ES3032011T3 - Floor treatment machine - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una máquina para el tratamiento de suelos (15), como una fregadora-secadora. En particular, aunque no exclusivamente, se refiere a una máquina para el tratamiento de suelos húmedos con un motor (30) que acciona directamente un cabezal de trabajo giratorio (17) a velocidad y par controlados. La invención proporciona una máquina para el tratamiento de suelos (15) destinada a la limpieza y/o tratamiento de superficies de suelo. Dicha máquina comprende un cuerpo con un cabezal de trabajo giratorio que se acopla al suelo. El cuerpo está equipado con un motor (30) que comprende un eje central giratorio (31) conectado al cabezal de trabajo (17). El motor (30) tiene un estator (35) que comprende una bobina anular dispuesta alrededor del eje del motor (31) y un conjunto magnético anular giratorio (33) dispuesto a una distancia considerable del estator interno (35). El conjunto magnético (33) está acoplado al eje del motor (31) y las dimensiones del motor (30) están preseleccionadas para que el conjunto magnético (33), el eje del motor (31) y el cabezal de tratamiento de suelos (17) giren selectivamente a velocidades de entre 100 y 250 revoluciones por minuto y proporcionen un par predeterminado según la aplicación. El diámetro del motor (30) puede estar entre 120 y 160 mm aproximadamente. Las dimensiones del motor (30) pueden seleccionarse para proporcionar un par de hasta 12 Nm. La máquina de tratamiento de suelos (15) puede configurarse para la dosificación selectiva de líquido limpiador a la superficie del suelo durante su uso y puede incluir un depósito de líquido limpiador y un mecanismo de accionamiento para dicha dosificación. El eje de accionamiento (31) puede incluir un orificio pasante (21) a través del cual se dosifica el líquido limpiador a la superficie del suelo durante su uso. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Máquina de tratamiento de suelos

La presente invención se refiere a una máquina de tratamiento de suelos, como una fregadora-secadora de suelos o una máquina de limpieza autónoma. En particular, aunque no exclusivamente, la invención se refiere a una máquina de tratamiento de suelos que presenta un motor para aplicar un accionamiento directo a un cabezal de trabajo giratorio a una velocidad y par óptimos controlados.

Las fregadoras de suelos conocidas suelen presentar al menos un cabezal de trabajo formado por una parte de fregado anular rotatoria que incluye cerdas o una almohadilla de pulido. El cabezal o cabezales de trabajo se accionan mediante motores eléctricos a través de una batería o de la red eléctrica. Normalmente, las fregadoras “húmedas” presentan un dispensador de fluido de limpieza desde el que se puede distribuir detergente o una solución de limpieza diluida sobre la superficie a limpiar. Los motores convencionales utilizados en las fregadoras de suelos requieren una caja de engranajes para proporcionar el par necesario al cabezal de trabajo. En consecuencia, el consumo de energía es elevado y las múltiples piezas mecánicas aumentan la resistencia a la fricción de la caja de engranajes, lo que da como resultado una baja eficacia de transmisión y una mayor probabilidad de averías en los componentes.

El documento KR20140138433 divulga un limpiador de suelos delgado con un motor de CC sin escobillas, que está conectado a través de una transmisión por correa a un elemento de acoplamiento accesorio para hacer rotar diversas herramientas a una gama de velocidades diferentes con ejemplos que oscilan entre 120 RPM y 4500 RPM.

Por tanto, un objetivo de la presente invención es proporcionar una máquina de tratamiento de suelos, como una fregadora-secadora o una máquina de limpieza autónoma, con un mecanismo de accionamiento de alta eficacia operable dentro de aproximadamente parámetros específicos optimizados para la aplicación concreta.

Según un aspecto de la invención se proporciona una máquina de tratamiento de suelos para limpiar y/o tratar una superficie de suelo, comprendiendo la máquina de tratamiento de suelos:

una parte de cuerpo provista de un cabezal de trabajo acoplable al suelo giratorio y un motor que comprende un árbol de accionamiento giratorio dispuesto centralmente, coaxial con el cabezal de trabajo acoplable al suelo giratorio y conectado al mismo, un estator que comprende una bobina anular dispuesta alrededor del árbol de accionamiento y un conjunto magnético giratorio dispuesto en una ubicación espaciada alrededor del estator, en la que el conjunto magnético está acoplado al árbol de accionamiento y es giratorio con el mismo; y

en la que las dimensiones del motor se seleccionan de manera que el conjunto magnético, el árbol de accionamiento y el cabezal de trabajo de tratamiento de suelos puedan rotar simultánea y selectivamente a velocidades en el intervalo entre 100 y 250 revoluciones por minuto (RPM) y proporcionen un par predeterminado seleccionado en función de la aplicación.

El motor puede comprender un alojamiento exterior o cubierta conectada al árbol de accionamiento y el conjunto magnético puede estar unido a una superficie interna del alojamiento exteriorIcubierta de manera que el conjunto magnético rodee el estator interno.

