EP3282914A1 - Reinungsgerät mit einer um eine drehachse rotierbaren reinigunswalze - Google Patents

Reinungsgerät mit einer um eine drehachse rotierbaren reinigunswalze

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EP3282914A1
EP3282914A1 EP16715552.2A EP16715552A EP3282914A1 EP 3282914 A1 EP3282914 A1 EP 3282914A1 EP 16715552 A EP16715552 A EP 16715552A EP 3282914 A1 EP3282914 A1 EP 3282914A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquid
cleaning
cleaning device
cleaning roller
hollow body
Prior art date
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Granted
Application number
EP16715552.2A
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English (en)
French (fr)
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EP3282914B1 (de
Inventor
Matthias Pfeiffer
Christian Stehl
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Vorwerk and Co Interholding GmbH
Original Assignee
Vorwerk and Co Interholding GmbH
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Publication date
Application filed by Vorwerk and Co Interholding GmbH filed Critical Vorwerk and Co Interholding GmbH
Publication of EP3282914A1 publication Critical patent/EP3282914A1/de
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Publication of EP3282914B1 publication Critical patent/EP3282914B1/de
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    • A47L11/00—Machines for cleaning floors, carpets, furniture, walls, or wall coverings
    • A47L11/28—Floor-scrubbing machines, motor-driven
    • A47L11/282—Floor-scrubbing machines, motor-driven having rotary tools
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A47L11/29—Floor-scrubbing machines characterised by means for taking-up dirty liquid
    • A47L11/30—Floor-scrubbing machines characterised by means for taking-up dirty liquid by suction
    • A47L11/302—Floor-scrubbing machines characterised by means for taking-up dirty liquid by suction having rotary tools
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
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    • A47L11/00—Machines for cleaning floors, carpets, furniture, walls, or wall coverings
    • A47L11/40—Parts or details of machines not provided for in groups A47L11/02 - A47L11/38, or not restricted to one of these groups, e.g. handles, arrangements of switches, skirts, buffers, levers
    • A47L11/4036—Parts or details of the surface treating tools
    • A47L11/4041—Roll shaped surface treating tools
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A47L11/408—Means for supplying cleaning or surface treating agents
    • A47L11/4088—Supply pumps; Spraying devices; Supply conduits

Definitions

  • the invention relates to a cleaning device, in particular a floor cleaning device, with a rotatable around a rotation axis cleaning roller for processing a surface to be cleaned, wherein the cleaning roller is at least partially formed as a liquid-permeable hollow body with an internal liquid space, wherein the hollow body openings for the discharge of liquid from the liquid space having on the surface of the hollow body.
  • Cleaning devices of the aforementioned type are known in the art.
  • the document DE 20 2007 017 026 Ul discloses, for example, a floor cleaning device with a cleaning roller designed as a wiping roller, which is supplied from the inside with cleaning liquid. For this purpose, the cleaning roller on a liquid-permeable sleeve body.
  • This is provided for moistening an externally applied to the cleaning roller cleaning cloth with openings, for example.
  • openings for example.
  • the cleaning cloth and / or a possibly arranged between the sleeve body and the cleaning cloth sponge body is formed absorbent, so that permanently liquid is sucked from the sleeve body through the openings.
  • the liquid is transferred from the cleaning cloth or the sponge body to the surface to be cleaned.
  • the disadvantage here is that from the liquid space of the cleaning roller permanently liquid to the surface of the hollow body, ie, the cleaning cloth and / or the sponge body, is discharged.
  • liquid is dispensed even when the cleaning roller is not currently used for a cleaning process, but, for example, is only transported. It is therefore an object of the invention to provide a cleaning device in which liquid only under certain conditions from the liquid space to the Surface of the hollow body is conveyed, so that it can not come to an undesirable leakage or dripping.
  • the invention proposes that the cleaning roller is designed to block below a force equilibrium between a force acting on the liquid capillary force and centrifugal force minimum speed leakage of liquid from the liquid space, and from reaching the minimum speed, a leakage of liquid release from the liquid space.
  • the cleaning device may initially be designed in the sense of a hand-held, preferably guided over a handle cleaning device. It may also alternatively or additionally be a floor care appliance.
  • the floor care or floor cleaning device can also be designed as a self-propelled device. As such, it may be preprogrammed or by cleaning a surface or space independently by finding a cleaning path. It may also be about a window cleaning device.
  • the device In the case of training as a self-propelled device, the device may have an orientation device, such as in the form of a laser scanner, or cooperate with this. It can also have a control device, in particular a microcomputer for storing and / or executing control programs.
  • the capillary force acts on the liquid in the liquid space on the one hand, and on the other hand - on rotation of the cleaning roll - on a centrifugal force.
  • the capillary force causes the liquid present in the liquid space to rise under certain conditions into the openings of the hollow body formed as capillaries and thus reach the surface of the hollow body. This effect is determined by the surface tension of the liquid and the interfacial tension tion between the liquid and the inner wall of the opening caused. For liquids that wet the surface material, the liquid inside the capillary rises to form a concave interface (meniscus).
  • F K ⁇ ⁇ ⁇ xdx cos (0), where ⁇ is the surface tension of the water, d the diameter of the capillary and ⁇ the contact angle.
  • a centrifugal force upon rotation of the cleaning roller about the axis of rotation, a centrifugal force also acts on the liquid located within the liquid space.
  • the centrifugal force acts radially from the axis of rotation to the outside, i. in the direction of the openings of the hollow body, so that the liquid can escape under certain conditions from the liquid space to the surface.
  • the centrifugal force depends here on the diameter d of the opening, the water level h within the liquid space (during rotation), the density p of the liquid, the rotation speed v and the center of gravity r of the liquid. Assuming that here only the liquid level under the opening is considered, the centrifugal force results
  • the capillary force and the centrifugal force point in the same direction, ie radially outward.
  • the liquid does not wet the material of the hollow body, oppose the capillary force and the centrifugal force, so that based on the balance of forces between the capillary force and the centrifugal force a minimum speed can be calculated, which is required for the centrifugal force exceeds the radially inwardly acting capillary force and thus the liquid can pass from the liquid space to the surface of the hollow body.
  • Diameter of the opening, the contact angle, the center of gravity of the liquid within the liquid space, the liquid level within the liquid space (with rotation of the cleaning roller) and the density of the liquid for each constellation calculate a minimum speed of the cleaning roller, from which an exit of liquid from the liquid space is possible. If this minimum speed is not reached, ie the cleaning roller rotates at a lower speed, the liquid can not get out of the liquid space to the surface of the hollow body. Thus, it can be specifically controlled by the speed setting of the cleaning roller when liquid emerges and when not. During a mere transport of the cleaning device, in which the cleaning roller usually does not rotate, the discharge of liquid can thus be effectively prevented. In contrast, the cleaning roller for a Cleaning operation, which requires the use of liquid, rotates at a speed exceeding the minimum speed, so that the centrifugal force exceeds the capillary force and liquid can be discharged to the surface to be cleaned.
  • a contact angle between the liquid and an inner wall of the opening is greater than 90 ° up to 270 °.
  • the contact angle between the liquid and the inner wall of the opening is decisive for the exit of the liquid from the liquid space. If the contact angle is greater than 90 °, the cosine of the contact angle influencing the capillary force becomes negative. This means that the liquid does not rise in the opening, but rather displaces liquid in the opposite direction, so that the capillary force opposes the centrifugal force.
