DE2743196A1

DE2743196A1 - Suction cleaner and applicator for upholstery and carpets - has nozzle and ultrasonic generator with oscillation shoe

Info

Publication number: DE2743196A1
Application number: DE19772743196
Authority: DE
Inventors: William Ross Kamball; Robert Christopher Williams
Original assignee: U S Floor Systems Inc
Current assignee: U S Floor Systems Inc
Priority date: 1977-09-26
Filing date: 1977-09-26
Publication date: 1979-04-05

Abstract

The suction cleaner for cleaning surfaces which are especially made of textile material, such as upholstery and carpeting, has a head with suction nozzle (15) next to which is an applicator (14) for cleaning fluid mixture eg, hot water and cleaning agent. An ultrasonic generator has a vibratory head (22) or oscillation transformer directly beside the suction nozzle (15). An elongated oscillation shoe (18) is positioned next to the surface being cleaned, and has roughly the same width as the nozzle. The ultrasonic generator has an electric oscillator for producing an alternating current with a frequency of at least eighteen kilo Hertz. The oscillation head (22) is coupled mechanically to the shoe (18).

Description

Titel: "Verfahren und Vorrichtung zumTitle: "Method and Apparatus for

Staubsaugen an, insbes. textilen, Oberflächen" Verfahren und Vorrichtung zum Staubsaugen an, insbesondere textilen, Oberflächen Es ist zur Intensivierung der Reinigung von textilen Bodenbelägen, insbesondere Teppichen, Polstern, Möbelbezugsstoffc-r. und dgl. Vacuuming on, especially textile, surfaces " procedure and device for vacuuming on, in particular textile, surfaces It is for Intensifying the cleaning of textile floor coverings, especially carpets, Upholstery, upholstery fabric c-r. and the like

bekannt, zusätzlich zum Staubsaugen mittels einer an ein Sauggebläse angeschlossenen Saugdüse zunächst eine Reinigungsflüssigkeit, z.B. Wasser und Reinigungsmittel, auf die Oberfläche aufzutragen und zusammen mit dem gelösten und benetz Len Staub unmittelbar anschließend mittels der Saugdüse aufzusaugen. Lin Verfahren und eine Vorrichtung zum derarticjen Staubsaugen an Oberflächen, insbesondere Teppichen, ist aus der US-PS 3 883 301 bekannt Obwohl sich auf diese Weise die Reinigungsleistung gegenüber konventionellen Staubsaugern, die lediglich absaugen, verbessert hat, ist eine weitere Leistungssteigerung wünschenswert, da immer noch nicht aller Staub und alle Verunreinigungen n unter schwierigen Bedingungen aufgenommen werden.known, in addition to vacuuming by means of a suction fan connected suction nozzle first a cleaning liquid, e.g. water and cleaning agent, to be applied to the surface and together with the loosened and wetted dust to be sucked up immediately afterwards using the suction nozzle. Lin method and one Device for vacuuming surfaces in this way, especially carpets, is known from US Pat. No. 3,883,301. Although the cleaning performance has improved compared to conventional vacuum cleaners, which only vacuum, a further increase in performance is desirable, as there is still not all of the dust and all impurities n are picked up under difficult conditions.

Der ERfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Staubsaugverfahren und die zu dessen )urchführng geeignete Staubsaugvorrichtung dahingehend zu verbessern, daß eine noch nachhaltigere und gründlichere Reinigung der zu reinigenden Oberflächen möglich ist.The invention is accordingly based on the object mentioned at the beginning Vacuum cleaning process and the suitable vacuum cleaning device for its implementation to the effect that an even more lasting and thorough cleaning the surfaces to be cleaned is possible.

W>rfahren und Vorrichtung zur Lösung dieser Aufgabe sind in den Patentansprüchen angegeben.The process and device for solving this task are described in the Claims specified.

