DE102015102610A1 - Brush roller for a floor cleaning device - Google Patents
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Abstract
Eine Bürstenwalze (10) für ein Bodenreinigungsgerät, wobei die Bürstenwalze einen Walzenkörper (20) mit der Länge L und dem Durchmesser D sowie weiterhin aus dem Walzenkörper (20) herausragende Borsten (30) umfasst. Der Walzenkörper (20) ist aus einem Verbundwerkstoff mit einem Matrixmaterial und einem in dem Matrixmaterial eingebetteten Verstärkungsmaterial (40) gefertigt und der Walzenkörper ist zumindest teilweise mit einer polymeren Schutzschicht (50) überzogen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Bodenreinigungsgerät mit einer erfindungsgemäßen Bürstenwalze.A brush roller (10) for a floor cleaning device, wherein the brush roller comprises a roller body (20) with the length L and the diameter D and further from the roller body (20) projecting bristles (30). The roller body (20) is made of a composite material with a matrix material and a reinforcing material (40) embedded in the matrix material, and the roller body is at least partially coated with a polymeric protective layer (50). The invention further relates to a floor cleaning device with a brush roller according to the invention.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bürstenwalze für ein Bodenreinigungsgerät. Sie betrifft weiterhin ein Bodenreinigungsgerät mit einer erfindungsgemäßen Bürstenwalze.The present invention relates to a brush roller for a floor cleaning appliance. It further relates to a floor cleaning device with a brush roller according to the invention.
Die allgemeine Funktionsweise von Staubsaugern ist bekannt. Ein Staubsauger weist ein Saugwerk auf, das Luft ansaugt. Das Saugwerk ist dabei über einen Schlauch mit einem Saugrohr verbunden. Das Saugrohr steht mit einem Saugkopf in Verbindung, der eine für den Einsatzzweck geeignete Konstruktion aufweist.The general functioning of vacuum cleaners is known. A vacuum cleaner has a suction unit that sucks in air. The suction unit is connected via a hose with a suction tube. The suction tube communicates with a suction head having a construction suitable for the purpose.
Beim Reinigen insbesondere ebener Flächen werden neben passiven Düsen auch aktive Saugköpfe eingesetzt. Diese weisen elektrisch angetriebene Bürsten auf, die Reinigungseffekt im Zusammenwirken mit der Saugwirkung des Staubsaugers verbessern.When cleaning especially flat surfaces, active suction heads are used in addition to passive nozzles. These have electrically driven brushes that improve the cleaning effect in conjunction with the suction effect of the vacuum cleaner.
So offenbart
Weitere Beispiele für Staubsauger mit Bürstenwalzen finden sich in
Gemäß
Obwohl eine Vielzahl von Saugköpfen bekannt ist, wurden verschiedene Probleme nur unzureichend gelöst. Es wäre wünschenswert, wenn Staubsauger und insbesondere das den zu reinigenden Boden kontaktierende Vorsatzgerät kleiner und leichter gebaut werden könnten. Um hohe Staubaufnahmewerte zu erzielen, ist ein möglichst schmaler Saugmund wünschenswert. Je schmaler ein Saugmund ist, desto schmaler sollte auch der Bürstengrundkörper der Bürstenwalze ausgeführt sein.Although a variety of suction heads are known, various problems have been solved inadequately. It would be desirable if vacuum cleaners and in particular the attachment contacting the ground to be cleaned could be made smaller and lighter. In order to achieve high dust absorption values, the narrowest possible suction mouth is desirable. The narrower a suction mouth, the narrower the brush body of the brush roller should be made.