  • This effect is exploited by the invention in that material combinations for the liquid and the hollow body are selected in a targeted manner, which lead to a contact angle greater than 90 ° up to 270 °.
  • the capillary force acts accordingly against the centrifugal force of the liquid. If the speed of the cleaning roller is large enough so that the centrifugal force exceeds the capillary force, liquid will escape from the liquid space. Overall, the liquid outlet can thus be regulated by the choice of materials, the speed and the diameter of the openings. Consequently, no pump, valves, fliehkraftchene flaps or the like was needed.
  • the liquid is water and the hollow body has a hydrophobic material, in particular polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the PTFE may be a coating of the hollow body, in particular the openings.
  • the hydrophobic property of the hollow body means that the water within the openings has a contact angle greater than 90 °, so that the capillary force is turned in the direction of the liquid space and thus opposes the centrifugal force. Thus, it may come to the previously explained balance of forces between the capillary force and the centrifugal force.
  • hydrophobic materials conceivable, for example wax or paraffin.
  • the hollow body may consist entirely of the hydrophobic material, or at least within the liquid space, in particular the openings, have a coating of this hydrophobic material.
  • the openings have a diameter of 0.5 ⁇ m to 2 mm. This diameter is sufficiently small so that the liquid located within the liquid space can not pass through the openings from the liquid space due to the gravitational force alone.
  • openings with such a diameter have a sufficiently strong capillary effect, i. a sufficient rise height of the liquid within the opening, in order to enable the operation according to the invention.
  • the openings may advantageously be capillaries which have been drilled in the material of the hollow body.
  • hollow bodies which consist of a capillary-containing material are also suitable. In the latter case, however, in the context of the invention, it is a prerequisite that the diameters of the openings are approximately equal or each have a clearly defined minimum size, so that a common minimum speed for the discharge of liquid from the liquid space can be determined.
  • the hollow body has openings of different diameter with different diameter, wherein an opening with a first diameter is associated with a first minimum speed, and wherein an opening with a second diameter is associated with a second minimum speed.
  • two rotational speeds of the cleaning roller can be defined, from which the respective openings are released for a discharge of liquid.
  • openings with a second, larger diameter first even when reaching the first minimum speed, locked, and are released only upon reaching the second minimum speed for leakage of liquid.
  • two or more groups of openings of different diameters are possible, which are speed-dependent allow only a certain moisture penetration of the cleaning roller and only at increased speed increased release water.
  • the cleaning device is a dry cleaning device, wherein the cleaning roller is formed to block a discharge of liquid from the liquid space of the hollow body at a first speed corresponding to a surface treatment by means of the cleaning roller and at a second, higher speed corresponding to a self-cleaning of the cleaning roller to release a leakage of liquid from the liquid space.
  • the invention is thus in no way limited to wet cleaning appliances. Rather, the invention can also be used particularly advantageously in dry cleaning appliances.
  • the cleaning device is designed so that the speed used for a conventional processing of the surface to be cleaned is less than a required for the discharge of liquid minimum speed. Thus, by means of the cleaning roller, a dry cleaning can be carried out at a first speed without unwanted liquid leaking from the hollow body.
  • the cleaning device is a wet cleaning device, wherein the cleaning roller is designed to release a first amount of liquid from the liquid space of the hollow body at a first speed corresponding to surface treatment by means of the cleaning roller and at a self-cleaning of the cleaning roller appropriate, In particular, higher, second speed to release a leakage of a second amount of liquid from the liquid space.
  • the wet cleaning device has two different speed levels for the rotation of the cleaning roller. During a surface treatment by means of the cleaning roller, the cleaning roller rotates at a first speed, whereupon a quantity of liquid corresponding to the current equilibrium of forces is dispensed from the liquid space.
  • a second speed level for self-cleaning of the cleaning roller which provides a second, higher speed at which increased liquid for flushing the cleaning roller can escape from the liquid space.
  • the minimum speed of the cleaning roller be at least 150 revolutions per minute up to 3,000 revolutions per minute.
  • the specified minimum speed of 150 revolutions per minute stands out clearly from only accidental rotation of the cleaning roller during transport of the cleaning device. Likewise, this minimum speed also exceeds the speed of the cleaning roller at a mere displacement of the cleaning device over the surface to be cleaned. Rather, the specified speed range of 150 revolutions per minute to 3,000 revolutions per minute corresponds to the usual rotational speeds of the cleaning roller during a machining operation for cleaning the surface or for self-cleaning of the cleaning roller of adhering dirt.
  • the required minimum speed for the discharge of liquid from the hollow body is determined by the aforementioned parameters, which influence the centrifugal force or the capillary force.
  • the hollow body is covered with a sponge body.
  • the hollow body and / or the sponge body is covered with a cleaning cloth, in particular a microfiber cloth.
  • the surface of the cleaning roller is occupied by a sponge body and / or a cleaning cloth.
  • it may be a textile cleaning cloth in which the dirt dissolved by the surface to be cleaned is bound.
  • the formation of the cleaning cloth as a microfiber cloth proves to be particularly advantageous. This is particularly advantageous in terms of the removal of dirt from the surface to be cleaned.
  • the cleaning cloth or the sponge body is advantageously absorbent, so that a certain amount of liquid can be stored.
  • a sponge body may be provided.
  • the sponge body serves in particular as a buffer for the liquid. It sucks the liquid which emerges through the openings of the hollow body, and delivers it to the cleaning cloth or the surface to be cleaned.
  • FIG. 1 a cleaning device according to the invention
  • FIG. 2 shows a cleaning roller according to the invention
  • FIG. 4 shows the cleaning roller in a cross section.
  • a cleaning device 1 in the form of a wet cleaning device for the wet cleaning of a surface to be cleaned.
  • the cleaning device 1 has an attachment 11, which is in a cleaning operation in contact with the surface to be cleaned.
  • the attachment 11 has here two cleaning rollers 2, which can be acted upon from the inside with liquid 6.
  • the attachment 11 a tank (not shown), which can be acted upon by a filling opening 12 with liquid 6.
  • the liquid 6 passes through liquid lines (not shown) from the tank to the cleaning rollers 2.
  • the cleaning device 1 is supported via the two cleaning rollers 2 on the surface to be cleaned.
  • the cleaning rollers 2 extend transversely to a usual direction of travel r of the cleaning device 1, which results from the usual working movement of a user of the cleaning device 1, namely generally alternately back and forth, this possibly further with slight dodge in a nearest cleaning track.
  • the cleaning rollers 2 extend approximately over the entire transversely to the direction of travel r standing width of the cleaning device 1.
  • a cleaning roller 2 at a movement of the cleaning device 1 in the direction of travel r front or rear of the attachment 11 is arranged.
  • the cleaning rollers 2 are driven by an electric motor (not shown), ie rotatable about an axis of rotation x. During a typical movement of the cleaning device 1, without processing a surface to be cleaned, the cleaning rollers 2 are not actively driven.
  • FIG. 2 shows a detailed view of the cleaning roller 2.
  • the cleaning roller 2 is here shown explosively with respect to its various sheathing.
  • the cleaning roller 2 is basically designed as a front-side closed cylindrical hollow body 3, wherein the end-side closure is not shown for better intuition.
  • the hollow body 3 consists of a hard plastic material and is coated here with a hydrophobic material, namely PTFE.
  • the hollow body 3 is liquid-permeable in that it has a multiplicity of openings 5 extending over the surface 7 and formed as capillaries.