Por tanto, el alojamiento exterior o cubierta y el conjunto magnético acoplado son giratorios alrededor del estator. Cuando se alimenta, el motor proporciona un accionamiento directo al cabezal de trabajo sin necesidad de una caja de engranajes. Ventajosamente, esto simplifica la estructura interna del motor, reduce la tasa de fallos y mejora la eficacia de la transmisión de potencia. Como resultado de las dimensiones preseleccionadas del motor, la velocidad de rotación del motor de accionamiento directo (un cabezal de trabajo acoplado al suelo unido) se mantiene a un nivel óptimo, para proporcionar un rendimiento de limpieza ideal por parte del cabezal de trabajo, reducir las vibraciones y minimizar el ruido generado, sin dejar de proporcionar el par necesario.

El cabezal de trabajo acoplable al suelo puede estar montado directamente en el árbol de accionamiento. Alternativamente, el cabezal de trabajo de tratamiento de suelos puede estar acoplado al árbol de accionamiento a través de uno o más componentes móviles con el cabezal de trabajo y el árbol de accionamiento.

El cabezal de trabajo acoplable al suelo puede estar montado directamente en el árbol de accionamiento o acoplado al mismo de manera que no haya piezas entre el árbol de accionamiento y el cabezal de trabajo de tratamiento de suelos que sean móviles con respecto al árbol de accionamiento y al cabezal de trabajo. Por tanto, el cabezal de trabajo de tratamiento de suelos puede estar montado directa o indirectamente en el árbol motriz sin ningún engranaje colocado entre los mismos.

Ventajosamente, el montaje directo del cabezal de trabajo en el árbol de accionamiento aumenta la eficacia del sistema al eliminar las pérdidas típicamente presentes en una transmisión por engranajes.

Las dimensiones del motor preseleccionadas para lograr el accionamiento del cabezal de trabajo dentro de los parámetros requeridos incluyen, pero no se limitan a: área de superficie magnética; diámetro del conjunto magnético y el estator; y/o profundidad del conjunto magnético y/o el estator.

Las dimensiones del motor pueden seleccionarse de manera que el área de superficie magnética esté entre 80 cm2 y 160 cm2 Las dimensiones del motor pueden seleccionarse de manera que el área de superficie magnética esté entre 90 cm2 y 140 cm2.

El diámetro del motor puede estar comprendido entre aproximadamente 100 mm y 200 mm. El diámetro del motor puede ser entre aproximadamente 110 mm y 160 mm. El diámetro del motor puede estar entre aproximadamente 120 mm y 150 mm. El diámetro del motor puede ser de aproximadamente 140 mm. Por tanto, el diámetro del motor es típicamente mayor en comparación con los motores convencionales que presentan una estructura similar con el fin de proporcionar el par necesario para accionar un cabezal de trabajo a la velocidad de rotación óptima para una máquina de tratamiento de suelos.

El diámetro del motor puede seleccionarse en un valor específico y la profundidad del conjunto magnético y/o el estator puede variar en función de la aplicación prevista. Por tanto, el motor puede presentar un diámetro de aproximadamente 140 mm con una profundidad variable para el conjunto magnético y/o el estator a fin de cambiar el área de flujo en función del par previsto necesario para una aplicación concreta.

Esto permite la producción de un motor de anchura estándar con alturas variables para ajustar el área de flujo a los requisitos de potencia de una aplicación específica. Ventajosamente, esto permite la producción de un motor con anchura/dimensión conocida en dos ejes, lo que permite a los diseñadores de máquinas de limpieza de suelos asignar una anchura/espacio conocido para un motor dentro de una parte de cuerpo o unidad de base/suelo de una máquina en relación con otros componentes, mientras que la flexibilidad permanece para alterar la fuerza rotacional disponible variando la profundidad del conjunto magnético y solo ajustando la altura del motor para cambiar el área de flujo.

La profundidad del conjunto magnético y/o del estator puede estar entre aproximadamente 20 mm y 80 mm. La profundidad del conjunto magnético y/o del estator puede estar entre aproximadamente 30 mm y 60 mm. La profundidad del conjunto magnético y/o del estator puede ser de aproximadamente 40 mm cuando el par predeterminado requerido para la aplicación es de hasta aproximadamente 7,5 Nm. La profundidad del conjunto magnético y/o del estator puede estar entre 50 y 65 mm cuando el par predeterminado requerido para la aplicación es de hasta aproximadamente 12 Nm.

El conjunto magnético puede comprender una pluralidad de imanes de alta densidad. El conjunto magnético anular giratorio puede comprender una disposición magnética de imanes de neodimio de tierras raras.

El conjunto magnético anular giratorio puede comprender una disposición de aproximadamente 11 a 19 imanes de neodimio de tierras raras. El conjunto magnético anular giratorio puede comprender una disposición de entre aproximadamente 13 y 17 imanes de neodimio de tierras raras. Ventajosamente, el elevado número de imanes aumenta el área de superficie total del campo magnético con el fin de conseguir un par elevado a baja velocidad.