Längere Borsten an der Bürstenwalze erzielen bessere Reinigungsergebnisse, insbesondere eine bessere Staubaufnahme aus Teppichen und eine bessere frontale Abbürstung. Je dünner der Grundkörper der Bürstenwalze ist, desto länger können mit den durch die Bauteilabmessungen des Staubsaugers vorgegebenen räumlichen Abmessungen die Borsten ausgeführt werden.Longer bristles on the brush roll provide better cleaning results, especially better carpet dust pickup and better frontal brushing. The thinner the main body of the brush roller, the longer it is possible to carry out the bristles with the spatial dimensions predetermined by the component dimensions of the vacuum cleaner.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Nachteile im Stand der Technik zumindest teilweise zu überwinden. Insbesondere hat sie sich die Aufgabe gestellt, eine Bürstenwalze bereitzustellen, deren Walzenkörper einen geringeren Durchmesser beziehungsweise ein höheres Verhältnis von Länge zu Durchmesser als bei bisherigen Bürstenwalzen aufweist.The object of the present invention has been at least partially overcome the disadvantages of the prior art. In particular, it has set itself the task of providing a brush roller whose roller body has a smaller diameter or a higher ratio of length to diameter than in previous brush rollers.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Bürstenwalze mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Bodenreinigungsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by a brush roller with the features of claim 1 and a floor cleaning device having the features of claim 9. Preferred developments are specified in the dependent claims.
Erfindungsgemäß vorgeschlagen wird eine Bürstenwalze für ein Bodenreinigungsgerät, wobei die Bürstenwalze einen Walzenkörper mit der Länge L und dem Durchmesser D sowie weiterhin aus dem Walzenkörper herausragende Borsten umfasst (wobei gemäß einer Ausführungsform das Verhältnis L:D des Walzenkörpers ≥ 10:1 bis ≤ 40:1 beträgt), der Walzenkörper aus einem Verbundwerkstoff mit einem Matrixmaterial und einem in dem Matrixmaterial eingebetteten Verstärkungsmaterial gefertigt ist und der Walzenkörper zumindest teilweise mit einer polymeren Schutzschicht überzogen ist.According to the invention, a brush roller is proposed for a floor cleaning appliance, wherein the brush roller comprises a roller body with the length L and the diameter D and furthermore bristles protruding from the roller body (wherein, according to one embodiment, the ratio L: D of the roller body is ≥ 10: 1 to ≤ 40: 1), the roll body is made of a composite material having a matrix material and a reinforcing material embedded in the matrix material, and the roll body is at least partially coated with a polymeric protective layer.
Durch den Einsatz des Verbundwerkstoffs kann insbesondere die Biegesteifigkeit des Walzenkörpers erhöht werden. Dieses wiederum erlaubt die Konstruktion von dünneren Walzenkörpern und somit schmaleren Saugmündern oder Walzen mit längeren Borsten.By using the composite material, in particular the bending stiffness of the roll body can be increased. This in turn allows the construction of thinner roll bodies and thus narrower suction mouths or rolls with longer bristles.
Allerdings können Walzenkörper aus Verbundwerkstoffen dazu neigen, bei Bohrungen, wie sie für die Fixierung der Borsten nötig sind, auszufransen. Dieses mindert die Wertanmutung und kann zu Hautverletzungen durch winzige Splitter des Verstärkungsmaterials führen. Die Fixierung der Borsten erfolgt in der Regel mittels Tuften oder durch Verklebung.However, composite composite roll bodies may tend to be fringed in the holes needed to fix the bristles. This diminishes the sense of value and can lead to skin injuries through tiny splinters of the reinforcing material. The fixation of the bristles is usually done by tufts or by gluing.
Um dieses zu verhindern, wird erfindungsgemäß der Walzenkörper zumindest teilweise mit einer polymeren Schutzschicht überzogen. Es ist äußerst zweckmäßig, wenn der Walzenkörper zumindest an den Stellen, an denen zur Fixierung der Borsten gebohrt werden muss, mit der Schutzschicht überzogen ist. To prevent this, according to the invention the roll body is at least partially coated with a polymeric protective layer. It is extremely expedient if the roller body is coated with the protective layer at least at the locations where the bristles must be drilled for fixing.