  • a likewise cylindrical liquid space 4 is formed, which serves to receive liquid 6. Through the openings 5, liquid 6 can reach the surface 7 of the hollow body 3 from the liquid space 4 under certain conditions.
  • the openings 5 have an inner wall 8, which is also coated with a hydrophobic material.
  • the hollow body 3 is surrounded by a non-rotatably arranged on this sponge body 9.
  • the sponge body 9 has an open-pored design and has the capability of temporarily storing liquid 6.
  • the sponge body 9 is covered by a cleaning cloth 10, here in the form of a microfiber cloth.
  • the cleaning cloth 10, the sponge body 9 and the hollow body 3 are rotatably connected to each other and rotatable together about the axis of rotation x.
  • the liquid space 4 of the hollow body 3 serves as a reservoir for the liquid 6. This memory is refilled via the tank and the hose lines described above.
  • the sponge body 9 and / or the cleaning cloth 10 are charged with liquid 6, they release liquid 6, which is produced by a displacement of the cleaning apparatus 1 on the surface to be cleaned, onto the surface to be cleaned. In this case, there is an escape of liquid 6 in the region of the wiping edge.
  • the liquid 6 is from the
  • FIG 3 is a schematic section of a cleaning roller 2 with the determination of the capillary force FKschreib. the centrifugal force Fz required parameters.
  • a cleaning roller 2 which has a hollow body 3.
  • the hollow body 3 has a surface 7 with a plurality of openings 5, which encloses a liquid space 4 for receiving liquid 6.
  • only a single opening 5 is shown for illustrative purposes only.
  • the cleaning roller 2 may have a plurality of regularly or irregularly arranged openings 5 through which liquid 6 can pass from the liquid space 4 to the surface 7 of the hollow body 3.
  • the cleaning roller 2 is shown here without a sponge body 9 or a cleaning cloth 10. This serves in particular for better clarity and is in no way limiting for the embodiment.
  • the opening 5 has an inner wall 8 coated with a hydrophobic material.
  • the liquid 6 located inside the liquid space 4 forms a regular liquid ring by the rotation of the cleaning roller 2 about the rotation axis x.
  • This ring has a center of gravity radius r starting from the axis of rotation x and a water level h, which corresponds to the width of the liquid ring.
  • the opening 5 has a diameter d. Due to the hydrophobic coating of the hollow body 3 and in particular the internal nenwandung 8 of the opening 5, the capillary force FK has a radially inwardly facing direction. Thus, it stands against the radially outwardly directed centrifugal force Fz, which arises due to the rotation of the cleaning roller 2.
  • FIG. 4 shows an embodiment of a cleaning roller 2 with a multiplicity of openings 5, the inner wall 8 of which is hydrophobic coated with PTFE. Due to the hydrophobic coating, the liquid 6, in this case water, does not wet the inner wall 8 of the opening 5. This results in a convex liquid level within the opening 5. The contact angle ⁇ between the inner wall 8 and the liquid 6 within the opening 5 is thereby greater than 90 °. Due to this, the capillary force FK, which is defined as
  • the rotational speed v - and thus also the rotational speed n - of the cleaning roller 2 about the axis of rotation x, at which the capillary force FK and the centrifugal force Fz compensate depends on several parameters, namely the surface tension of the fluid: ⁇ ,
  • the velocity v is calculated to be rounded with these numerical values
  • the minimum speed n m in this case is the speed n, which must be exceeded, so that liquid 6 can escape through the openings 5 from the liquid space 4 and reach the surface 7, where this may be taken up by a sponge body 9 and / or a cleaning cloth 10 becomes. If, for example, the cleaning device 1 is not in contact with the surface to be cleaned but, for example, is transported, the rotational speed n of the cleaning roller 2 is zero, so that the minimum rotational speed n m is not exceeded and no liquid 6 from the liquid space 4 can escape. When the cleaning roller 2 however, rotates for a cleaning process at a speed n of, for example, 424 revolutions per minute, the liquid 6 can escape through the openings 5 from the liquid space 4 and used for the cleaning process.
  • the hollow body 3 also different sized openings 5, which are associated with different minimum speeds n m in have.
  • a first minimum speed n m may be provided to provide liquid 6 for a cleaning operation of the surface to be cleaned and a second minimum speed n m in order to provide liquid 6 for a self-cleaning operation of the cleaning roller 2, in which the cleaning roller 2 rotates faster than during surface treatment.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Reinigungsgerät (1), insbesondere Bodenreinigungsgerät, mit einer um eine Drehachse (x) rotierbaren Reinigungswalze (2) zur Bearbeitung einer zu reinigenden Fläche, wobei die Reinigungswalze (2) zumindest teilweise als flüssigkeitsdurchlässiger Hohlkörper (3) mit einem innenliegenden Flüssigkeitsraum (4) ausgebildet ist, wobei der Hohlkörper (3) Öffnungen (5) zum Austritt von Flüssigkeit (6) aus dem Flüssigkeitsraum (4) an die Oberfläche (7) des Hohlkörpers (3) aufweist. Um einen ungewünschten Austritt oder ein Abtropfen von Flüssigkeit zu verhindern, wird vorgeschlagen,dass die Reinigungswalze (2) ausgebildet ist, unterhalb einer durch ein Kräftegleichgewicht zwischen einer an der Flüssigkeit angreifenden Kapillarkraft (FK) und Zentrifugalkraft (FZ) bestimmten Mindestdrehzahl (nmin) einen Austritt von Flüssigkeit (6) aus dem Flüssigkeitsraum (4) zu sperren und ab Erreichen der Mindestdrehzahl (nmin) einen Austritt von Flüssigkeit (6) aus dem Flüssigkeitsraum (4) freizugeben.

Description

Reinigungsgerät mit einer um eine Drehachse rotierbaren Reinigungswalze
Die Erfindung betrifft ein Reinigungsgerät, insbesondere ein Bodenreinigungsgerät, mit einer um eine Drehachse rotierbaren Reinigungswalze zur Bearbeitung einer zu reinigenden Fläche, wobei die Reinigungswalze zumindest teilweise als flüssigkeitsdurchlässiger Hohlkörper mit einem innenliegenden Flüssigkeitsraum ausgebildet ist, wobei der Hohlkörper Öffnungen zum Austritt von Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsraum an die Oberfläche des Hohlkörpers aufweist. Reinigungsgeräte der vorgenannten Art sind im Stand der Technik bekannt. Die Druckschrift DE 20 2007 017 026 Ul offenbart bspw. ein Bodenreinigungs gerät mit einer als Wischwalze ausgebildeten Reinigungswalze, welche von innen her mit Reinigungsflüssigkeit versorgt wird. Dazu weist die Reinigungswalze einen flüssigkeitsdurchlässigen Hülsenkörper auf. Dieser ist zur Befeuchtung eines außen auf die Reinigungswalze aufgebrachten Reinigungstuches mit Durchtrittsöffnungen versehen, bspw. in der Form von Löchern, Schlitzen, Bohrungen und anderen. Das Reinigungstuch und/ oder ein ggf. zwischen dem Hülsenkörper und dem Reinigungstuch angeordneter Schwammkörper ist saugfähig ausgebildet, so dass permanent Flüssigkeit aus dem Hülsenkörper durch die Öffnungen angesaugt wird. Durch den An- pressdruck bei einer Verschiebung des Reinigungsgerätes auf der zu reinigenden
Fläche wird die Flüssigkeit von dem Reinigungstuch bzw. dem Schwammkörper auf die zu reinigende Fläche übertragen.
