CN107787199B - 带有绕旋转轴线可旋转的清洁辊的清洁设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种清洁设备(1)、尤其地面清洁设备，其带有绕旋转轴线(x)可旋转的用于处理待清洁表面的清洁辊(2)，其中，清洁辊(2)至少部分被构造为具有内置的液体空间(4)的空心体(3)，其中，空心体(3)具有至少一个用于使液体从液体空间(4)中排出的空心体开口(5、10)。为了提供一种清洁设备，其中液体仅在确定的条件下从液体空间输送至空心体的表面，规定为，为空心体开口(5)配置了力控式自动工作的阀元件(6)，所述阀元件能够根据基于清洁辊(2)的旋转而作用在阀元件(6)上的离心力的量而移动至封闭空心体开口(5)的关闭位置和/或移动至释放空心体开口(5)的打开位置，其中，阀元件(6)设计为，在清洁辊(2)的第一转速(n1)时，允许液体从液体空间(4)排出，并且在旋转速度增加时自达到比第一转速(n1)更高的第二转速(n2)起阻止液体的排出。

Description

带有绕旋转轴线可旋转的清洁辊的清洁设备
技术领域
本发明涉及一种清洁设备、尤其地面清洁设备，其带有绕旋转轴线可旋转的用于处理待清洁表面的清洁辊，其中，清洁辊至少部分被构造为具有内置的液体空间的空心体，其中，空心体具有至少一个用于使液体从液体空间中排出的空心体开口。
现有技术
上述类型的清洁设备在现有技术中是已知的。例如文献DE 20 2007 017 026 U1公开了一种具有构造为擦拭辊的清洁辊的地面清洁设备，所述擦拭辊从内部供给清洁液体。为此，清洁辊具有可透液的空心体。该空心体为了润湿自外部安设在清洁辊上的清洁巾而设有开口，所述开口例如呈孔隙、狭缝、穿孔等形式。清洁巾和/或必要时布置在空心体与清洁巾之间的海绵体具有构造为具有吸收能力，从而通过开口持续地从空心体吸收液体。通过清洁设备在待清洁表面上移动期间的按压压力，将液体从清洁巾或海绵体传递至待清洁表面。
在此的弊端在于，始终从清洁辊的液体空间将液体排放至空心体的表面，也即还排放至清洁巾和/或海绵体。因此不仅当清洁辊恰好不被用于清洁过程而是例如仅仅在被输送时，而且始终在清洁辊旋转时，均排放液体。因此不能有目的地减少排放的液体量，尤其是在增加转速的情况下。
发明内容
因此本发明所要解决的技术问题在于，提供一种清洁设备，其中，液体仅在确定的条件下从液体空间输送至空心体的表面。在此尤其在清洁辊的转速提高的情况下应该不易出现更高的液体排放。相反，即使在转速提高的情况下应该也能降低液体排放。
为了解决所述技术问题本发明规定，为空心体开口配置了力控式(kraftabhaengig)自动工作的阀元件，所述阀元件能够根据基于清洁辊的旋转而作用在阀元件上的离心力的量而移动至封闭空心体开口的关闭位置和/或移动至释放空心体开口的打开位置，其中，阀元件设计为，在清洁辊的第一转速时，允许液体从液体空间排出，并且在旋转速度增加时自达到比第一转速更高的第二转速起阻止液体的排出。
通过根据本发明的设计方式，在清洁辊的转速提高时不易导致更多的液体从液体空间排出。相反，空心体开口根据转速还被重新封闭。由此能够有目的地提供受限的转速范围，在所述转速范围内将液体、尤其以确定的量从液体空间排放。该转速范围由第一转速和第二转速限定。阀元件在此利用当清洁辊旋转时作用在阀元件上的离心力这样在空心体上布置和构造，使得空心体开口在低于规定转速旋转时打开，并且在转速增加时从达到该转速起借助阀元件封闭。