Selbstverständlich sind die Borsten nicht zwischen Walzenkörper und Schutzschicht eingefangen, sondern ragen auch aus der Schutzschicht hinaus. Bevorzugt ist die Schutzschicht verstärkungsmaterialfrei ausgebildet.Of course, the bristles are not trapped between the roll body and the protective layer, but also protrude out of the protective layer. Preferably, the protective layer is formed free of reinforcing material.
Die Schutzschicht kann beispielsweise durch Aufsprühen, Tauchlackierung oder mittels Curtain Coating aufgetragen werden. Ebenso ist es denkbar, die Schutzschicht auf den Walzenkörper aufzuwickeln, aufzuextrudieren oder in der Herstellung des Walzenkörpers ein Coextrusionsverfahren anzuwenden. Eine weitere Möglichkeit ist, die Schutzschicht in Form eines Schrumpfschlauchs auf den Walzenkörper aufzuschrumpfen.The protective layer can be applied, for example, by spraying, dip coating or curtain coating. Likewise, it is conceivable to wind the protective layer onto the roll body, to extrude it, or to use a coextrusion process in the production of the roll body. Another possibility is to shrink the protective layer in the form of a shrink tube on the roll body.
Die Dicke der Schutzschicht kann beispielsweise ≥ 0.1 mm bis ≤ 1 mm betragen.The thickness of the protective layer can be, for example, 0.1 mm to ≦ 1 mm.
Am Walzenkörper können Zusatzteile, die eventuell benötigte konstruktive Zusatzelemente abbilden, durch Pressen, Schweißen, Kleben oder durch formschlüssige Verbindungen aufgebracht werden. Das Aufbringen von Zusatzelementen, bevorzugt an den Enden des Walzenkörpers, kann Funktionselemente an dem Walzenkörper erforderlich machen. Solche Funktionselemente können Bohrungen, Schlüsselflächen oder vorzugsweise wendelförmige Nuten sein. In bevorzugter Ausführung werden diese im Kontext des Pultrusionsprozesses eingeführt, zum Beispiel während erhaltene Endlosstäbe zu Walzenkörpern abgelängt werden. Führt man dieses mit einem Formdrehmeißel durch, so können in demselben Arbeitsgang zur Bürstenachse rotationssymmetrische Funktionselemente wie Nuten eingebracht werden. Die Zusatzelemente können verwendet werden, um Elemente der Bürstenlagerung oder des Bürstenwechsels in den Bürstenkörper einzuklemmen, wie zum Beispiel Kugellager, Miniaturkugellager, Buchsen oder Kalotten für Gleitlager.On the roll body additional parts that can be used to map any required additional structural elements can be applied by pressing, welding, gluing or by positive connections. The application of additional elements, preferably at the ends of the roller body, may require functional elements on the roller body. Such functional elements may be bores, key surfaces or preferably helical grooves. In a preferred embodiment, these are introduced in the context of the pultrusion process, for example, while obtained endless rods are cut to roll bodies. If this is carried out with a shaping turning tool, rotationally symmetrical functional elements such as grooves can be introduced in the same operation to the brush axis. The additional elements can be used to clamp elements of the brush support or the brush change in the brush body, such as ball bearings, miniature ball bearings, sleeves or bushings for plain bearings.
Ausführungsformen und weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend geschildert. Sie können beliebig miteinander kombiniert werden, sofern sich aus dem Kontext nicht eindeutig das Gegenteil ergibt.Embodiments and other aspects of the present invention are described below. They can be combined with each other as long as the opposite does not result from the context.
In einer Ausführungsform der Bürstenwalze ist das Matrixmaterial ein Polyurethanharz, ein Epoxyharz, ein Polyesterharz oder ein thermoplastisches Polymer. Bevorzugte Thermoplaste sind Polyamid oder Polypropylen.In one embodiment of the brush roll, the matrix material is a polyurethane resin, an epoxy resin, a polyester resin or a thermoplastic polymer. Preferred thermoplastics are polyamide or polypropylene.