Nachteilig dabei ist, dass aus dem Flüssigkeitsraum der Reinigungswalze permanent Flüssigkeit an die Oberfläche des Hohlkörpers, d.h. auch das Reinigungstuch und/ oder den Schwammkörper, abgegeben wird. Somit wird Flüssigkeit auch dann abgegeben, wenn die Reinigungswalze gerade nicht für einen Reinigungsvorgang verwendet wird, sondern bspw. nur transportiert wird. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Reinigungsgerät zu schaffen, bei welchem Flüssigkeit nur unter bestimmten Bedingungen aus dem Flüssigkeitsraum an die Oberfläche des Hohlkörpers gefördert wird, so dass es nicht zu einem ungewünschten Austritt oder Abtropfen kommen kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass die Reinigungswalze ausgebildet ist, unterhalb einer durch ein Kräftegleichgewicht zwischen einer an der Flüssigkeit angreifenden Kapillarkraft und Zentrifugalkraft bestimmten Mindestdrehzahl einen Austritt von Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsraum zu sperren, und ab Erreichen der Mindestdrehzahl einen Austritt von Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsraum freizugeben.
Das Reinigungsgerät kann zunächst im Sinne eines handgeführten, vorzugsweise über einen Stiel geführtes Reinigungs gerät ausgebildet sein. Es kann sich auch alternativ oder ergänzend um ein Bodenpflegegerät handeln. Insbesondere kann das Bodenpflege- bzw. Bodenreinigungsgerät auch als selbstfahrendes Gerät ausgebildet sein. Als solches kann es vorprogrammiert oder durch selbstständige Findung eines Reinigungsweges eine Reinigung einer Fläche oder eines Raumes vornehmen. Es kann sich etwa auch um ein Fensterreinigungsgerät handeln. Im Falle einer Ausbildung als selbstfahrendes Gerät kann das Gerät eine Orientierungseinrichtung, etwa in Form eines Laserscanners, aufweisen oder hiermit zusammenwirken. Es kann auch eine Steuerungseinrichtung, insbesondere einen Mikrocomputer zur Speicherung und/ oder Ausführung von Steuerungsprogrammen aufweisen.
Gemäß der Erfindung hängt es von der aktuellen Drehzahl der Reinigungswalze ab, ob Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsraum an die Oberfläche des Hohlkörpers abgege- ben wird oder nicht. Dabei liegt die Erkenntnis zugrunde, dass auf die in dem Flüssigkeitsraum befindliche Flüssigkeit zum einen die Kapillarkraft wirkt, und zum anderen - bei Rotation der Reinigungswalze - eine Zentrifugalkraft. Die Kapillarkraft bewirkt, dass die in dem Flüssigkeitsraum befindliche Flüssigkeit unter bestimmten Bedingungen in die als Kapillaren ausgebildeten Öffnungen des Hohlkörpers auf- steigt und somit an die Oberfläche des Hohlkörpers gelangen kann. Dieser Effekt wird durch die Oberflächenspannung der Flüssigkeit und die Grenzflächenspan- nung zwischen der Flüssigkeit und der Innenwandung der Öffnung hervorgerufen. Bei Flüssigkeiten, die das Material der Oberfläche benetzen, steigt die Flüssigkeit innerhalb der Kapillare auf und bildet dabei eine konkave Grenzfläche (Meniskus). Dieses Verhalten ist auf die Adhäsionskraft zurückzuführen. Demgegenüber existieren auch Flüssigkeit-Oberfläche-Kombinationen, bei welchen die Flüssigkeit die Oberfläche nicht benetzt. In diesem Fall bildet die Flüssigkeit in der Kapillare eine konvexe Oberfläche aus. Die Kapillarkraft hängt von der Oberflächenspannung der Flüssigkeit, dem Durchmesser der Kapillare und dem Kontaktwinkel zwischen der Flüssigkeit und der Innenwandung der Kapillare ab. Dies kann durch die Formel
FK = σ χ π x d x cos(0) beschrieben werden, wobei σ die Oberflächenspannung des Wassers, d der Durchmesser der Kapillare und Θ der Kontaktwinkel sind.
Darüber hinaus wirkt bei einer Rotation der Reinigungswalze um die Drehachse ebenfalls eine Zentrifugalkraft auf die innerhalb des Flüssigkeitsraumes befindliche Flüssigkeit. Die Zentrifugalkraft wirkt dabei radial von der Rotationsachse nach außen, d.h. in Richtung der Öffnungen des Hohlkörpers, so dass die Flüssigkeit unter bestimmten Bedingungen aus dem Flüssigkeitsraum an die Oberfläche austreten kann. Die Zentrifugalkraft hängt hier von dem Durchmesser d der Öffnung, dem Wasserstand h innerhalb des Flüssigkeitsraums (bei Rotation), der Dichte p der Flüssigkeit, der Rotationsgeschwindigkeit v und dem Schwerpunktradius r der Flüssigkeit ab. Unter der Maßgabe, dass hier nur der Flüssigkeitsstand unter der Öffnung betrachtet wird, ergibt sich die Zentrifugalkraft
F7 = π x— x h x p x
4
Bei Flüssigkeiten, die das Material des Hohlkörpers benetzen, weisen die Kapillar- kraft und die Zentrifugalkraft in die gleiche Richtung, d.h. radial nach außen. Sofern die Flüssigkeit das Material des Hohlkörpers jedoch nicht benetzt, stehen sich die Kapillarkraft und die Zentrifugalkraft entgegen, so dass anhand des Kräftegleichgewichtes zwischen der Kapillarkraft und der Zentrifugalkraft eine Mindestdrehzahl errechnet werden kann, welche erforderlich ist, damit die Zentrifugalkraft die nach radial innen wirkende Kapillarkraft übersteigt und die Flüssigkeit somit aus dem Flüssigkeitsraum an die Oberfläche des Hohlkörpers gelangen kann.
Hierzu wird die Gleichung FK = Fz nach der Geschwindigkeit v aufgelöst. Hierdurch ergibt sich
Die ermittelte Geschwindigkeit v steht durch folgende Gleichung in Beziehung mit der Drehzahl n: v = 2 χ π x n x r .
Somit lässt sich abhängig von der Oberflächenspannung der Flüssigkeit, dem
Durchmesser der Öffnung, dem Kontaktwinkel, dem Schwerpunktradius der Flüssigkeit innerhalb des Flüssigkeitsraumes, dem Flüssigkeitsstand innerhalb des Flüssigkeitsraumes (bei Rotation der Reinigungswalze) sowie der Dichte der Flüssigkeit für jede Konstellation eine Mindestdrehzahl der Reinigungswalze berechnen, ab deren Erreichen ein Austritt von Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsraum möglich ist. Sofern diese Mindestdrehzahl nicht erreicht ist, d.h. die Reinigungswalze mit einer geringeren Drehzahl rotiert, kann die Flüssigkeit nicht aus dem Flüssigkeitsraum an die Oberfläche des Hohlkörpers gelangen. Somit kann über die Drehzahleinstellung der Reinigungswalze gezielt gesteuert werden, wann Flüssigkeit austritt und wann nicht. Während eines bloßen Transports des Reinigungsgerätes, bei welchem sich die Reinigungswalze in der Regel nicht dreht, kann der Austritt von Flüssigkeit somit wirksam verhindert werden. Demgegenüber wird die Reinigungswalze für einen Reinigungsvorgang, der die Verwendung von Flüssigkeit erfordert, mit einer die Mindestdrehzahl übersteigenden Drehzahl rotiert, so dass die Zentrifugalkraft die Kapillarkraft übersteigt und Flüssigkeit an die zu reinigende Fläche abgegeben werden kann.