尤其规定，为阀元件配置了复位元件、尤其弹簧，和/或阀元件构造为复位元件，其中，复位元件的复位力克服离心力朝打开位置的方向作用。根据本发明，液体是否从液体空间排放至空心体的表面，取决于作用在阀元件上的离心力和复位元件的复位力。在此所基于的认识在于，在清洁辊旋转时，与转速相关的离心力不仅作用在阀元件上而且还作用在顶着阀元件发挥作用的液体上。一旦离心力超过复位元件的复位力，则阀元件关闭空心体开口，从而不能再使液体通过空心体开口排出。在此，作用在阀元件上的离心力取决于所施加的液体的质量、阀元件的质量、液体或阀元件相对于清洁辊的旋转轴线的距离和清洁辊的转速。在达到由清洁辊和液体的参数规定的离心力时，空心体开口被阀元件阻断。在此，阀元件从打开位置至关闭位置移动。在基本上恒定的参数的情况下，阀元件从打开位置至关闭位置的移动和反之从关闭位置至打开位置的移动仅取决于清洁辊的转速。在此将第二转速规定为最小转速，在达到所述最小转速时阀元件移动至关闭位置并且由此阻止液体从液体空间中排出。原则上还可以为所有或者仅为确定的空心体开口配置这种阀元件。推荐的是，液体空间内部的液体量保持恒定，也就是说在液体从液体空间中排放时补充相应的液体量。如果(尚)未达到规定的第二转速，也即清洁辊以较低的转速旋转，液体就能够从液体空间达到空心体的表面。由此可以通过清洁辊的转速调节有目的地控制液体何时从液体空间中排出，何时不从液体空间中排出。
在清洁设备的单纯的运输过程中(此时清洁辊基本上不发生旋转，尤其不主动旋转)，同样能够避免液体从液体空间中的排出，其方式为，空心体开口具有确定的直径，所述直径在清洁辊的停止状态下或极小转速(停止转速)下不允许液体从液体空间中排出。然而，在清洁过程期间所使用的转速高于停止转速，从而使液体能够从液体空间中排出，只要转速不同时也超过所规定更高的第二转速即可，从第二转速开始，阀元件重新阻断空心体开口并且由此阻止液体的排出。
为阀元件所配置的复位元件可有利地是弹簧。然而作为备选，阀元件本身也可以构造为复位元件。具有发明意义的在于，复位元件的复位力克服离心力朝打开位置的方向作用。如果复位元件相对于阀元件独立地构造，复位元件则例如能够构造为独立的压力弹簧、拉力弹簧、旋转弹簧或类似形式。然而作为备选，阀元件本身也可以构造为复位元件，其中，阀元件例如由弹性材料制成，所述弹性材料基于离心力至少部分变形和/或移动。例如阀元件还可以具有薄膜铰链。
根据规定，阀元件具有至少一个可摆动地布置在空心体上的封闭元件。该可摆动地布置的封闭元件可以是可摆动的阀瓣，所述阀瓣布置在空心体的限制空心体开口的边缘区域上。阀瓣优选处于清洁辊的液体空间内部。阀元件可以要么具有仅一个可摆动地布置的封闭元件、也即例如仅一个阀瓣，要么具有多个封闭元件。一个封闭元件或多个封闭元件在此能够相对于空心体的表面向径向内部或径向外部错移，从而使封闭元件与空心体的外侧面或内侧面齐平地结束。可摆动的封闭元件此外还可以要么是独立的、固定在空心体上的封闭元件，要么与空心体集成式构造，例如构造为薄膜铰链、空心体的弹性的边缘区域或类似部件。
此外还可以规定，阀元件具有可线性运动、尤其可可滑动地布置在空心体上的封闭元件。封闭元件在阀元件的打开位置中在空心体内部与空心体开口间隔地布置，并且可以通过垂直于空心体开口的平面指向的运动向空心体开口导引。尤其规定，封闭元件布置在复位元件、尤其弹簧的自由的端部区域上，该弹簧的复位力相对于空心体开口的平面发挥作用。在达到离心力的确定值时，封闭元件由此克服复位元件的复位力朝空心体开口导引，从而借助封闭元件封闭空心体开口。
此外规定，封闭元件是至少部分能移入空心体开口中的堵塞元件。该堵塞元件由此不仅自外部封闭空心体开口，而且还至少部分移入空心体开口中，从而实现堵塞元件与空心体之间流体密封的连接。该堵塞元件如上所述有利地与复位元件相连，并且可以基于此外与该堵塞元件的质量相关的离心力从打开位置移动至关闭位置。