El estator puede comprender un núcleo de hierro sustancialmente anular con devanados de cobre a su alrededor. El estator puede comprender una pila de laminación con doce núcleos con un devanado de ranura fraccional para lograr diez polos con tres fases. El elevado número de polos se proporciona para lograr un par elevado con una rotación a baja velocidad.

Preferiblemente, el conjunto magnético giratorio y el estator presentan un espaciado anular uniforme. El conjunto magnético giratorio puede estar dispuesto a una distancia de entre aproximadamente 0.5 mm y 3 mm del estator interno.

De este modo, se minimiza el entrehierro entre el conjunto magnético anular y el estator, al tiempo que se evita el contacto entre el rotor y el estator, teniendo en cuenta las respectivas tolerancias, dimensiones y efectos/vibraciones mecánicos a lo largo del tiempo. De este modo, se optimiza el entrehierro entre el rotor y el estator.

Las dimensiones del motor pueden seleccionarse de manera que el cabezal de trabajo de tratamiento de suelos pueda rotar selectivamente a velocidades de hasta 220 RPM. Las dimensiones del motor pueden seleccionarse de manera que el cabezal de trabajo de tratamiento de suelos pueda rotar selectivamente a velocidades en un intervalo entre 120 y 200 RPM. Las dimensiones del motor pueden seleccionarse de manera que el cabezal de trabajo de tratamiento de suelos pueda rotar selectivamente a velocidades en un intervalo entre 130 y 180 RPM.

Las dimensiones del motor pueden seleccionarse de manera que el conjunto magnético, el árbol de accionamiento y el cabezal de trabajo de tratamiento de suelos puedan rotar selectivamente a velocidades en el intervalo entre 100 y 250 revoluciones por minuto y proporcionen un par de hasta aproximadamente 7,5 Nm. Según este ejemplo, las dimensiones seleccionadas del motor pueden ser de aproximadamente 120 a 140 mm de diámetro y la profundidad del conjunto magnético y/o el estator puede ser de aproximadamente 35 a 40 mm para lograr el rendimiento requerido del motor.

Las dimensiones del motor pueden seleccionarse de manera que el conjunto magnético, el árbol de accionamiento y el cabezal de trabajo de tratamiento de suelos puedan rotar selectivamente a velocidades en el intervalo entre 100 y 250 revoluciones por minuto y proporcionen un par de hasta aproximadamente 12 Nm. Según este ejemplo, las dimensiones del motor pueden ser de aproximadamente 140 mm de diámetro y la profundidad del conjunto magnético y/o el estator puede ser de aproximadamente 50 mm para lograr el rendimiento requerido del motor.

La máquina de tratamiento de suelos puede estar configurada como una máquina de tratamiento de suelos en húmedo para el suministro de fluido de limpieza a una superficie de suelo, en la que la máquina de tratamiento de suelos comprende un depósito de fluido de limpieza y un mecanismo de accionamiento acoplado al mismo para el suministro selectivo de fluido de limpieza a la superficie de suelo.

El árbol de accionamiento puede incluir un orificio pasante dispuesto para recibir de forma selectiva el fluido de limpieza para su suministro a una superficie del suelo en utilización. El árbol de accionamiento hueco puede alojar una línea de suministro de fluido de limpieza. Por tanto, ventajosamente, el motor puede comprender un árbol hueco dispuesto centralmente a través del cual el fluido de limpieza puede suministrarse selectivamente al cabezal de trabajo asociado.

El orificio pasante del árbol de accionamiento puede estar acoplado (mediante una línea o manguera de fluido de limpieza) de manera fluida a un depósito de fluido de limpieza y la máquina de tratamiento de suelos puede incluir un actuador para permitir que el fluido de limpieza del depósito se suministre al cabezal de trabajo a través del orificio pasante y la línea o manguera de suministro de fluido situadas en el árbol de accionamiento. Un extremo orientado hacia el suelo del orificio pasante dentro del árbol de accionamiento puede comprender una salida de fluido de limpieza.

De este modo, la salida de fluido de limpieza puede estar situada ventajosamente en el centro del cabezal de trabajo, de manera que el fluido de limpieza pueda suministrarse centralmente al cabezal de trabajo y ser arrastrado por el cabezal de trabajo durante el funcionamiento. El suministro sustancialmente central del fluido de limpieza presenta la ventaja de que el fluido se distribuye uniformemente por el cabezal de trabajo y se minimiza el exceso de pulverización, de manera que el suministro, la utilización y la recuperación del fluido de limpieza son eficientes al máximo.

La máquina de tratamiento de suelos puede comprender un depósito para agua limpia y un depósito de fluido residual, y el depósito de fluido residual puede ser alimentado por un colector de aspiración de escobilla que se dispone detrás del cabezal de trabajo en utilización.

La máquina de tratamiento de suelos puede ser una máquina guiada manualmente. La máquina de tratamiento de suelos puede estar configurada como una fregadora de suelos de arrastre.

La máquina de tratamiento de suelos puede comprender una parte de base provista de un cabezal de trabajo acoplable al suelo giratorio y una parte de empuñadura conectada de forma móvil a la parte de base, de manera que la parte de empuñadura está dispuesta para guiar el movimiento de la parte de base.