Im Sinne der Erfindung wird vorgeschlagen, dass ein Kontaktwinkel zwischen der Flüssigkeit und einer Innenwandung der Öffnung größer als 90° bis hin zu 270° ist. Der Kontaktwinkel zwischen der Flüssigkeit und der Innenwandung der Öffnung ist maßgeblich für den Austritt der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsraum. Sofern der Kontaktwinkel größer als 90° ist, wird der die Kapillarkraft beeinflussende Cosinus des Kontaktwinkels negativ. Dies bedeutet, dass die Flüssigkeit nicht in die Öffnung aufsteigt, sondern vielmehr Flüssigkeit in entgegengesetzter Richtung verdrängt, so dass die Kapillarkraft der Zentrifugalkraft entgegensteht. Diesen Effekt macht sich die Erfindung dadurch zunutze, dass gezielt Materialkombinationen für die Flüssig- keit und den Hohlkörper gewählt werden, die zu einem Kontaktwinkel größer als 90° bis hin zu 270° führen. In diesem Fall wirkt die Kapillarkraft entsprechend entgegen der Zentrifugalkraft der Flüssigkeit. Sofern die Drehzahl der Reinigungswalze groß genug ist, so dass die Zentrifugalkraft die Kapillarkraft übersteigt, tritt Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsraum aus. Insgesamt kann der Flüssigkeitsaustritt somit durch die Wahl der Materialien, die Drehzahl und den Durchmesser der Öffnungen reguliert werden. Es wurde folglich keine Pumpe, Ventile, fliehkraftabhängige Klappen oder ähnliches gebraucht.
Es wird vorgeschlagen, dass die Flüssigkeit Wasser ist und der Hohlkörper ein hyd- rophobes Material, insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE) aufweist. Das PTFE kann dabei eine Beschichtung des Hohlkörpers, insbesondere der Öffnungen, sein. Die hydrophobe Eigenschaft des Hohlkörpers führt dazu, dass das Wasser innerhalb der Öffnungen einen Kontaktwinkel größer als 90° aufweist, so dass die Kapillarkraft in Richtung des Flüssigkeitsraumes gewandt ist und somit der Zentrifugalkraft ent- gegensteht. Somit kann es zu dem zuvor erläuterten Kräftegleichgewicht zwischen der Kapillarkraft und der Zentrifugalkraft kommen. Neben PTFE sind auch andere hydrophobe Materialien denkbar, bspw. Wachs oder Paraffin. Dabei kann der Hohlkörper vollständig aus dem hydrophoben Material bestehen, oder zumindest innerhalb des Flüssigkeitsraumes, insbesondere der Öffnungen, eine Beschichtung aus diesem hydrophoben Material aufweisen.
Es wird vorgeschlagen, dass die Öffnungen einen Durchmesser von 0,5 μιτι bis 2 mm aufweisen. Dieser Durchmesser ist ausreichend klein, damit die innerhalb des Flüssigkeitsraumes befindliche Flüssigkeit nicht alleine auf Grund der Gravitationskraft durch die Öffnungen aus dem Flüssigkeitsraum gelangen kann. Zudem weisen Öff- nungen mit einem solchen Durchmesser einen ausreichend starken Kapillareffekt, d.h. eine ausreichende Steighöhe der Flüssigkeit innerhalb der Öffnung, auf, um die erfindungsgemäße Funktionsweise zu ermöglichen. Die Öffnungen können vorteilhaft Kapillaren sein, welche in das Material des Hohlkörpers gebohrt wurden. Alternativ eignen sich gegebenenfalls auch Hohlkörper, welche aus einem Kapillaren ent- haltenden Material bestehen. Im letztgenannten Fall ist es im Sinne der Erfindung jedoch Voraussetzung, dass die Durchmesser der Öffnungen in etwa gleich groß sind oder jeweils eine klar abgrenzbare Mindestgröße aufweisen, so dass eine gemeinsame Mindestdrehzahl für den Austritt von Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsraum bestimmt werden kann.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Hohlkörper unterschiedlich große Öffnungen mit voneinander abweichenden Durchmessern aufweist, wobei einer Öffnung mit einem ersten Durchmesser eine erste Mindestdrehzahl zugeordnet ist, und wobei einer Öffnung mit einem zweiten Durchmesser eine zweite Mindestdrehzahl zugeordnet ist. Gemäß dieser Ausgestaltung können zwei Drehzahlen der Reinigungswalze definiert werden, ab welchen die jeweiligen Öffnungen für einen Austritt von Flüssigkeit freigegeben werden. Dadurch sind bspw. Öffnungen mit einem zweiten, größeren Durchmesser zunächst, auch bei Erreichen der ersten Mindestdrehzahl, gesperrt, und werden erst bei Erreichen der zweiten Mindestdrehzahl für einen Austritt von Flüssigkeit freigegeben. Somit sind zwei oder mehr Gruppen von Öffnungen mit unterschiedlichen Durchmessern möglich, welche drehzahlabhängig nur eine bestimmte Durchfeuchtung der Reinigungswalze zulassen und erst bei erhöhter Drehzahl vermehrt Wasser austreten lassen.
Es wird vorgeschlagen, dass das Reinigungsgerät ein Trockenreinigungsgerät ist, wobei die Reinigungswalze ausgebildet ist, bei einer einer Flächenbearbeitung mittels der Reinigungswalze entsprechenden ersten Drehzahl einen Austritt von Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsraum des Hohlkörpers zu sperren und bei einer einer Selbstreinigung der Reinigungswalze entsprechenden zweiten, höheren Drehzahl einen Austritt von Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsraum freizugeben. Die Erfindung ist somit keinesfalls auf Feuchtreinigungsgeräte beschränkt. Vielmehr kann die Erfindung auch besonders vorteilhaft bei Trockenreinigungsgeräten Anwendung finden. Das Reinigungsgerät ist dabei so ausgebildet, dass die für eine übliche Bearbeitung der zu reinigenden Fläche verwendete Drehzahl geringer ist als eine zum Austritt von Flüssigkeit erforderliche Mindestdrehzahl. Somit kann mittels der Reini- gungswalze eine Trockenreinigung bei einer ersten Drehzahl durchgeführt werden, ohne dass ungewollt Flüssigkeit aus dem Hohlkörper austritt. Erst bei Erreichen der Mindestdrehzahl der Reinigungswalze wird Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsraum freigegeben. Diese Mindestdrehzahl bzw. eine höhere Drehzahl kann bspw. zur Rotation der Reinigungswalze eingestellt werden, wenn eine Selbstreinigung der Reini- gungswalze stattfinden soll. Dabei wird die Reinigungswalze mit Flüssigkeit durchspült, so dass auf der Oberfläche der Reinigungswalze anhaftender Schmutz gelöst werden kann und die Reinigungswalze nach anschließender Trocknung für einen erneuten, trockenen Reinigungsvorgang zur Verfügung steht. Die Erfindung lässt sich somit auch ganz hervorragend bei Trockenreinigungsgeräten mit einer Selbst- reinigungseinrichtung für die Reinigungswalze verwenden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Reinigungsgerät ein Feuchtreinigungs- gerät ist, wobei die Reinigungswalze ausgebildet ist, bei einer einer Flächenbearbeitung mittels der Reinigungswalze entsprechenden ersten Drehzahl einen Austritt einer ersten Menge von Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsraum des Hohlkörpers freizugeben und bei einer einer Selbstreinigung der Reinigungswalze entsprechenden, insbesondere höheren, zweiten Drehzahl einen Austritt einer zweiten Menge von Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsraum freizugeben. Das Feuchtreinigungsgerät weist dabei zwei unterschiedliche Drehzahlstufen für die Rotation der Reinigungswalze auf. Während einer Flächenbearbeitung mittels der Reinigungswalze rotiert die Rei- nigungswalze mit einer ersten Drehzahl, woraufhin eine dem aktuellen Kräftegleichgewicht entsprechende Menge Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsraum abgegeben wird. Unabhängig von der Feuchtbearbeitung der Fläche kann erfindungsgemäß eine zweite Drehzahlstufe zur Selbstreinigung der Reinigungswalze vorgesehen sein, welche eine zweite, höhere Drehzahl vorsieht, bei welcher vermehrt Flüssigkeit zur Durchspülung der Reinigungswalze aus dem Flüssigkeitsraum austreten kann. Im Übrigen gilt auch bei dieser Ausführung, dass alleine durch Transportieren des Reinigungsgerätes ohne Rotation der Reinigungswalze kein Austritt von Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsraum möglich ist. Ein unerwünschtes Abtropfen wird somit optimal verhindert.