Danach ist vorgesehen, daß unmittelbar nach dem Aufbringen der Reinigungsflüssigkeit diese zunächst durch mechanisches Vibrieren mit Ultraschallfrequenzen zur Kavitation angeregt und dann unmittelbar anschließend abgesaugt wird. Eine derartige Anregung L,Li Bearbeitung der Reinigungsflüssigkeit sowie deren Kavitation der gleichmäßig vor der Saugstelle auf die Oberfläche aufgebrachten Reinigungsfüssigkeit führt zu einer intensiveren Bearbeitung und be!etzung der Staubteilchen und dadurch zu einer gründlicheren und liefer reichenderen Reinigung von textilen Bodenbelägen, Bezugsstoffen und dgl.It is then provided that immediately after the cleaning liquid has been applied this initially by mechanical vibration with ultrasonic frequencies for cavitation stimulated and then sucked off immediately afterwards. Such a suggestion L, Li Processing of the cleaning liquid as well as its cavitation of the uniform Cleaning liquid applied to the surface in front of the suction point leads to a more intensive processing and coating of the dust particles and thus to a More thorough and more efficient cleaning of textile floor coverings and upholstery fabrics and the like

.5Sn der bekannten Staubsaugvorrichtung ist zusätzlich zur Saugdüse ancl zur Auftragvorrichtung für die Reinigungsflüssigkeit ein Ultraschallgenerator vorgesehen, der zwischen der Düse und der Auftragvorrichtung mit seinem Schwingkopf bzw. einem auf der Oberfläche, insbes. elatisch, aufliegenden Schwingchul. oder dgl..5Sn the known vacuum cleaner is in addition to the suction nozzle Ancl to the application device for the cleaning liquid is an ultrasonic generator provided between the nozzle and the applicator with its oscillating head or an oscillating school, especially elastic, lying on the surface. or like

die aufgebrachte Reinigungsflüssigkeit zur Dampf freisetzende Kavitation anregt.the applied cleaning liquid to vapor-releasing cavitation stimulates.

In beiden Fällen wird erfindungsgemäß die Reinigung der zu reinigenden Oberfläche durch Anregung zur Kavitation mittels Ultraschall, die zur Kavitation der Reinigungsflüssigkeit führt, zwischen der Zone, in der die Oberfläche benetzt wird und jener, in der abgesaugt wird, verbessert. Es wurde gefunden, daß eine solche Kavitatio der Reinigungsflüssigkeit während der kurzen Verweilzeit auf der Oberfläche die Reinigungsleistung aufgrund der Reinigungsfüssigkeit und des Saugens erheblich verbessert. Obwohl keine genauen Angaben über den physikalischen Wirkungsmechanismus der zur Verbesserung der Reillicluncjsleisturly führt, gemacht werden können, wird angenommen, daß die Kavitation der Flüssigkeit in einer Dampf freisetzenden Zerstäubung der Flüssigkeit und Aufbrechen in einzelne kleinste Tröpfchen zu erblicken ist, die in intensiveren Kontakt mit der Oberfläche und den Ver-unreigungen durch die Kavitation gebracht werden.In both cases, according to the invention, the cleaning of the Surface caused by excitation to cavitation by means of ultrasound, which leads to cavitation the cleaning liquid leads, between the zone in which the surface wets and the one in which suction takes place is improved. It has been found that such Cavitation of the cleaning liquid during the short dwell time on the surface the cleaning performance due to the cleaning fluid and the suction is considerable improved. Although no precise information on the physical mechanism of action which leads to the improvement of the Reillicluncjsleisturly, can be made believed that the cavitation of the liquid in a vapor-releasing atomization the liquid and breaking up into individual tiny droplets can be seen, those in more intensive contact with the surface and the impurities caused by the Cavitation.

Wenn auch die Erfindung vorzugsweise für die Reinigung von textilen Bodenbelägen oder Polsterstoffen o. dgl. eingesetzt werden soll, sei darauf hingewiesen, daß sie auch für die Reinigung von nachgiebigen anderen Bodenbelägen, aus Kunststoffen und für feste unnachgiebige Oberflächen, wie Steil1-und Betonfuböden o. dgl. sie? eignet.Even if the invention is preferably used for cleaning textiles Floor coverings or upholstery materials or the like should be used, it should be noted that that they can also be used for cleaning other flexible floor coverings made of plastics and for solid, unyielding surfaces, such as steep and concrete floors or the like. They? suitable.