In einer weiteren Ausführungsform der Bürstenwalze ist das Verstärkungsmaterial ausgewählt aus Glaskugeln, Glasfasern, Kohlefasern oder Aramidfasern.In a further embodiment of the brush roller, the reinforcing material is selected from glass beads, glass fibers, carbon fibers or aramid fibers.
In einer weiteren Ausführungsform der Bürstenwalze umfasst die polymere Schutzschicht ein Polyolefin oder Polyurethan.In a further embodiment of the brush roller, the polymeric protective layer comprises a polyolefin or polyurethane.
In einer weiteren Ausführungsform der Bürstenwalze ist der Walzenkörper ein Spritzgusskörper mit faserförmigem Verstärkungsmaterial einer durchschnittlichen Faserlänge von ≥ 0.1 mm bis ≤ 2 mm und/oder einer durchschnittlichen Faserlänge von ≥ 8 mm bis ≤ 12 mm. Fasern mit einer durchschnittlichen Faserlänge von ≥ 0.1 mm bis ≤ 2 mm werden auch als Kurzfasern bezeichnet. Vorzugsweise liegt die Länge im Bereich von ≥ 0.5 mm bis ≤ 1.5 mm. Im Gegensatz dazu werden Fasern mit einer durchschnittlichen Faserlänge von ≥ 8 mm bis ≤ 12 mm, vorzugsweise ≥ 9 mm bis ≤ 11 mm, als Langfasern bezeichnet. Insbesondere eignen sich Glasfasern für ein Spritzgussverfahren. Der Anteil des faserförmigen Verstärkungsmaterials kann hier in einem Bereich von ≥ 20 Gewichts-% bis ≤ 70 Gewichts-% liegen.In a further embodiment of the brush roll, the roll body is an injection molded body with fibrous reinforcing material having an average fiber length of ≥ 0.1 mm to ≦ 2 mm and / or an average fiber length of ≥ 8 mm to ≦ 12 mm. Fibers with an average fiber length of ≥ 0.1 mm to ≤ 2 mm are also referred to as short fibers. The length is preferably in the range of ≥ 0.5 mm to ≦ 1.5 mm. In contrast, fibers with an average fiber length of ≥ 8 mm to ≤ 12 mm, preferably ≥ 9 mm to ≤ 11 mm, referred to as long fibers. In particular, glass fibers are suitable for an injection molding process. The proportion of the fibrous reinforcing material here can be in a range from ≥ 20% by weight to ≦ 70% by weight.
In einer weiteren Ausführungsform der Bürstenwalze ist der Walzenkörper ein Extrusionskörper mit faserförmigem Verstärkungsmaterial einer durchschnittlichen Faserlänge von ≥ 0.1 mm bis ≤ 2 mm. Vorzugsweise liegt die Länge der Fasern im Bereich von ≥ 0.5 mm bis ≤ 1.5 mm. Im Extrusionsverfahren kann der Anteil des faserförmigen Verstärkungsmaterials in einem Bereich von ≥ 5 Gewichts-% bis ≤ 30 Gewichts-% liegen. Auch hier sind Glasfasern das bevorzugte Verstärkungsmaterial.In a further embodiment of the brush roller, the roller body is an extrusion body with fibrous reinforcing material having an average fiber length of ≥ 0.1 mm to ≦ 2 mm. Preferably, the length of the fibers is in the range of ≥ 0.5 mm to ≤ 1.5 mm. In the extrusion process, the proportion of the fibrous reinforcing material may be in a range of ≥5% by weight to ≤30% by weight. Again, glass fibers are the preferred reinforcing material.
