。各个凸轮状突起1.2具有两个不同程度倾斜的侧面1.21、1.22，这两个侧面其中较大程度倾斜的侧面1.21充当了弹簧臂-传动侧面。能够由该弹簧臂-传动侧面1.21形状配合地卡住各个弹簧臂3的形状配合区段3.3。

在弹簧臂-传动侧面1.21以及较小程度倾斜的侧面1.22之间构造有高台1.23。弹簧臂-传动侧面1.21以及与其连接的凸轮状突起1.2的高台1.23构成了95°至140°的、优选100°至130°的范围内的角度。高台1.23可以是平面的或略微凹面的。在高台1.23实施为略微凹面的情况下，其弧形区段优选与轮毂1的圆周轮廓平行地延伸。如果高台1.23构造为平面，因此能够在必要情况下使该高台在较小程度倾斜的侧壁1.22的方向上也具有较小的坡度。

弹簧臂-传动侧面1.21的数量大于弹簧臂3的数量。弹簧臂3以偶数个的数量而存在。在图2中，滑动联轴器具有八个弹簧臂3。不过，该滑动联轴器也可以具有例如四个、六个或十个弹簧臂3。弹簧臂-传动侧面1.21的数量优选分别为所述偶数个数的弹簧臂3的1.5倍。在图2中示出的实施例中，滑动联轴器因此具有十二个弹簧臂-传动侧面1.21或凸轮1.2。

在滑动联轴器的正常工作情况下，由弹簧臂-传动侧面1.21形状配合地卡住一半数量的弹簧臂3，而其余弹簧臂3则以远离于形状配合区段3.3的臂区段3.4并不形状配合地贴在环形轮毂1的内侧1.1或摩擦面处。

滑动联轴器的轮毂或驱动部件1的旋转方向在图2中通过箭头R而表示出。如果从动部件2受到阻碍或者受到强度制动，因此特别就驱动驱动部件1的电动机而言存在过载情况。

在图2中示出的滑动联轴器这样构造，即，在过载情况下出现三个摩擦区域I、II和III。在第一区域I中，凸轮状突起1.2在其中一个弹簧臂3的背侧上摩擦。这个摩擦产生了滑动扭矩(摩擦扭矩)，但是却并没有产生旋转扭矩最大值或起动扭矩。在该区域I中的所述摩擦对于滑动联轴器而言是有利的，因为这个摩擦在不提升起动扭矩的情况下使其滑动扭矩升高。

在第二区域II中，相应弹簧臂3的顶端或形状配合区段3.3在凸轮状突起1.2的高台1.23上摩擦。弹簧臂3的形状配合区段或顶端3.3贴在高台1.23上。弹簧臂3就此相对于其另外可能的位置而言最大限度地偏转。这产生了导致最大滑动扭矩的最大的摩擦力。这种类型的摩擦力是非常有利的。

在第三区域III中，相应弹簧臂3的顶端或形状配合区段3.3处在相反于联轴器的转动方向而倾斜的侧面1.22上。弹簧臂3在联轴器的继续转动过程中松开。由于倾斜的侧面1.22而使弹簧臂3在滑动联轴器轮廓上施加了推进力。在这个区域III中因此并不产生制动扭矩，而是驱动扭矩。该区域III是最小化的或者是尽量最小化的。

起动扭矩通过形状配合的精确性而得以调整，当弹簧臂3的形状配合区段3.3啮接凸轮状突起1.2的弹簧臂-传动侧面1.21时，产生了这种形状配合。

本发明的实施方式并不限制于图2中所示的实施例。例如也能够使内轮毂2或轴2.1作为驱动部件来使用并且使外轮毂1作为从动部件来使用，不过其中轴2.1或内轮毂2因此相反于图2中通过箭头R所示出的旋转方向而转动。

根据本发明的滑动联轴器能够有利地用于电机驱动的家用电器或清洁设备中，特别是电动地毯刷中。

Claims (12)