Zwei Ausführungsbeispiele sind anhand einer Zeichung näher erläutert, in der zeigt: Fig. 1 eine schrägperspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Staubsaugvorriehtung, Fig. 2 eine Seitenansicht des Arbeitskopfes der Staubsaugvorrichtung mit blick in Richtung der Pfeile 2 - 2 in Fig. 1, Fig. 3 eine Rückenansicht des Arbeitskotfes, Fig. 4 eine Unteransicht des iRrbeitskoLDf es, Fig. 5 einen vergrößerten Seitenriß längs der Linie 5 - 5 in Fig. 3 durch den Arbeitskopf, Fig. 6 die Rückenansicht einer zweiten Ausführungsform des Arbeitskopfes für eine Staubsaugvorrichtung nach Fig. 1, Fig. 7 eine Unteransicht des Arbeitskopfes nach Fig. G, und Fig. 8 einen Seitenriß der zweiten Ausführungsform des Arbeitskopfes längs der Linie 8 - 8 in Fig. 6.Two exemplary embodiments are explained in more detail using a drawing, FIG. 1 shows an oblique perspective view of a device according to the invention Staubsaugvorriehtung, Fig. 2 is a side view of the working head of the vacuum cleaner with a view in the direction of arrows 2 - 2 in Fig. 1, Fig. 3 is a rear view of the Work head, FIG. 4 a bottom view of the work head, FIG. 5 an enlarged Side elevation along the line 5-5 in Fig. 3 through the working head, Fig. 6 the rear view according to a second embodiment of the working head for a vacuum cleaner Fig. 1, Fig. 7 is a bottom view of the working head according to Fig. G, and Fig. 8 is a Side elevation of the second embodiment of the working head taken along line 8-8 in Fig. 6.

Die in Fig. 1 dargestellte Staubsaugvorrichtung hat ein auf Rollen vorschiebliches Bodengerät 10, an das über einen Saugschlauch 12 eine Saugschlitzdüse 15 und über einen Flüssigkeitsschlauch 11 eine Reinigungsflüssigkeits-Auftragvorrichtung 14 angeschlossen sind. Die Saugdüse 15 und die Auftragvorrichtung 14 sind in einem Arbeitskopf zusammengefaßt und mittels Trägern 16 aneinander befestigt. Im Bodengerät ist das Sauggebläse sowie eine Pumpe vorgesehen, die die Reinigungsflüssigkeit ansaugt und unter Druck der Auftragvorrichtung zuführt. Die REinigungsflüssgkeit ist vorzugsweise heißes Wasser und ein geeignetes Reinigungsmittel, wie es für Teppichböden beispielsweise üblich ist. Mittels eines Betätigungshebels und eines Ventils wird die aufzutragende Reinigungsflüssigkeitsmenge eingestellt, die bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 5 mittels mehrerer parallel zum Saugschlitz der Saugschlitzdüse 15 angeordneten Sprühdüsen 14 gebildet ist.Durch Zufuhr von Reinigungsflüssigkeit zu den Sprühdüsen 14 werden Reinigungsflüssigkeitstrppfen gegen die zu reinigende Oberfläche geschleudert. Bei der in Fig. 2 dargestellten zu reinigenden Vorrichtung handelt es sich um einen Bodenteppich. Es kann aber auch Polsterbezug auf gleiche Weise gereiaigt werden. Die aus den Sprühdüsen 14 austreten Tropfen treffen an einer ersten Stelle auf die Oberfläche, in der sie einen benetzten Bereich erzeugen.The vacuum cleaner shown in Fig. 1 has a roller vorschiebliches floor device 10, to which a suction hose 12 is a suction slot nozzle 15 and a cleaning liquid application device via a liquid hose 11 14 are connected. The suction nozzle 15 and the application device 14 are in one Working head combined and fastened to one another by means of carriers 16. In the ground device the suction fan and a pump that sucks in the cleaning fluid are provided and feeds it under pressure to the applicator. The cleaning liquid is preferred hot Water and a suitable cleaning agent, such as for carpets, for example is common. By means of an actuating lever and a valve, the Adjusted the amount of cleaning fluid, which in the embodiment according to FIGS. 1 to 5 by means of several arranged parallel to the suction slot of the suction slot nozzle 15 Spray nozzles 14 is formed. By supplying cleaning liquid to the spray nozzles 14 drops of cleaning liquid are thrown against the surface to be cleaned. The device to be cleaned shown in FIG. 2 is a Floor carpet. Upholstery covers can also be cleaned in the same way. The drops emerging from the spray nozzles 14 hit the at a first point Surface in which they create a wetted area.