La máquina de tratamiento de suelos puede estar configurada como una fregadora-secadora de suelos, que comprende un depósito de fluido de limpieza, un depósito de fluido residual, una fuente de aspiración y un recogedor de escobilla que está conectado de forma fluídica al depósito de fluido residual y dispuesto detrás de la parte de base con respecto a una dirección de avance, en la que la fuente de aspiración está acoplada al recogedor de escobilla, que recoge el fluido residual de la superficie del suelo y lo alimenta al depósito de fluido residual.

Al menos uno del depósito de agua limpia y el depósito de fluido residual puede estar dispuesto en la parte de empuñadura. Alternativamente, al menos uno del depósito de agua limpia y el depósito de fluido residual puede estar dispuesto en la parte de base. Opcionalmente, tanto el depósito de agua limpia como el depósito de fluido residual pueden estar dispuestos en la parte de empuñadura.

La parte de empuñadura puede estar conectada a la parte de base mediante una articulación que comprende una disposición de junta universal de doble eje que permite que la parte de empuñadura se recline, se mueva hacia arriba y hacia abajo, y de un lado a otro lado, al tiempo que permite aplicar un par a través de la parte de empuñadura a la parte de base para girar la dirección.

La máquina de tratamiento de suelos puede comprender una máquina de arrastre, con conductor o autónoma.

La máquina de tratamiento de suelos puede comprender una máquina autónoma en la que el movimiento de la parte de cuerpo y el funcionamiento de los cabezales de trabajo se supervisan y controlan de forma autónoma mediante algoritmos adecuados.

La máquina de tratamiento de suelos puede comprender uno o varios cabezales de trabajo, cada uno de ellos provisto de un motor que comprende un árbol de accionamiento giratorio dispuesto centralmente y conectado directamente al cabezal de trabajo respectivo. La máquina de tratamiento de suelos puede comprender dos cabezales de trabajo.

El cabezal o cabezales de trabajo acoplables al suelo pueden comprender un cepillo, un estropajo, una herramienta de limpieza o similar. El cabezal o cabezales de trabajo pueden comprender un cabezal sustancialmente cilíndrico. El cabezal o cabezales de trabajo pueden comprender un disco orientado hacia el suelo con una almohadilla de superficie seleccionable dispuesta para entrar en contacto con una superficie del suelo en utilización.

El cabezal o los cabezales de trabajo y el motor acoplado pueden ser móviles entre una configuración de trabajo en la que el/cada cabezal de trabajo está desplegado para actuar sobre la superficie del suelo, y una configuración plegada en la que el/cada cabezal de trabajo está separado de la superficie del suelo.

El motor puede estar montado en un ángulo relativo a un eje ortogonal al suelo en utilización. De este modo, el cabezal de trabajo de tratamiento de suelos situado en el árbol de accionamiento puede estar inclinado en un ángulo, de manera que una superficie superior plana del cabezal de trabajo no sea paralela a la superficie del suelo. El montaje angular opcional de los motores de este modo puede generar propulsión para la máquina de tratamiento de suelos.

Ventajosamente, la invención proporciona un accionamiento directo para el cabezal de trabajo de una máquina de limpieza de suelos que es eficiente y se limita a accionar el cabezal de trabajo dentro de la velocidad óptima en revoluciones por minuto (RPM) para garantizar una limpieza a fondo, evitando al mismo tiempo el exceso de pulverización cuando el cabezal de trabajo se utiliza junto con el fluido de limpieza. Las dimensiones preseleccionadas del motor para la máquina de tratamiento de suelos proporcionan además el par necesario para la gama normal de operaciones específicas de la aplicación de una fregadora-secadora de suelos o cualquier tipo de máquina de tratamiento de suelos en la que se utilice el motor de accionamiento directo para accionar un cabezal de trabajo acoplable al suelo.

El aspecto de la invención descrito anteriormente puede combinarse con cualquier otra característica o realización descrita en la memoria descriptiva o mostrada en las figuras.

Las formas de realización de la invención se describen ahora haciendo referencia a los dibujos siguientes en los que:

La figura 1 es una vista frontal esquemática de una realización de un motor y un cabezal de trabajo que forman parte de una máquina de tratamiento de suelos según la invención;

la figura 2 es una vista esquemática en sección parcial del motor de la figura 1;

la figura 3 es una vista esquemática en sección de una disposición alternativa de un conjunto de motor y cabezal de trabajo que forman parte de una máquina de tratamiento de suelos según la invención;

las figuras 4 y 5 son vistas esquemáticas en sección horizontal y vertical, respectivamente, de un motor y un árbol hueco utilizados con una máquina de tratamiento de suelos según la invención;

la figura 6 es una tabla que compara los parámetros de rendimiento de un motor convencional de la técnica anterior con una caja de engranajes y el motor mostrado en las figuras 1 y 2; y

las figuras 7a a 7c son vistas laterales esquemáticas de una máquina de suelo según la invención en configuraciones operativa, de transporte y plegada, respectivamente.