Es wird vorgeschlagen, dass die Mindestdrehzahl der Reinigungswalze mindestens 150 Umdrehungen pro Minute bis hin zu 3.000 Umdrehungen pro Minute beträgt. Die angegebene Mindestdrehzahl von 150 Umdrehungen pro Minute hebt sich dabei deutlich von einer nur zufälligen Rotation der Reinigungswalze während eines Transports des Reinigungsgerätes ab. Ebenso übersteigt diese Mindestdrehzahl auch die Drehzahl der Reinigungswalze bei einem bloßen Verschieben des Reinigungsgerätes über die zu reinigende Fläche. Vielmehr entspricht der angegebene Drehzahlbereich von 150 Umdrehungen pro Minute bis 3.000 Umdrehungen pro Minute üblichen Rotationsdrehzahlen der Reinigungswalze während eines Bearbeitungsvor- gangs zum Reinigen der Fläche bzw. für eine Selbstreinigung der Reinigungswalze von anhaftendem Schmutz. Die erforderliche Mindestdrehzahl zum Austritt von Flüssigkeit aus dem Hohlkörper wird dabei durch die zuvor genannten Parameter bestimmt, welche die Zentrifugalkraft bzw. die Kapillarkraft beeinflussen. Schließlich wird vorgeschlagen, dass der Hohlkörper mit einem Schwammkörper ummantelt ist. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass der Hohlkörper und/ oder der Schwammkörper mit einem Reinigungstuch, insbesondere einem Mikrofasertuch, ummantelt ist. Die Oberfläche der Reinigungswalze ist dabei durch einen Schwammkörper und/ oder ein Reinigungstuch belegt. Beispielsweise kann es sich um ein textiles Reinigungstuch handeln, in welchem der von der zu reinigenden Fläche gelöste Schmutz gebunden wird. Als besonders vorteilhaft erweist sich in diesem Zusammenhang die Ausbildung des Reinigungstuches als Mikrofasertuch. Dies ist insbesondere hinsichtlich des Schmutzabtrags von der zu reinigenden Fläche vorteilhaft. Das Reinigungstuch bzw. der Schwammkörper ist vorteilhaft saugfähig, so dass eine bestimmte Menge Flüssigkeit gespeichert werden kann. Anstatt des Reinigungstuches oder alternativ zwischen dem Hohlkörper und dem Reinigungstuch kann ein Schwammkörper vorgesehen sein. Der Schwammkörper dient insbesondere als Zwischenspeicher für die Flüssigkeit. Er saugt die Flüssigkeit, welche durch die Öffnungen des Hohlkörpers austritt, auf und gibt diese an das Reinigungstuch bzw. die zu reinigende Fläche ab.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1: ein erfindungs gemäßes Reinigungs gerät,
Figur 2: eine erfindungsgemäße Reinigungswalze,
Figur 3: einen Schnitt der Reinigungswalze mit einer Definition von Parametern,
Figur 4: die Reinigungswalze in einer Querschnitts ansieht.
Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu Figur 1 ein Reinigungsgerät 1 in Form eines Feuchtreinigungsgerätes zur Feuchtreinigung einer zu reinigenden Fläche. Das Reinigungsgerät 1 weist ein Vorsatzgerät 11 auf, welches bei einem Reinigungsvorgang in Kontakt mit der zu reinigenden Fläche steht. Das Vorsatzgerät 11 weist hier zwei Reinigungswalzen 2 auf, welche von innen mit Flüssigkeit 6 beaufschlagt werden können. Hierzu weist das Vorsatzgerät 11 einen Tank (nicht dargestellt) auf, welcher durch eine Einfüllöffnung 12 mit Flüssigkeit 6 beaufschlagt werden kann. Die Flüssigkeit 6 gelangt über Flüssigkeitsleitungen (nicht dargestellt) von dem Tank zu den Reinigungswalzen 2. Das Reinigungsgerät 1 stützt sich über die beiden Reinigungswalzen 2 auf der zu reinigenden Fläche ab. Die Reinigungswalzen 2 erstrecken sich quer zu einer üblichen Verfahrrichtung r des Reinigungsgerätes 1, welche aus der üblichen Arbeitsbewegung eines Nutzers des Reinigungsgerätes 1 resultiert, nämlich generell abwechselnd vor und zurück, dies ggf. weiter unter leich- tem Ausweichen in eine nächstliegende Reinigungsbahn. Die Reinigungswalzen 2 erstrecken sich annähernd über die gesamte quer zur Verfahrrichtung r stehende Breite des Reinigungsgerätes 1. Entsprechend der gezeigten Anordnung ist jeweils eine Reinigungswalze 2 bei einer Bewegung des Reinigungsgerätes 1 in Verfahrrichtung r vorne bzw. hinten an dem Vorsatzgerät 11 angeordnet. Die Reinigungswalzen 2 sind über einen Elektromotor (nicht dargestellt) antreibbar, d.h. um eine Drehachse x rotierbar. Während eines üblichen Verfahrvorgangs des Reinigungsgerätes 1, ohne Bearbeitung einer zu reinigenden Fläche, sind die Reinigungswalzen 2 nicht aktiv angetrieben. Vielmehr ergibt sich alleine auf Grund des Reibschlusses zu der zu reinigenden Fläche eine passive Rotation der Reinigungswalzen 2. Während eines Rei- nigungs Vorgangs der Fläche mittels der Reinigungswalzen 2 und/ oder während einer Selbstreinigung der Reinigungswalzen 2 werden die Reinigungswalzen 2 hingegen aktiv mittels des Motors rotiert. Während des Reinigungsvorgangs stellt sich eine Wischkante entlang der Berührungslinie zwischen der Reinigungswalze 2 und der zu reinigenden Fläche ein. Diese Wischkante übernimmt die Reinigung der Flä- che durch die Bewegung dieser temporären Wischkante relativ zu der Fläche, wodurch Schmutz gelöst wird. Die Reinigungswalzen 2 sind zur Feuchtreinigung mit einer Flüssigkeit 6 versorgt. Diese ist vorteilhaft Wasser, ggf. zusätzlich mit einem Reinigungsmittel versehen. Diese Flüssigkeit 6 liegt zunächst bevorratet in dem Tank des Vorsatzgerätes 11. Über diesen Tank werden die Reinigungs walzen 2 an- schließend mit Flüssigkeit 6 versorgt. Dazu weist jede Reinigungswalze 2 Schlauchleitungen in einem axialen Stirnbereich der Reinigungswalze 2 auf. Ein freier Endbe- reich einer Schlauchleitung erstreckt sich somit parallel zu der Drehachse x der Reinigungswalze 2.