r Arbeitskopf hat, wie ausgeführt, eine Saugdüse 15, mit der Luft und Flüssigkeit aus einem Saugbereich, der dem Auftragbereich unmittelbar benachbart ist, abgesaugt werden. Durch die Befestigung der Auftragvorrichtung bzw. derSprühdüsen 14 an der Saugdüse 15 mit Hilfe von Trägern 16 o. dgl. werden der Auftragbereich, in dem die Reinigungsflüssigkeit auf der Oberfläche auftrifft und der Saugbereich in fester räumlicher Zuordnung zueinander gehalten. Bei üblichem Gebrauch der Staubsaugvorrichtung wird die Reinigungsflüssigkeit während Ct-r Bewegung bzw. dem Hin- und Herführen des Arbeitskopfes über die zu reinigende Oberfläche aufgesprüht und die mit den Bodenverunreinigungen verunreinigte Reinigungsflüssigkeit unmittelbar anschließend durch die Saugdüse abgesaugt.As stated, the working head has a suction nozzle 15 with the air and liquid from a suction area which is immediately adjacent to the application area is to be sucked off. By attaching the application device or the spray nozzles 14 on the suction nozzle 15 with the help of supports 16 or the like. in which the cleaning liquid hits the surface and the suction area held in a fixed spatial relationship to each other. With normal use of the vacuum cleaner the cleaning liquid becomes during Ct-r movement or the back and forth of the working head is sprayed over the surface to be cleaned and with the Soil contamination contaminated cleaning fluid immediately afterwards sucked through the suction nozzle.

Um die Reinigungsleistung der insoweit bekannten Staubsaugvorrichtung zu verbessern, ist eine Zusatzeinrichtung vorgesehen, mit der die Reinigungsflüssigkeit mit Ultraschall beaufschlagt wird. Diese hat außer einem, vorzugsweise elektrischen, Ultraschallgenerator mit einem Schwingkopf an diesem einen länglichen Shwingschuh 18, der an den Trägern 16 quer zur Arbeitskopf und parallel zu den Sprühdüsen 14 uM der Saugdüse 15 zwischen diesen angebracht ist.To the cleaning performance of the so far known vacuum cleaner To improve, an additional device is provided with which the cleaning fluid is applied with ultrasound. In addition to one, preferably electrical, Ultrasonic generator with an oscillating head on this an elongated oscillating shoe 18, which is attached to the supports 16 transversely to the working head and parallel to the spray nozzles 14 um the suction nozzle 15 is attached between these.