Los detalles o ejemplos adicionales utilizados para describir los dibujos no deben interpretarse como una limitación del alcance de la invención divulgada.

Según una forma de realización descrita de la invención, se proporciona una máquina de tratamiento de suelos en forma de una fregadora-secadora de suelos manualmente operable, de arrastre, mostrada generalmente con 15 en las figuras 7a a 7c (en configuraciones operativa, de transporte y plegada, respectivamente). La máquina 15 presenta una parte de empuñadura vertical 11 y una parte de base 12. La parte de empuñadura 11 está conectada a la parte de base 12 mediante una articulación que permite la reclinación de la parte de empuñadura 11. La articulación comprende una disposición de junta universal de doble eje que permite el movimiento de la parte de empuñadura 11 al tiempo que permite aplicar un par a la parte de base 12 a través de la parte de empuñadura 11 para girar la dirección. Un par de ruedas de soporte primarias 18 se proporcionan en una región de extremo trasero de la parte de base 12. La articulación hace que la máquina 15 sea muy maniobrable y fácil de dirigir y girar alrededor de los medios de ruedas primarias 18. Una máquina de este tipo se divulga en el documento WO2019207290A2 (Numatic International).

La parte de base 12 incluye un cabezal de trabajo 17 giratorio configurado para limpiar una superficie de suelo en utilización. La parte de base 12 también soporta un cárter del motor 16 que aloja un motor de accionamiento directo mostrado generalmente con 30 en las figuras. El motor 30 está dispuesto para accionar de forma rotatoria el cabezal de trabajo 17 en forma de disco. Las dimensiones relativas de los motores 30 y los cabezales de trabajo 17 en las formas de realización mostradas en las figuras difieren. Sin embargo, los componentes clave del motor 30 son similares en todas las formas de realización y, por tanto, se han utilizado números de referencia similares para características equivalentes.

El motor 30 presenta un árbol de accionamiento 31 giratorio dispuesto centralmente con un orificio pasante 21, y una cubierta 32 conectada al árbol 31. Una superficie interior de la cubierta 32 presenta un conjunto magnético de alta densidad 33 unido a la misma en una disposición anular. El conjunto magnético 33 de las figuras 4 y 5 está formado por dieciséis imanes de neodimio de tierras raras. En las figuras 1 y 2, el conjunto magnético puede incluir trece imanes de neodimio de tierras raras. Según otras formas de realización, pueden montarse distintos números de imanes 33 polarizados de manera alterna dentro de la superficie interior de la cubierta 32 y fijarse a la misma. La cubierta 32, el árbol de accionamiento 31 y el conjunto magnético 33 están interconectados y pueden rotar simultáneamente.

El motor 30 también comprende un estator 35 en forma de bobina anular con unos devanados de cobre 25 alrededor de un núcleo de hierro laminado 26. El estator 35 está dispuesto entre el árbol de accionamiento 31 y el conjunto magnético 33. El estator 35 comprende una pila de laminación con doce núcleos 26 con un devanado de ranura fraccional para conseguir diez polos con tres fases. El estator 35 se soporta en una placa de montaje de motor 36 que actúa como carcasa del estator. La placa de montaje de motor 36 está conectada y contenida dentro del alojamiento protector de motor 16 utilizando medios de fijación insertados a través de los orificios de montaje de motor 29 que están espaciados uniformemente alrededor del borde de la placa 36. El estator 35 está colocado dentro del motor 30 bajo la cubierta 32 que rodea el árbol de accionamiento 31 y separado de los componentes giratorios mediante conjuntos de cojinetes de bolas 39. Hay un entrehierro de 0.5 - 3 mm entre el conjunto magnético anular 33 y el estator 35 para garantizar que no haya contacto entre el rotor y el estator.

La máquina de tratamiento de suelos 15 también incluye una placa de circuitos (no mostrada) que presenta un procesador y los componentes electrónicos necesarios para accionar y controlar el motor 30. El estator 35 está conectado eléctricamente a la placa de circuitos. Durante el funcionamiento de la máquina 15, el motor 30 es controlado por la placa de circuitos, que proporciona la potencia necesaria al estator 35 para que la cubierta 32 (y el árbol de accionamiento 31 y el cabezal de trabajo 17 acoplados) roten alrededor del estator 35 bajo la acción de la fuerza magnética entre el conjunto magnético 33 y la bobina anular.

Se han determinado los parámetros operativos óptimos para la máquina 15 según una primera realización: la velocidad de rotación del cabezal de trabajo 17 se considera óptima entre 145 y 160 RPM con un par aplicado de hasta 7 Nm. Para funcionar dentro de estos parámetros predeterminados, el diámetro del motor 30 está diseñado para que sea de aproximadamente 130 mm y la profundidad del conjunto magnético 33 y el conjunto de bobina 35 es de 40 mm. Esta disposición genera un área de flujo de 15,000 mm2, lo que garantiza que el motor 30 funcione dentro de los parámetros preseleccionados.