Fig. 2 zeigt eine Detailansicht der Reinigungswalze 2. Die Reinigungswalze 2 ist da- bei hinsichtlich ihrer verschiedenen Ummantelungen explosionsartig dargestellt. Die Reinigungswalze 2 ist grundsätzlich als stirnseitig verschlossener zylindrischer Hohlkörper 3 ausgebildet, wobei zur besseren Anschauung der stirnseitige Verschluss nicht dargestellt ist. Der Hohlkörper 3 besteht aus einem Hartkunststoffmaterial und ist hier mit einem hydrophoben Material, nämlich PTFE, beschichtet. Der Hohlkörper 3 ist flüssigkeitsdurchlässig ausgebildet, indem dieser eine Vielzahl von sich über die Oberfläche 7 erstreckenden als Kapillaren ausgebildeten Öffnungen 5 aufweist. Innerhalb des Hohlkörpers 3 ist ein ebenfalls zylindrischer Flüssigkeitsraum 4 ausgebildet, welcher der Aufnahme von Flüssigkeit 6 dient. Durch die Öffnungen 5 kann Flüssigkeit 6 unter bestimmten Bedingungen aus dem Flüssigkeits- räum 4 an die Oberfläche 7 des Hohlkörpers 3 gelangen. Die Öffnungen 5 weisen eine Innenwandung 8 auf, welche ebenfalls mit einem hydrophoben Material beschichtet ist. Der Hohlkörper 3 ist von einem drehfest an diesem angeordneten Schwammkörper 9 umgeben. Der Schwammkörper 9 ist offenporig ausgestaltet und besitzt die Fähigkeit einer Zwischenspeicherung von Flüssigkeit 6. Der Schwamm- körper 9 ist von einem Reinigungstuch 10 überzogen, hier in der Form eines Mikro- fasertuches. Das Reinigungstuch 10, der Schwammkörper 9 und der Hohlkörper 3 sind drehfest miteinander verbunden und gemeinsam um die Drehachse x drehbar. Der Flüssigkeitsraum 4 des Hohlkörpers 3 dient als Speicher für die Flüssigkeit 6. Dieser Speicher wird über den zuvor beschriebenen Tank und die Schlauchleitungen nachgefüllt. Sobald der Schwammkörper 9 und/ oder das Reinigungstuch 10 mit Flüssigkeit 6 beaufschlagt sind, geben diese unter Druck, welcher durch eine Verschiebung des Reinigungsgerätes 1 auf der zu reinigenden Fläche entsteht, Flüssigkeit 6 auf die zu reinigende Fläche ab. Es kommt hierbei zu einem Austritt von Flüssigkeit 6 im Bereich der Wischkante. Die Flüssigkeit 6 wird dabei aus dem
Schwammkörper 9 und/ oder dem Reinigungstuch 10 ausgequetscht und über das Reinigungstuch 10 auf die zu reinigende Fläche aufgetragen. Bei weitergehender Ro- tation der Reinigungs walze 2 in Verfahrrichtung r des Reinigungsgerätes 1 wird Schmutz von der zu reinigenden Fläche gelöst und auf das Reinigungstuch 10 übertragen. Der Austritt von Flüssigkeit 6 aus dem Flüssigkeitsraum 4 an die Oberfläche 7 des Hohlkörpers 3 hängt von der durch die Rotation der Reinigungswalze 2 entstehenden Kapillar kraft FK und der Zentrifugalkraft Fz ab. Erst bei Überschreiten einer Mindestdrehzahl nmin der Reinigungswalze 2 kommt es zu einem Übersteigen der Kapillarkraft FK durch die Zentrifugalkraft Fz. Dadurch kann die auf Grund der hyd- rophoben Eigenschaft der Innenwandung 8 der Öffnungen 5 nach radial innen gerichteten Kapillarkraft FK überwunden werden.
In Figur 3 ist ein schematischer Schnitt einer Reinigungswalze 2 mit den zur Bestimmung der Kapillarkraft FKbzw. der Zentrifugalkraft Fz benötigten Parametern dar- gestellt. Gezeigt ist eine Reinigungswalze 2, welche einen Hohlkörper 3 aufweist. Der Hohlkörper 3 weist eine Oberfläche 7 mit einer Vielzahl von Öffnungen 5 auf, welche einen Flüssigkeitsraum 4 zur Aufnahme von Flüssigkeit 6 umschließt. In der Figur ist lediglich zu Anschauungszwecken nur eine einzige Öffnung 5 dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass die Reinigungswalze 2 eine Vielzahl von regelmäßig oder un- regelmäßig angeordneten Öffnungen 5 aufweisen kann, durch welche Flüssigkeit 6 aus dem Flüssigkeitsraum 4 auf die Oberfläche 7 des Hohlkörpers 3 gelangen kann. Die Reinigungswalze 2 ist hier ohne einen Schwammkörper 9 bzw. ein Reinigungstuch 10 dargestellt. Dies dient insbesondere der besseren Anschaulichkeit und ist in keiner Weise limitierend für das Ausführungsbeispiel. Die Öffnung 5 weist eine mit einem hydrophoben Material beschichtete Innenwandung 8 auf. In dem in der Figur idealisiert dargestellten Zustand bildet die innerhalb des Flüssigkeitsraumes 4 befindliche Flüssigkeit 6 durch die Rotation der Reinigungswalze 2 um die Drehachse x einen regelmäßigen Flüssigkeitsring aus. Dieser Ring weist einen Schwerpunktradius r ausgehend von der Drehachse x sowie einen Wasserstand h auf, welcher der Breite des Flüssigkeitsrings entspricht. Die Öffnung 5 weist einen Durchmesser d auf. Auf Grund der hydrophoben Beschichtung des Hohlkörpers 3 und insbesondere der In- nenwandung 8 der Öffnung 5 weist die Kapillarkraft FK eine radial nach innen weisende Richtung auf. Damit steht sie der radial nach außen gerichteten Zentrifugalkraft Fz, welche durch die Rotation der Reinigungswalze 2 entsteht, entgegen. Figur 4 zeigt eine Ausführungsform einer Reinigungswalze 2 mit einer Vielzahl von Öffnungen 5, deren Innenwandung 8 hydrophob mit PTFE beschichtet ist. Durch die hydrophobe Beschichtung kann die Flüssigkeit 6, hier Wasser, die Innenwandung 8 der Öffnung 5 nicht benetzen. Dadurch kommt es zu einem konvexen Flüssigkeitspegel innerhalb der Öffnung 5. Der Kontaktwinkel Θ zwischen der Innenwandung 8 und der Flüssigkeit 6 innerhalb der Öffnung 5 ist dadurch größer als 90°. Bedingt dadurch wird die Kapillarkraft FK, welche definiert ist als
FK = σ χ π x d x cos(0) negativ, so dass diese der radial von der Drehachse x nach außen weisenden Zentrifugalkraft Fz entgegensteht. Dabei ist
c d v
F7 = π x— x h x p x— .