In einer weiteren Ausführungsform der Bürstenwalze ist der Walzenkörper ein Pultrusionskörper mit faserförmigem Verstärkungsmaterial. Beim Pultrusionsverfahren werden Endlosfaserbündel mit dem Matrixmaterial beschichtet, in einer Düse geformt und dann zum Werkstück ausgehärtet. Diese Endlosfasern verleihen dem Walzenkörper eine besonders hohe Festigkeit und Steifigkeit, insbesondere im Belastungsfall der Biegung, welcher für die Bürstenwalzen maßgeblich ist. Vorzugsweise ist das Matrixmaterial ein Epoxyharz oder Polyurethanharz. Thermoplastische Polymere wie Polypropylen könnten als Sonderverfahren auch eingesetzt werden. Der Anteil der Verstärkungsfasern kann hier in einem Bereich von ≥ 50 Gewichts-% bis ≤ 90 Gewichts-%, vorzugsweise ≥ 70 Gewichts-% bis ≤ 80 Gewichts-% liegen. Im Pultrusionsverfahren sind Glasfasern und Kohlefasern gleichermaßen bevorzugt einsetzbar.In a further embodiment of the brush roller, the roller body is a pultrusion body with fibrous reinforcing material. In the pultrusion process, endless fiber bundles are coated with the matrix material, shaped in a die and then cured to form the workpiece. This continuous fibers give the roll body a particularly high strength and rigidity, especially in the load case of the bend, which is decisive for the brush rollers. Preferably, the matrix material is an epoxy resin or polyurethane resin. Thermoplastic polymers such as polypropylene could also be used as special processes. The proportion of the reinforcing fibers here can be in a range from ≥ 50% by weight to ≦ 90% by weight, preferably ≥ 70% by weight to ≦ 80% by weight. In the pultrusion process, glass fibers and carbon fibers are equally preferably used.
Ein weiterer Vorteil des Pultrusionsverfahrens liegt darin, dass bei variabler Geometrie der Pultrusionsdüse, ähnlich einer Irisblende, an den Enden des Pultrusionskörpers Bereiche mit höherem Durchmesser oder auch nicht kreisrunde Bereiche erhalten werden können. Diese Bereiche können dann besonders günstig weitere konstruktive Funktionselemente enthalten. Ferner können diese Bereiche auch mit Borsten versehen werden.Another advantage of the pultrusion process is that with variable geometry of the pultrusion nozzle, similar to an iris diaphragm, there are areas at the ends of the pultrusion body Diameter or non-circular areas can be obtained. These areas can then contain other constructive functional elements particularly favorable. Furthermore, these areas can also be provided with bristles.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Bodenreinigungsgerät, umfassend einen Bearbeitungsmund zum Kontaktieren des zu reinigenden Bodens, wobei im Bearbeitungsmund eine durch einen Motor antreibbare Bürstenwalze angeordnet ist und wobei die Bürstenwalze eine erfindungsgemäße Bürstenwalze ist. Vorzugsweise ist der Bearbeitungsmund ein Saugmund.The present invention further relates to a floor cleaning appliance, comprising a processing mouth for contacting the floor to be cleaned, wherein a brush roller drivable by a motor is arranged in the processing mouth and wherein the brush roller is a brush roller according to the invention. Preferably, the processing mouth is a suction mouth.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen weiter beschrieben, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Es zeigen:The invention will be further described with reference to the following drawings without, however, being limited thereto. Show it:
Im Matrixmaterial des Walzenkörpers
Der Walzenkörper
Zur Herstellung der Bürstenwalze wird zunächst der Pultrusionskörper
Der Saugmund
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Bürstenwalzebrush roll
- 2020
- Walzenkörperroller body
- 3030
- Borstenbristles
- 4040
- Verstärkungsmaterialreinforcing material
- 5050
- Schutzschichtprotective layer
- 6060
- Vorsatzgerätheader
- 7070
- Saugmundsaugmund
- 8080
- Saugkanalsuction
- 9090
- Bodenflächefloor area
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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