Según una forma de realización alternativa para una máquina de tratamiento de suelos más grande: la velocidad de rotación del cabezal de trabajo 17 se considera óptima entre 100 y 250 RPM con un par aplicado de hasta 12 Nm. Para funcionar dentro de estos parámetros predeterminados, el diámetro del motor 30 se ha diseñado para que sea de aproximadamente 140 mm y la profundidad del conjunto magnético 33 y el conjunto de bobina 35 se sitúa entre aproximadamente 50 y 65 mm. Esta disposición permite que el motor 30 funcione dentro de los parámetros preseleccionados.

La máquina de tratamiento de suelos 15 presenta unos depósitos de fluido 13 montados en la parte de empuñadura 11. Los depósitos de fluido 13 incluyen un depósito de fluido de limpieza y un depósito de recogida de fluido residual. El depósito de fluido de limpieza es un depósito desde el que el fluido de limpieza se suministra selectivamente al cabezal de trabajo 17 en utilización a través de una manguera de conexión de fluido de limpieza 22 (mostrada en la figura 3) dentro del orificio pasante 21 del árbol de accionamiento hueco 31 del motor 30. El suministro del fluido de limpieza por el centro del cabezal de trabajo 17 a través del orificio pasante 21 del árbol de accionamiento 31 proporciona una alimentación central del fluido de limpieza. Esto proporciona una distribución central óptima del fluido de limpieza al cabezal de trabajo 17, lo que da como resultado una acción de limpieza uniforme en utilización.

Un protector de cepillo 23 (mostrado en la figura 3) puede extenderse hacia el suelo rodeando al menos parcialmente un exterior de los cepillos montados en el cabezal de trabajo 17. El protector del cepillo 23 puede actuar para limitar la pulverización hacia el exterior y proporcionar protección a los cepillos.

Un conjunto de recogida de aspiración de escobilla 20 está unido a una región de extremo trasero de la parte de base 12. El conjunto de recogida de aspiración 20 comprende una escobilla y lleva una entrada conectada a una manguera de recogida de fluidos residuales. El depósito de recogida de fluidos residuales es alimentado por la manguera de recogida de fluidos residuales desde el conjunto de escobilla 20. El conjunto de recogida 20 puede moverse entre una posición plegada (mostrada en las figuras 7b y 7c) y una posición operativa (mostrada en la figura 7a).

Antes de su utilización, en una configuración no operativa, la parte de empuñadura 11 es bloqueable en una posición vertical o sustancialmente vertical, perpendicular con respecto a la parte de base 12, como se muestra en la figura 7c. Dicho mecanismo de bloqueo se muestra en el documento WO2019207289A1 (Numatic International). La máquina de tratamiento de suelos 15 es transportable en la configuración no operativa, en la que el conjunto de recogida de aspiración de escobilla 20 está en su configuración de reposo, inclinado hacia arriba lejos del suelo detrás de la máquina 15. Las ruedas primarias 18 soportan la máquina para su transporte, dirigiendo el usuario la máquina 15 utilizando la parte de empuñadura 11. La parte de empuñadura 11 puede inclinarse hacia atrás durante el transporte para que el cabezal de trabajo 17 se eleve de la superficie del suelo, como se muestra en la figura 7b.

En utilización, la máquina de tratamiento de suelos 15 se mueve a la configuración operativa (figura 7a) en la que la parte de empuñadura 11 está reclinada y el cabezal de trabajo 17 está en contacto con la superficie del suelo. El cabezal de trabajo 17 se empuja contra la superficie del suelo bajo el peso del motor 30 dentro del alojamiento 16 para proporcionar una buena fuerza de fregado.

Durante el funcionamiento, el motor 30 está controlado por los componentes electrónicos de la placa de circuitos que provocan la energización selectiva de los devanados de cobre 25 de la bobina anular o estator 35. En la configuración de limpieza u operativa, se suministra energía al motor 30 para energizar los devanados de cobre 25 de la bobina anular o estator 35. El núcleo de hierro 26 de la bobina anular o estator 35 genera un campo magnético, formando una fuerza magnética dentro del conjunto magnético 33. Esta fuerza acciona la rotación del conjunto magnético 33 acoplado a un interior de la cubierta 32 y también hace rotar el árbol de accionamiento 31 conectado y el cabezal de trabajo 17 acoplado. Las dimensiones preseleccionadas del motor 30 garantizan que la fuerza de accionamiento permita el funcionamiento del cabezal de trabajo 17 dentro de los parámetros requeridos para una limpieza óptima para la aplicación específica y/o el tipo de máquina. De este modo, la invención proporciona una fregadora-secadora de suelos de funcionamiento óptimo con un motor de accionamiento directo 30 que es capaz de realizar una limpieza eficaz al tiempo que minimiza el consumo de energía.