尤其规定，空心体开口和封闭元件相互形状适配地构造。在此，尤其可以在堵塞元件与空心体相连的情况下特别有利地实现软木塞在瓶颈上的作用方式。在此尤其推荐，堵塞元件至少部分由柔性材料制成，从而实现理想的密封效果。
此外还规定，通过在作用于液体的毛细力与作用于液体的离心力之间的力平衡确定了第一转速，在所述第一转速下液体能够通过空心体开口排出。低于由所述力平衡所确定的第一转速，阻止液体通过空心体开口排出，相较而言，自最小转速起能实现液体的排出。由此清洁辊必须首先达到第一转速，由此实现液体的排出。在此所基于的认识在于，处于液体空间中的液体一方面受到毛细力的作用，并且另一方面——在清洁辊旋转时——受到离心力的作用。毛细力发挥作用，使得处于液体空间中的液体在确定的条件下在构造为毛细管的空心体开口中上升，并且由此能够到达空心体的表面。该效果通过液体的表面张力和液体与空心体开口的内壁之间的界面张力引发。对于使表面的材料润湿的液体而言，所述液体在毛细管的内部上升并且在此构成内凹的界面(弯液面)。相对应地，还存在液体-表面组合，其中，液体不润湿表面。在此情况下，毛细管中的液体构成外凸的表面，并且毛细力与离心力相反作用。离心力沿径向自旋转轴线向外作用，也即朝空心体开口的方向作用，从而使液体能够根据毛细力与离心力的力比值从液体空间排放至表面。
尤其规定，空心体开口的内壁由疏水地构成。在使用水时，空心体的疏水材料不被润湿，从而使毛细力和离心力朝向相反的方向，因此根据毛细力与离心力之间的力平衡能够计算出作为最小转速的第一转速，该第一转速是为了使离心力超过沿径向向内作用的毛细力并且进而使液体能够从液体空间到达空心体的表面所必需的。疏水材料可以是例如PTFE(聚四氟乙烯)、蜂蜡、石蜡等。在此，空心体可以要么本身至少在空心体开口的区域中由疏水材料制成，要么利用疏水材料覆层。空心体的疏水性质导致开孔内部的水相对于空心体开口的内壁具有大于90°的接触角，从而使毛细力朝向液体空间的方向并且由此抵消离心力的作用。由此可以出现前述在毛细力与离心力之间的力平衡。为了实现毛细作用，空心体开口优选具有0.5μm至2mm的直径。该直径足够小以使处于液体空间内部的液体不会单纯基于重力原因就通过空心体开口从液体空间排出。此外，具有这样直径的开孔具有足够强大的毛细力，也就是说在空心体开口内部的液体的足够的上升高度，以便实现根据本发明的工作原理。
根据本发明的一种设计方式，清洁辊具有至少两个具备相互不同直径的空心体开口。在此，具备第一直径的空心体开口对应于一个确定用于排出液体的最小转速，并且具备不同于第一直径的第二直径的空心体开口对应于另一最小转速。由此例如具有第一直径的空心体开口首先被阻断，并且只有达到第一转速时才被释放以排出液体。由此实现了具有不同直径的两组或多组空心体开口，所述空心体开口取决于转速地只有在确定的转速下才允许水排出，只要该转速低于根据本发明规定的第二转速即可，所述第二转速决定了借助阀元件对空心体开口的封闭。