z 4 r
Im Einzelnen hängt die Rotationsgeschwindigkeit v - und damit auch die Drehzahl n - der Reinigungswalze 2 um die Drehachse x, bei welcher sich die Kapillarkraft FK und die Zentrifugalkraft Fz ausgleichen, von mehreren Parametern ab, nämlich der Oberflächenspannung der Flüssigkeit: σ,
dem Durchmesser der Öffnung 5: d,
dem Schwerpunktradius der Flüssigkeit 6: r,
dem Kontaktwinkel zwischen der Flüssigkeit 6 und der Innenwandung 8: Θ, dem Flüssigkeitsstand: h,
der Dichte der Flüssigkeit 6: p. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel, bei welchem die Flüssigkeit 6 Wasser ist, und die Innenwandung 8 mit PTFE beschichtet ist, ergeben sich folgende Zahlenwerte:
σ = 72,75 x 10 -3 N
m d = 1 x 10 m , r = 15 x l0 m , 0 = 110° ;
/z = l x l0~2m , kg
p = 999,97
m
Die Geschwindigkeit v berechnet sich mit diesen Zahlenwerten gerundet zu
m
v = 0,66— , was einer Drehzahl von ungefähr n = 423,3 Umdrehungen/ min ent- s
spricht. Die Mindestdrehzahl nmin ist dabei die Drehzahl n, welche überschritten werden muss, damit Flüssigkeit 6 durch die Öffnungen 5 aus dem Flüssigkeitsraum 4 austreten und an die Oberfläche 7 gelangen kann, wo diese gegebenenfalls von einem Schwammkörper 9 und/ oder einem Reinigungstuch 10 aufgenommen wird. Sofern das Reinigungsgerät 1 bspw. gar nicht in Kontakt mit der zu reinigenden Fläche steht, sondern bspw. transportiert wird, ist die Drehzahl n der Reinigungswalze 2, Null, so dass die Mindestdrehzahl nmin nicht überschritten wird und keine Flüssigkeit 6 aus dem Flüssigkeitsraum 4 austreten kann. Wenn die Reinigungswalze 2 hingegen für einen Reinigungsvorgang mit einer Drehzahl n von bspw. 424 Umdrehungen pro Minute rotiert, kann die Flüssigkeit 6 durch die Öffnungen 5 aus dem Flüssigkeitsraum 4 austreten und für den Reinigungsvorgang verwendet werden. Je nach der gewünschten Ausführung des Reinigungsgerätes 1 kann der Hohlkörper 3 auch verschieden große Öffnungen 5, welchen unterschiedliche Mindestdrehzahlen nmin zugeordnet sind, aufweisen. Beispielsweise kann eine erste Mindestdrehzahl nmin vorgesehen sein, um Flüssigkeit 6 für einen Reinigungs Vorgang der zu reinigenden Fläche bereitzustellen und eine zweite Mindestdrehzahl nmin, um Flüssigkeit 6 für einen Selbstreinigungsvorgang der Reinigungswalze 2 zur Verfügung zu stellen, bei welcher die Reinigungswalze 2 schneller rotiert, als während der Flächenbearbeitung.
Bezugszeichenliste:
1 Reinigungsgerät x Drehachse
2 Reinigungswalze r Verfahrrichtung
3 Hohlkörper d Durchmesser
4 Flüssigkeitsraum n Drehzahl
5 Öffnung nmin Mindestdrehzahl
6 Flüssigkeit h Wasserstand
7 Oberfläche r Schwerpunktradius
8 Innenwandung Fz Zentrifugalkraft
9 Schwammkörper FK Kapillarkraft
10 Reinigungstuch σ Oberflächenspannung
11 Vorsatzgerät Θ Kontaktwinkel
12 Einfüllöffnung p Dichte
v Geschwindigkeit

Claims

ANSPRÜCHE
1. Reinigungs gerät (1), insbesondere Bodenreinigungsgerät, mit einer um eine Drehachse (x) rotierbaren Reinigungswalze (2) zur Bearbeitung einer zu reinigenden Fläche, wobei die Reinigungswalze (2) zumindest teilweise als flüssigkeitsdurchlässiger Hohlkörper (3) mit einem innenliegenden Flüssigkeitsraum (4) ausgebildet ist, wobei der Hohlkörper (3) Öffnungen (5) zum Austritt von Flüssigkeit (6) aus dem Flüssigkeitsraum (4) an die Oberfläche (7) des Hohlkörpers (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungswalze (2) ausgebildet ist, unterhalb einer durch ein Kräftegleichgewicht zwischen einer an der Flüssigkeit angreifenden Kapillarkraft (FK) und Zentrifugalkraft (Fz) bestimmten Mindestdrehzahl (nmin) einen Austritt von Flüssigkeit (6) aus dem Flüssigkeitsraum (4) zu sperren und ab Erreichen der Mindestdrehzahl (nmin) einen Austritt von Flüssigkeit (6) aus dem Flüssigkeitsraum (4) freizugeben.
2. Reinigungs gerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontaktwinkel (Θ) zwischen der Flüssigkeit (6) und einer Innenwandung (8) der Öffnung (5) größer als 90° bis hin zu 270° ist.
3. Reinigungsgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (6) Wasser ist und der Hohlkörper (3) ein hydrophobes Material, insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE) aufweist.
4. Reinigungs gerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (5) einen Durchmesser (d) von 0,5 Mikrometer bis 2 Millimeter aufweisen.
5. Reinigungs gerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (3) unterschiedlich große Öffnungen (5) mit voneinander abweichenden Durchmessern (d) aufweist, wobei einer Öffnung (5) mit einem ersten Durchmesser (d) eine erste Mindestdrehzahl (nmin) zugeordnet ist, und wobei einer Öffnung (5) mit einem zweiten Durchmesser (d) eine zweite Mindestdrehzahl (nmin) zugeordnet ist.
6. Reinigungs gerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungs gerät (1) ein Trockenreinigungs gerät ist, wobei die Reinigungswalze (2) ausgebildet ist, bei einer einer Flächenbearbeitung mittels der Reinigungswalze (2) entsprechenden ersten Drehzahl (n) einen Austritt von Flüssigkeit (6) aus dem Flüssigkeitsraum (4) des Hohlkörpers (3) zu sperren und bei einer einer Selbstreinigung der Reinigungswalze (2) entsprechenden zweiten, höheren Drehzahl (n) einen Austritt von Flüssigkeit (6) aus dem Flüssigkeitsraum freizugeben.
7. Reinigungs gerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsgerät (1) ein Feuchtreinigungsgerät ist, wobei die Reinigungswalze (2) ausgebildet ist, bei einer einer Flächenbearbeitung mittels der Reinigungswalze (2) entsprechenden ersten Drehzahl (n) einen Austritt einer ersten Menge von Flüssigkeit (6) aus dem Flüssigkeitsraum (4) des Hohlkörpers (3) freizugeben und bei einer einer Selbstreinigung der Reinigungswalze (2) entsprechenden, insbesondere höheren, zweiten Drehzahl (n) einen Austritt einer zweiten Menge von Flüssigkeit (6) aus dem Flüssigkeitsraum freizugeben.
8. Reinigungs gerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mindestdrehzahl (nmin) der Reinigungswalze (2) mindestens 150 Umdrehungen/ min bis hin zu 3000 Umdrehungen/ min beträgt.
9. Reinigungs gerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (3) mit einem Schwammkörper (9) ummantelt ist.
10. Reinigungs gerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (3) und/ oder der Schwammkörper (9) mit einem Reinigungstuch (10), insbesondere einem Mikrofasertuch, ummantelt ist.
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