El fluido de limpieza se alimenta desde el depósito de fluido limpio a través de la manguera de conexión de fluido 22 y el árbol de accionamiento 31 del motor para su suministro en una región central del cabezal de trabajo 17. La velocidad de rotación optimizada garantiza que el fluido de limpieza se introduzca en la superficie del suelo en lugar de pulverizarse o salpicarse radialmente hacia el exterior desde el cabezal de trabajo, lo que puede ocurrir a velocidades de rotación superiores. El efecto sinérgico del suministro y la distribución centralizados del fluido a una velocidad de rotación controlada garantiza una limpieza de máxima eficacia con menos desperdicio de fluido por exceso de pulverización. En consecuencia, la máquina 15 está operativa durante periodos de tiempo más largos sin necesidad de interrumpir las operaciones para rellenar frecuentemente el fluido de limpieza.

De este modo, el cabezal de trabajo 17 friega la superficie del suelo con la solución de limpieza a velocidad controlada y proporcionando el par necesario. El agua residual depositada detrás del cabezal de trabajo 17 se recupera por el conjunto de recogida de aspiración 20. El conjunto de recogida 20 utiliza la acción combinada de la hoja de escobilla y la aspiración para recoger el fluido residual. La manguera de conexión de fluido residual transfiere el fluido residual al depósito de fluido residual.

El diseño, la configuración y las dimensiones del motor 30 garantizan que se genere un par suficiente durante su utilización, al tiempo que proporcionan una rotación a la velocidad óptima para la fregadora-secadora de suelos 15. Esto se consigue aumentando el área de flujo dentro del motor 30. El accionamiento directo del motor 30 al cabezal de trabajo 17 minimiza las pérdidas asociadas a los motores convencionales que presentan conjuntos de engranajes y, por tanto, aumenta la eficacia de la fregadora-secadora de suelos 15 que contiene el motor de accionamiento directo 30.

Las tablas proporcionadas en la figura 3 proporcionan una comparación de un motor eléctrico de corriente continua sin escobillas típico con un rotor interno y una relación de transmisión de 10:1 y un motor de corriente continua sin escobillas con un rotor externo, como el motor 30 descrito con referencia a la presente realización. La velocidad de rotación se mantuvo a un nivel similar en ambos motores para ilustrar las diferencias de eficiencia de los dos motores. En la última columna de cada tabla se proporciona un porcentaje de eficiencia de cada motor y el valor de eficiencia se genera comparando la “potencia de entrada” requerida y la “potencia de salida” medida, con estos valores representados en las dos penúltimas columnas de cada tabla. Como se ha demostrado, la eficiencia del motor 30 proporcionado en la fregadora-secadora 15 de la invención es mucho mayor en comparación con un motor convencional.

Así pues, son muchas las ventajas de proporcionar un motor de accionamiento directo 30: mayor eficacia; menor consumo de energía, lo que conlleva un menor coste de utilización y un menor impacto medioambiental; menos ruido y vibraciones; y un mecanismo más sencillo con menor posibilidad de fallo mecánico y mayor longevidad.

Pueden realizarse modificaciones y mejoras sin alejarse del alcance de la invención. Los términos relativos como “exterior”, “ interno” y/o “central” se utilizan únicamente con fines ilustrativos y no pretenden limitar el alcance de la invención.

Según otras formas de realización, el motor 30 puede utilizarse junto con cualquier disposición alternativa adecuada de componentes dentro de una fregadora-secadora 15 operable manualmente. Por ejemplo, la fregadora-secadora 15 puede presentar un único cabezal de trabajo o dos cabezales de trabajo, cada uno con un motor de accionamiento directo 30 asociado. La máquina 15 puede alimentarse a través de una red eléctrica o de una batería. Según otras formas de realización, el depósito de fluido de limpieza y el depósito de fluido residual pueden estar separados y/o proporcionarse en la parte de base 12 y/o en la parte de empuñadura 11.

Pueden adoptarse otras disposiciones más compactas para la aspiración del fluido residual en lugar del colector de aspiración de escobilla. Para cada disposición diferente de una máquina de tratamiento de suelos o fregadorasecadora compacta, las dimensiones del motor se preseleccionan de manera que el motor 30 esté configurado para accionar directamente el/los cabezal(es) de trabajo 17 sin necesidad de utilizar una caja de engranajes a la velocidad de rotación requerida y con el par necesario.

Según otras formas de realización, la máquina de tratamiento de suelos puede ser cualquier tipo de máquina de limpieza o pulido adaptada para el tratamiento de suelos y la invención puede abarcar máquinas que presentan diferentes tamaños, características y configuraciones, incluyendo pero no limitándose a: máquinas compactas, máquinas de arrastre, máquinas con conductor, máquinas autónomas y similares. En cualquier máquina de tratamiento de suelos de la invención, el accionamiento rotacional óptimo de los cabezales de trabajo 17 puede conseguirse calculando el par necesario y las RPM preferidas y seleccionando las dimensiones y la disposición correspondientes del motor de accionamiento directo 30.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Máquina de tratamiento de suelos (15) para limpiar y/o tratar una superficie de suelo, comprendiendo la máquina de tratamiento de suelos (15):