尤其规定，清洁辊构造为，在达到第一转速时允许液体通过具有第一直径的第一空心体开口排出，并且在达到相较而言更高的第三转速时允许液体通过具有比第一空心体开口更小的直径的第二空心体开口排出，并且在达到第二转速时阻止液体通过第一空心体开口和/或第二空心体开口排出。通过该设计方式能够构造不同的转速区域，在所述转速区域中不同的空心体开口打开和/或关闭，并且在此允许或阻止不同量的液体从液体空间中排出。在此根据当前转速使一个或多个空心体开口基于离心力与毛细力之间的力比值和/或基于离心力与阀元件的复位力之间的力比值被打开或关闭。例如在不等于零的第一转速时，液体能够通过第一空心体开口排出。如果达到大于第一转速的第三转速，则具有与第一空心体开口相比较小直径的空心体开口基于离心力与毛细力之间的力平衡被打开。在达到与第三转速相比要么更大要么更小的第二转速时，空心体开口之一可以基于作用在阀元件上的离心力借助封闭元件被封闭。就此而言可以考虑多种空心体的不同构造方式，其中提供规定的转速区域，所述转速区域可选择地允许或不允许液体从液体空间排出。与现有技术相比，在此在转速变大时还不会自动提高排出的液体量。相反，根据本发明，在转速渐增时甚至还可以实现排出的液体量的降低。
附图说明
以下借助实施例更详尽地阐述本发明。在附图中：
图1示出根据本发明的清洁设备，
图2示出根据本发明的清洁辊的拆解图，
图3示出具有定义的参数的清洁辊的横截面视图。
具体实施方式
首先根据图1示出和描述清洁设备1，该清洁设备呈用于待清洁表面的湿式清洁的湿式清洁设备的形式。清洁设备1具有附件设备11，所述附件设备在清洁过程中与待清洁表面接触。附件设备11在此具有两个清洁辊2，所述清洁辊能够从内部被加载液体。为此，附加设备1具有储罐(未示出)，所述储罐能够通过填充口被加载液体。液体通过液体管路从储罐到达清洁辊2。
清洁设备1通过两个清洁辊2支承在待清洁表面上。清洁辊2横向于清洁设备1的正常行进方向r延伸，所述正常的行进方向r由清洁设备1的使用者的作业运动导致，也就是说总体上交替往复，必要时通过略微变换改为下一个清洁轨迹。清洁辊2在清洁设备1的横向于行进方向r的几乎整个宽度上延伸。根据所示布置，在清洁设备1运动时沿行进方向r前后分别将一个清洁辊2布置在附件设备11上。清洁辊2能够通过电动机(未示出)被驱动，也就是说能够绕旋转轴线x旋转。
在清洁设备1处于正常行进过程中而无需处理待清洁表面时，清洁辊2被动地或者说无源地驱动。更确切地说，仅由于与待清洁表面的摩擦配合就形成了清洁辊2的被动旋转。相反，在借助清洁辊2对表面的清洁过程中和/或在清洁辊2的自清洁过程中，清洁辊2借助电动机主动地旋转。在清洁过程中，沿清洁辊2与待清洁表面之间的接触线出现擦洗边缘。该擦洗边缘通过擦拭边缘相对于表面的运动实施对该表面的清洁，由此将污垢去除。为了进行湿式清洁而向清洁辊2供给液体6。所述液体有利地是水，必要时也可以额外地设有清洁剂。
图2示出清洁辊2的细节图。清洁辊2在此就其不同的外罩被拆解示出。清洁辊2基本上被构成为端侧封闭的圆柱形空心体3，其中，为清楚起见未示出端侧的封闭件。空心体3由硬质塑料材料制成，并且在此被涂覆疏水性材料、也即PTFE。空心体3构成为液体可透过的，为此空心体具有大量沿表面延伸、构成为毛细管的空心体开口5、10，在空心体3内部构造有同样圆柱形的液体空间4，所述液体空间用于容纳液体。通过空心体开口5、10，液体可以在确定的条件下从液体空间4到达空心体3的表面。空心体开口5、10具有内壁9，所述内壁同样被涂覆疏水性材料。
空心体3由被抗扭固定地布置在该空心体上的海绵体12包围。海绵体12被构造为开孔式并且具有暂时存储液体的性能。海绵体12被清洁巾13覆盖，清洁巾在此呈微纤维巾的形式。清洁巾13、海绵体12和空心体3抗扭固定地相互连接，并且能够共同绕旋转轴线x旋转。空心体3的液体空间4充当用于液体的存储器。该存储器通过上述储罐和软管管路被补充。一旦海绵体12和/或清洁巾13被加载液体，则海绵体和清洁巾就在通过由清洁设备1在待清洁表面上的移动所造成的压力下将液体释放至待清洁表面上。在此导致液体在清洁辊2的擦拭边缘的区域中的排出。液体在此从海绵体12和/或清洁巾13中挤出并且通过清洁巾13涂布至待清洁表面上。在清洁辊2沿清洁设备1的行进方向r继续旋转时，污垢从待清洁表面被去除并且传递至清洁巾13上。