DieserSchwingstab bzw. Schwingschuh 18 ist an seiner Unterseite 19 mit der an der zu reinigenden Oberfläche parallel zur Saugschlitzdüse 15 zur Anlage kommt, insbes. konkav, gekrümmt, um bei veränderter Schräghaltung des Arbeitskopfes immer gut an der zu reinigenden Oberfläche zur Anlage zu kommen. Zusätzlich wird der Schwingschuh 18 vorzugsweise bewylich gegenüber den beiden Trägern 16 dadurch gehalten, daß er mit einem Stift 20 jeweils durch den Träger 16 hindurchragt, an dessen Ende dieser mit einem Sprengring gesichert ist und mit einer zwischen seiner Rückseite und dem Träger bzw. einer aufgeschobenen Hülse vorgesehenen Druckfeder 21 nach außen vorgespannt ist. Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, den Arbeitskopf in verschiedene Winkellagen zu bringen, ohne daß dabei die Düse und der Schwingschuh 18 außer Anlage an der zu reinigenden Oberflächen kommen. Der Schwingschuh 18 wirkt daher nicht als Drehpunkt, um den die Saugdüse 15 vom Boden weggeschwenkt wird.This vibrating rod or vibrating shoe 18 is on its underside 19 with the one on the surface to be cleaned parallel to the suction slot nozzle 15 to the system comes, especially concave, curved, in order to change the inclination of the working head to always come to rest well on the surface to be cleaned. Additionally will the oscillating shoe 18 is preferably movable in relation to the two carriers 16 thereby held that it protrudes with a pin 20 through the carrier 16, on the end of which is secured with a snap ring and with one between his Back and the carrier or a pushed-on sleeve provided compression spring 21 is biased to the outside. In this way, it is particularly possible to use the Bring the working head in different angular positions without the nozzle and the vibrating shoe 18 come out of contact with the surfaces to be cleaned. The swing shoe 18 therefore does not act as a fulcrum about which the suction nozzle 15 is pivoted away from the floor will.

Der Schwingschuh 18 ist zusätzlich betriebsmäßig mit einem Schwingungserzeuger 22 verbunden, der ihn in mechanische Ultraschallschwingungen versetzt. Dieser ist an einen nicht dargestellten Ultraschallgenerator angeschlossen, der einen Wechselstrom mit einer Frequenz von wenigstens 18 kHz erzeugt und dem Wandler bzw. Schwingungserzeuger 22, mit dem er über ein elektrishes Kabel verbunden ist, zuführt. Der Schwingungserzeuger 22 ist mechanisch mit dem Schwingschuh 18 verbunden, um die Schwingungen des Schwingungserzeugers bzw. Wandlers 22 in mechanische Schwingungen des Schwingschuhs 18 umzusetzen.The vibrating shoe 18 is also operationally equipped with a vibration generator 22 connected, which puts it in mechanical ultrasonic vibrations. This is connected to an ultrasonic generator, not shown, which generates an alternating current generated with a frequency of at least 18 kHz and the transducer or vibration generator 22, to which it is connected via an electrical cable, feeds. The vibrator 22 is mechanically connected to the vibrating shoe 18 in order to control the vibrations of the vibrator or converter 22 to convert into mechanical vibrations of the vibrating shoe 18.

Derartige Ultraschalloszillatoren und magnetostriktive oder ähnliche Wandler oder Schwingungserzeuger sind bekannt und können beispielsweise vonder Firma Branson Instruments, Inc., Stamford, Connecticut, bezogen werden. Ein bevorzugter Frequenzbereich, mit dem der Schwingschuh 18 zu beaufschlagen ist, ist der von 20 bis etwa 50 kHz. Derartige Ultraschallfrequenzen sind bekannt und liegen oberhalb der oberen Hörgrenze der Menschen und werden daher im ålemeinen als Ultraschall bezeichnet.Such ultrasonic oscillators and magnetostrictive or the like Transducers or vibrators are known and can be obtained, for example, from the company Branson Instruments, Inc., Stamford, Connecticut. A preferred one The frequency range to which the vibrating shoe 18 is to be subjected is that of 20 up to about 50 kHz. Such ultrasonic frequencies are known and are above the upper hearing limit of people and are therefore generally referred to as ultrasound designated.