una parte de cuerpo provista de un cabezal de trabajo (17) de tratamiento giratorio acoplable al suelo y un motor (30) que comprende un árbol de accionamiento giratorio (31) dispuesto centralmente, coaxial con el cabezal de trabajo (17) acoplable al suelo y conectado al mismo, un estator (35) que comprende una bobina anular dispuesta alrededor del árbol de accionamiento (31), y un conjunto magnético giratorio (33) dispuesto en una ubicación espaciada alrededor del estator (35), en la que el conjunto magnético (33) está acoplado al árbol de accionamiento (31) y es giratorio con el mismo; y

en la que las dimensiones del motor (30) se seleccionan de forma que el conjunto magnético (33), el árbol de accionamiento (31) y el cabezal de trabajo de tratamiento de suelos (17) sean selectivamente giratorios a velocidades en el intervalo entre 100 y 25o revoluciones por minuto y proporcionen un par predeterminado seleccionado en función de la aplicación.

2. Máquina de tratamiento de suelos (15) según la reivindicación 1, en la que el motor (30) comprende un cárter del motor (32) conectado al árbol de accionamiento (31) y el conjunto magnético (33) está unido a una superficie interna del cárter del motor (32) de forma que el conjunto magnético (33) es coaxial con el estator interno (35) y lo rodea.

3. Máquina de tratamiento de suelos (15) según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que el cabezal de trabajo (17) de tratamiento de suelos está montado directamente sobre el árbol de accionamiento (31) o acoplado al mismo, de manera que no hay piezas entre el árbol de accionamiento (31) y el cabezal de trabajo (17) de tratamiento de suelos que sean móviles con respecto al árbol de accionamiento (31) y al cabezal de trabajo (17).

4. Máquina de tratamiento de suelos (15) según cualquier reivindicación anterior, en la que las dimensiones del motor (30) que son preseleccionadas para accionar selectivamente el cabezal de trabajo dentro de los parámetros requeridos incluyen: área de flujo; diámetro del conjunto magnético (33) y del estator interno (35); y/o profundidad del conjunto magnético (33) y/o del estator interno (35).

5. Máquina de tratamiento de suelos (15) según cualquier reivindicación anterior, en la que las dimensiones del motor (30) se seleccionan de forma que el área de superficie magnética esté entre aproximadamente 90 y 140 cm2.

6. Máquina de tratamiento de suelos (15) según cualquier reivindicación anterior, en la que el diámetro del motor (30) está entre aproximadamente 120 y 160 mm.

7. Máquina de tratamiento de suelos (15) según cualquier reivindicación anterior, en la que la profundidad del conjunto magnético (33) y/o del estator interno (35) está entre aproximadamente 20 y 80 mm.

8. Máquina de tratamiento de suelos (15) según cualquier reivindicación anterior, en la que las dimensiones del motor (30) se seleccionan para proporcionar un par de hasta 12 Nm.

9. Máquina de tratamiento de suelos (15) según cualquier reivindicación anterior, en la que el conjunto magnético anular (33) comprende una pluralidad de imanes de alta densidad.

10. Máquina de tratamiento de suelos (15) según cualquier reivindicación anterior, en la que el conjunto magnético anular (33) comprende una disposición magnética de entre once y diecisiete imanes de neodimio de tierras raras polarizados de manera alterna.

11. Máquina de tratamiento de suelos (15) según cualquier reivindicación anterior, en la que el estator (35) comprende un núcleo de hierro laminado sustancialmente anular dispuesto coaxial con el árbol de accionamiento con devanados de cobre alrededor del núcleo de hierro.

12. Máquina de tratamiento de suelos (15) según cualquier reivindicación anterior, en la que el estator (35) comprende una pila de laminación con doce núcleos con un devanado de ranura fraccional para conseguir diez polos con tres fases.

13. Máquina de tratamiento de suelos (15), según cualquier reivindicación anterior, configurada para el suministro selectivo de fluido de limpieza a una superficie de suelo en utilización, en la que la máquina (15) comprende un depósito de fluido de limpieza y un mecanismo de accionamiento para el suministro selectivo de fluido de limpieza a la superficie de suelo a través de una línea de suministro de fluido de limpieza (22), y en la que el árbol de accionamiento (31) comprende un orificio pasante (21) a través del cual puede suministrarse fluido de limpieza a una superficie de suelo en utilización a través de la línea de suministro de fluido de limpieza (22).

14. Máquina de tratamiento de suelos (15) según cualquier reivindicación anterior, configurada como una fregadora-secadora de suelos, que comprende un depósito de fluido de limpieza, un depósito de fluido residual, una fuente de aspiración y un colector de escobilla que está conectado de forma fluídica al depósito de fluido residual y dispuesto detrás de la parte de cuerpo con respecto a una dirección de avance en utilización, en la que la fuente de aspiración está acoplada al colector de escobilla, que recoge el fluido residual de la superficie del suelo y lo alimenta al depósito de fluido residual.

15. Máquina de tratamiento de suelos (15) según cualquier reivindicación anterior, en la que la máquina comprende dos o más cabezales de trabajo (17), estando cada cabezal de trabajo (17) provisto de un motor de accionamiento directo (30) respectivo.