图3示出构造为空心体3的清洁辊2的一种实施方式，所述清洁辊具有具备多个空心体开口5、10的空心体3。为了更清楚显示起见，仅示例性示出两个空心体开口5、10。空心体开口5具有的第一直径大于第二空心体开口10的直径。为第一空心体开口5配置了阀元件6，所述阀元件具有封闭元件7和复位元件8。阀元件6布置在空心体3内部，从而使封闭元件7能够从内部作用在空心体3的壁上并且封闭空心体开口5。阀元件6的封闭元件7在此构造为至少部分可移入空心体开口5中的堵塞元件，所述堵塞元件与空心体开口5的内壁9形状适配地构造。复位元件8在此构造为螺旋弹簧，所述螺旋弹簧将空心体3与封闭元件7相连。复位元件8具有复位力，所述复位力试图将封闭元件7与空心体开口5间隔开。也就是说，在清洁辊2的旋转状态下复位力反抗离心力。第二空心体开口10具有封闭元件7。
两个空心体开口5、10均构造为毛细管，从而使毛细力反抗(或反作用于)处于液体空间4内部的液体。毛细力相对于空心体3沿径向向内作用，因为空心体开口5的内壁疏水地构造。
根据图3的本发明如下工作，即，清洁设备2的使用者利用液体、在此为水填充清洁辊2。液体存储在空心体3的液体空间4中，并且在清洁辊2绕旋转轴线x旋转时共同旋转，从而基本上形成在空心体3内部的液体环。
如果使用者在清洁过程以外运输或移动清洁设备1，液体不能通过空心体开口5、10从空心体3排出，因为空心体3的、尤其空心体开口5、10的内壁4的疏水构造导致朝旋转轴线x方向的毛细力，所述毛细力抑制了液体在空心体开口5、10中的上升。此外，空心体开口5、10的直径尺寸设计较小，例如1毫米，从而使液体也不会基于重力而从空心体3中排出。
在清洁设备1的清洁过程期间，清洁辊2以转速n绕旋转轴线x旋转。如果转速n大于或等于由清洁辊2的参数规定的第一转速n1，则处于较大的空心体开口5之前的液体受到的离心力超过反向指向的毛细力，从而使液体能够通过空心体开口5从液体空间4到达空心体3的表面。与空心体开口5相比具有更小直径的空心体开口10相反则保持阻断液体的贯穿，因为此处的毛细力在此时间点还大于沿径向向外作用的离心力。如果清洁辊2的转速n继续增加，并且增加到第二转速n2，则阀元件6所受的离心力超过复位元件8的复位力，从而使阀元件6的封闭元件7克服复位力至少部分移入空心体开口5中，其中，封闭元件7形状适配地安置在空心体开口5的内壁9上，并且实现液体密封式连接。在对应于例如清洁辊2加速至正常的运行转速的该时间点，待清洁表面被涂布以后续的清洁过程所需的最佳量的液体。由此出发使清洁辊2进一步加速，也即加速至第三转速n3，在所述第三转速时作用于液体的离心力同样超过较小的空心体开口10中的毛细力，从而这时液体能够通过空心体开口10从液体空间4到达空心体3的表面。较大的空心体开口5相反则保持继续被封闭元件7封闭。如果清洁过程这时以至少如n3那么大的转速n继续进行，液体则能够持续地通过较大的空心体开口10到达待清洁表面。
如果希望在清洁过程期间以较大量的液体加载在待清洁表面上，则清洁辊2的转速n可以重新减低到对应于第一转速n1与第二转速n2之间的转速n的值，从而使较大的空心体开口5打开，并且较大量的液体能够通过空心体开口5排放。在清洁辊2的停止状态下，作用于液体的离心力基本上为0，从而使毛细力仅作用在处于液体空间4内部的液体上，所述毛细力有效阻止了从液体空间4的滴漏。