1.一种滑动联轴器，所述滑动联轴器具有驱动部件(1)、从动部件(2)和多个弹簧臂(3)，其中，或者使每个所述弹簧臂(3)与所述从动部件(2)固定连接并以自身的自由终端贴近所述驱动部件(1)；或者使每个所述弹簧臂与所述驱动部件(1)固定连接并以自身的自由终端贴近所述从动部件(2)，其中各个所述弹簧臂(3)的自由终端具有形状配合区段(3.3)，并且其中所述驱动部件(1)或者所述从动部件具有多个弹簧臂-传动侧面(1.21)，其特征在于，存在比所述弹簧臂(3)更多的所述弹簧臂-传动侧面(1.21)，并且使其中至少两个所述弹簧臂(3)不同步地、形状配合地贴在弹簧臂-传动侧面(1.21)处，从而当其中一个所述弹簧臂(3)由于过载而以自身的形状配合区段(3.3)从其中一个所述弹簧臂-传动侧面(1.21)滑脱时，另一个所述弹簧臂(3)以自身的臂区段(3.4)摩擦地经所述滑动联轴器的高台(1.23)滑动，所述臂区段远离所述形状配合区段(3.3)，所述连接面在滑动联轴器的旋转方向(R)上设置在另一个所述弹簧臂-传动侧面(1.21)之前。

2.根据权利要求1所述的滑动联轴器，其特征在于，通过在所述滑动联轴器的旋转方向上依次的凸轮状突起(1.2)来定义所述弹簧臂-传动侧面(1.21)。

3.根据权利要求2所述的滑动联轴器，其特征在于，每个所述凸轮状突起(1.2)具有两个不同程度倾斜的侧面(1.21，1.22)，其中，这两个侧面其中较大程度倾斜的侧面(1.21)充当了弹簧臂-传动侧面。

4.根据权利要求3所述的滑动联轴器，其特征在于，在所述弹簧臂-传动侧面(1.21)与较小程度倾斜的侧面(1.22)之间构造有高台(1.23)。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的滑动联轴器，其特征在于，存在有偶数个所述弹簧臂(3)，其中所述弹簧臂-传动侧面(1.21)的个数是偶数个的所述弹簧臂(3)的数量的1.5倍，并且其中在所述驱动部件(1)的旋转中，至少半数的所述弹簧臂(3)并不与弹簧臂-传动侧面(1.21)产生形状配合。

6.根据权利要求1所述的滑动联轴器，其特征在于，所述弹簧臂(3)的数量至少为四个。

7.根据权利要求1所述的滑动联轴器，其特征在于，当其中一个所述弹簧臂(3)以自身的形状配合区段(3.3)形状配合地贴在其中一个所述弹簧臂-传动侧面(1.21)处时，在所述驱动部件(1)或所述从动部件(2)的圆周方向上后续的弹簧臂(3)与剩余的弹簧臂-传动侧面(1.21)脱离啮接。

8.根据权利要求1所述的滑动联轴器，其特征在于，以所述弹簧臂(3)的自由终端的隆起、加厚或弯曲的形式而构造所述形状配合区段(3.3)

9.一种家用电器，所述家用电器具有电动机、滑动联轴器以及由所述电动机经所述滑动联轴器而驱动的工具，其特征在于，所述滑动联轴器为根据权利要求1至8中任意一项所述的滑动联轴器。

10.根据权利要求9所述的家用电器，其特征在于，还具有电子控制装置，所述电子控制装置获知电动机的耗电量，将所述电动机的耗电量与预设的耗电量极限值进行比较，并且在超出预设的极限值的情况下关闭电动机。

11.一种清洁设备，所述清洁设备具有电动机、滑动联轴器以及由所述电动机经所述滑动联轴器而驱动的工具，其特征在于，所述滑动联轴器为根据权利要求1至8中任意一项所述的滑动联轴器。

12.根据权利要求11所述的清洁设备，其特征在于，还具有电子控制装置，所述电子控制装置获知电动机的耗电量，将所述电动机的耗电量与预设的耗电量极限值进行比较，并且在超出预设的极限值的情况下关闭电动机。