Bei der in den Fig. 6 bis 8 dargestellten zweiten Ausführungsform ist eine Ausbildung des Arbeitskopfes gewählt, bei der ein Minimum an Luft in die Reinigungsflüssigkeit bei deren Auftragen eingebracht wird. Die den Teilen des Arbeitskopfes der Staubsaugvorrichtung nach den Fig. 1 bis 5 entsprechenden Teile haben die gleichen Bezugszeichen, in den Fig. 6 bis 8 jedoch ergänzt durch einen Hochstrich. Die Reinigungsflüssigkeit wird der Auftragszone jedoch durch einen Verteiler bzw. Verteilerrohr 25 in Form einer keilförmig spitz zu-laufenden Düse zugeführt, welche bis unter die Unterseite 19' des Schwingschuhs 18' reicht, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist. Bei dieser Aufgabe der Reinigungsflüssigkeit ist die Verdunstung oder Verdampfung der Reinigungsflüssigkeit während des Auftragens auf ein Minimum reduziert, da sie etwa filmförmig auf die zu reinigende Oberfläche aufgegeben oder aufgegossen wird.In the second embodiment shown in FIGS a design of the working head is chosen in which a minimum of air enters the Cleaning liquid is introduced when it is applied. The parts of the working head the vacuum cleaner according to FIGS. 1 to 5 corresponding parts have the same Reference numerals, in FIGS. 6 to 8, however, supplemented by a prime. The cleaning fluid however, the application zone is shaped by a manifold or manifold tube 25 fed to a wedge-shaped, pointed nozzle, which extends to under the underside 19 'of the oscillating shoe 18' is sufficient, as shown in FIG. 8. At this The cleaning fluid is responsible for evaporation or evaporation of the cleaning fluid reduced to a minimum during application, as it is roughly film-shaped on the surface to be cleaned is abandoned or poured on.

L e e r~s e i t eL e r ~ s e i t e

Claims

Claims 1. A method for vacuuming surfaces, esp.

xtile coverings, such as floor coverings, carpets, upholstery, upholstery fabrics o. The like. In which a cleaning liquid is first applied to the surface and immediately afterwards this together with the impurities such as dust and the like, is extracted, thereby g e k e n n n z e i c h -n e t that immediately after the The cleaning liquid is applied initially by mechanical vibration or excitation with ultrasonic frequencies brought to cavitation and then immediately is then suctioned off.

2. The method according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that a cleaning liquid solution of water and detergent between the surface to be cleaned and an elongated, ultrasonic frequency vibrating, especially given up on the vibrating surface lying on the surface to be cleaned will.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the cleaning liquid an ultrasonic vibration in the frequency range from 20 to about 50 kliz is exposed.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized g e k e n n notices that a cleaning liquid solution made up of water and detergent is sprayed or directed onto a floor carpet and vacuumed.

5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that g e k e n n notices that a cleaning liquid solution made up of water and detergent is sprayed or directed onto an upholstery fabric and vacuumed.

6. Vacuum cleaner for performing the method according to a of claims 1 to 5, with one to be guided over the surface to be cleaned Working head with the suction nozzle and one of these adjacent application device for Cleaning fluids, especially hot water and detergents, are marked by an ultrasonic generator whose mechanical ultrasonic vibrations are generated Oscillating head or vibration transducer (22) is attached to the working head and for generating it of steam-releasing cavitation of the cleaning liquid between the application device and the suction device is attached.

7. Vacuum cleaner with an elongated slot suction nozzle according to Claim 6, characterized in that the oscillating head (22) is immediate next to the suction slot nozzle (15, 15 ') one directly on the surface to be cleaned attached elongated Schwingsduh (18), which from the oscillating head in mechanical Ultrasonic vibrations can be displaced and its width is approximately that of the suction slot nozzle (25) is the same.

8. Vacuum cleaning device according to claim 7, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the application device has a manifold (25), especially in the form a slot nozzle, with which the cleaning liquid on the to be cleaned Surface can be applied in the form of a film, and that the distributor pipe (25) is immediate hurries under the rocking shoe (18).

9. Vacuum cleaning device according to one of claims 6 to 8, characterized it is not noted that the ultrasonic generator is an electrical oscillator to generate an alternating current with a frequency of at least 18 klIz and that the oscillating head (22, 22 ') attached to the oscillator with the oscillating shoe (18) is mechanically coupled.

10. Vacuum cleaning device according to claim 7, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the underside (19) of the elongated swing shoe (18) with the he on the surface to be cleaned parallel to the suction slot nozzle (15) to the system comes, is concave.