尽管图3仅示出了本发明的一个实施方案，显然还可以设置其他具有不同直径的空心体开口5、10。此外，还可以构造多种不同的阀元件6，所述阀元件的开关时间点不同，从而能够构造多种相互不同的转速范围。此外还可以考虑的是，在所示实施例中在借助封闭元件7封闭空心体开口5之前首先打开空心体开口10。
附图标记清单
1 清洁设备
2 清洁辊
3 空心体
4 液体空间
5 空心体开口
6 阀元件
7 封闭元件
8 复位元件
9 内壁
10 空心体开口
11 附件设备
12 海绵体
13 清洁巾
d 直径
n 转速
r 行进方向
x 旋转轴线

Claims (12)

1.一种清洁设备(1)，其带有绕旋转轴线(x)可旋转的用于处理待清洁表面的清洁辊(2)，其中，清洁辊(2)至少部分被构造为具有内置的液体空间(4)的空心体(3)，其中，空心体(3)具有至少一个用于使液体从液体空间(4)中排出的空心体开口(5、10)，其特征在于，为空心体开口(5)配置了力控式自动工作的阀元件(6)，所述阀元件能够根据基于清洁辊(2)的旋转而作用在阀元件(6)上的离心力的量而移动至封闭空心体开口(5)的关闭位置和/或移动至释放空心体开口(5)的打开位置，其中，阀元件(6)设计为，在清洁辊(2)的第一转速(n1)时，允许液体从液体空间(4)排出，并且在旋转速度增加时自达到比第一转速(n1)更高的第二转速(n2)起阻止液体的排出，其中第一转速(n1)通过作用于液体的毛细力和作用于液体的离心力之间的力平衡确定，其中由第一转速(n1)和第二转速(n2)限定出将液体从液体空间(4)排放出的转速范围。
2.根据权利要求1所述的清洁设备(1)，其特征在于，为阀元件(6)配置了复位元件(8)，其中，复位元件(8)的复位力克服离心力朝打开位置的方向作用。
3.根据权利要求1所述的清洁设备(1)，其特征在于，阀元件(6)构造为复位元件(8)，其中，复位元件(8)的复位力克服离心力朝打开位置的方向作用。
4.根据权利要求1至3之一所述的清洁设备(1)，其特征在于，阀元件(6)具有至少一个可摆动地布置在空心体(3)上的封闭元件(7)。
5.根据权利要求1所述的清洁设备(1)，其特征在于，阀元件(6)具有可线性运动布置在空心体(3)上的封闭元件(7)。
6.根据权利要求4所述的清洁设备(1)，其特征在于，封闭元件(7)是至少部分能移入空心体开口(5)中的堵塞元件。
7.根据权利要求5所述的清洁设备(1)，其特征在于，封闭元件(7)是至少部分能移入空心体开口(5)中的堵塞元件。
8.根据权利要求4所述的清洁设备(1)，其特征在于，空心体开口(5)和封闭元件(7)相互形状适配地构造。
9.根据权利要求5至7中任一项所述的清洁设备(1)，其特征在于，空心体开口(5)和封闭元件(7)相互形状适配地构造。
10.根据权利要求1所述的清洁设备(1)，其特征在于，空心体开口(5)的内壁(9)疏水地构造。
11.根据权利要求1所述的清洁设备(1)，其特征在于，清洁辊(2)具有至少两个具备相互不同直径(d)的空心体开口(5、10)。
12.根据权利要求1所述的清洁设备(1)，其特征在于，所述空心体开口(5、10)包括具有第一直径(d1)的第一空心体开口(5)和具有比第一空心体开口(5)更小的直径(d2)的第二空心体开口(10)，并且清洁辊(2)构造为，在达到第一转速(n1)时允许液体通过第一空心体开口(5)排出，并且在达到与第一转速相比更高的第三转速(n3)时允许液体通过第二空心体开口(10)排出，并且在达到第二转速(n2)时阻止液体通过第一空心体开口(5)和/或第二空心体开口(10)排出。
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