Чистящая насадка для пылесоса - RU2281682C2
Код документа: RU2281682C2
Чертежи
Описание
Данное изобретение относится к чистящей насадке для пылесоса. Изобретение применяется для использования в домашних пылесосах как вертикального, так и цилиндрического типа.
Изготовители пылесосов часто снабжают потенциальных покупателей сведениями о "мощности по воздуху", которую развивают их изделия. Это является мерой разрежения, обеспечиваемого в отверстии всасывания устройства, через которое всасываются загрязненный воздух и мусор. В вертикальных пылесосах такое всасывающее отверстие обычно предусмотрено в чистящей насадке, установленной непосредственно на основном корпусе или корпусе двигателя пылесоса. В цилиндрических пылесосах всасывающее отверстие предусмотрено в чистящей насадке, образованной напольным инструментом, соединенным с основным корпусом через узел шланга и жесткого переходника. Одним из недостатков обеспечения высокой величины воздушных ваттов в отверстии всасывания является то, что чистящая насадка может присасываться к поверхности, подлежащей чистке так, что лишь немного воздуха или вообще никакого воздуха не поступает в отверстие всасывания снаружи пылесоса. Это приводит к уменьшению эффективности работы пылесоса, поскольку через пылесос должен проходить поток воздуха для транспортировки загрязнений и пыли от отверстия всасывания в разделительное устройство, с помощью которого очищается несущий загрязнения воздух. Другим отрицательным последствием является застревание чистящей насадки на поверхности, подлежащей чистке, и ее трудно перемещать по поверхности, подлежащей чистке.
Часто также некоторые покрытия пола имеют характеристики, которые приводят к возникновению больших сил трения между ними и чистящей насадкой, несмотря на поток воздуха, проходящий через чистящую насадку. В этом случае необходимы относительно большие усилия толкания для продвижения чистящей насадки по таким поверхностям, что затрудняет нормальное использование пылесоса.
Известно использование регулирующего клапана, который обеспечивает приток дополнительного воздуха в пылесос с целью изменения величины разрежения, развиваемого в отверстии всасывания, и для обеспечения возможности регулирования работы пылесоса в зависимости от изменяющихся рабочих условий. Обеспечение дополнительного потока воздуха через пылесос уменьшает разрежение, развиваемое в отверстии всасывания, и тем самым уменьшает силу, с которой чистящая насадка присасывается к поверхности. Таким образом, уменьшение этой силы уменьшает усилие, необходимое для перемещения чистящей насадки по поверхности, подлежащей чистке. Кроме того, обеспечение дополнительного потока воздуха восстанавливает возможности прохождения потока воздуха через пылесос для транспортировки загрязнений и пыли от регулирующего клапана до разделительного устройства, так что пылесос может выполнять свое предназначение.
Пылесос, содержащий регулирующий клапан, описан в патенте США №2978733. В этом документе показан регулирующий клапан, расположенный в ручной части цилиндрического пылесоса. Его расположение таково, что регулирующий клапан обычно открыт, но когда чистящая насадка перемещается вперед, то величина раскрыва клапана уменьшается, что приводит к увеличению разрежения, развиваемого в отверстии всасывания. Когда чистящая насадка перемещается в обратном направлении, то размер раскрыва увеличивается для уменьшения тем самым разрежения, развиваемого в отверстии всасывания. Следствием этого является увеличения силы, с которой чистящая насадка присасывается вниз к поверхности, подлежащей чистке, когда чистящая насадка перемещается вперед, что делает более затруднительным перемещение чистящей насадки вперед по поверхности. Кроме того, размещение регулирующего клапана в рукоятке жесткого переходника означает, что приток дополнительного воздуха не оказывает положительного воздействия на способность пылесоса транспортировать загрязнения и пыль от отверстия всасывания к разделительному устройству, поскольку поток воздуха не добавляется вблизи отверстия всасывания.
Другая система показана в JP 5211962, относящаяся снова к цилиндрическому пылесосу. Показаны различные варианты выполнения, однако все они обеспечивают подачу дополнительного воздуха в чистящую насадку, когда чистящая насадка перемещается вперед. Это достигается в некоторых вариантах выполнения за счет легкого подъема передней кромки чистящей насадки, когда чистящая насадка перемещается вперед, а в других вариантах выполнения за счет возможности открывания входа регулирующего клапана, когда чистящая насадка перемещается вперед. Когда это происходит, то дополнительный воздух может входить в чистящую насадку и это улучшает способность пылесоса транспортировать загрязнения и пыль от чистящей насадки к разделительному устройству. Усилие, необходимое для перемещения пылесоса по полу в переднем направлении, также уменьшается, когда открывается регулирующий клапан, однако это действие не обеспечивается, пока пылесос не будет сначала сдвинут из своего неподвижного положения. Таким образом, усилие, необходимое для перемещения пылесоса из неподвижного положения, не уменьшается с помощью раскрытой системы.
Следует также отметить, что приток дополнительного воздуха в чистящую насадку принудительно прекращается, когда чистящая насадка перемещается в направлении назад. Таким образом, при перемещении чистящей насадки, согласно уровню техники, в направлении назад, имеется высокая вероятность того, что чистящая насадка "присосется" к поверхности, подлежащей чистке, и эффективность работы пылесоса уменьшается.
Третья известная система показана в ЕР 0898924 А. В этой системе само отверстие всасывания выполнено регулируемым, так что на гладких поверхностях отверстие всасывания является относительно небольшим, а когда пылесос используется на толстых велюровых коврах, то задняя кромка отверстия всасывания перемещается против действия пружины с увеличением размера отверстия. Это может происходить при движении чистящей насадки вперед или назад и приводит к уменьшению силы "присасывания", с которой чистящая насадка прилипает к полу, а также к улучшению эффективности работы пылесоса. Также как в JP 5211962, эту систему можно приводить в действие лишь при движении чистящей насадки по поверхности, подлежащей чистке. В обоих случаях это имеет тот недостаток, что пользователю необходимо преодолевать силу, вызывающую прилипание чистящей насадки к поверхности, подлежащей чистке, прежде чем дополнительный воздух может поступать в чистящую насадку. Таким образом, усилие, необходимое для начала движения чистящей насадки по поверхности, подлежащей чистке, не уменьшается с помощью известных систем.
Известно также предусмотрение регулирующих клапанов, которые автоматически реагируют на увеличение разрежения всасывания, развиваемого в чистящей насадке, что обычно указывает на ситуацию, в которой чистящая насадка прилипает к полу. Примеры таких выпускных клапанов показаны в GB 875332 и JP 2001218710, в которых используются датчики давления для открывания соответствующих регулирующих клапанов. Эти системы могут помогать в тех случаях, в которых предотвращается вход потока воздуха в чистящую насадку, но они могут обеспечивать облегчение, когда покрытие пола вызывает большие силы трения между покрытием и чистящей насадкой.
Задачей данного изобретения является создание улучшенной чистящей насадки для пылесоса. Другой задачей изобретения является создание чистящей насадки для пылесоса, в которой величину усилия, необходимого для перемещения чистящей насадки вперед или назад по поверхности, подлежащей чистке, можно уменьшить без необходимости первоначального физического перемещения чистящей насадки по поверхности. Еще одной задачей изобретения является создание чистящей насадки для пылесоса, в которой величина усилия, необходимого для перемещения чистящей насадки по поверхности, подлежащей чистке, имеет верхний предел.
Изобретение предлагает чистящую насадку для пылесоса, содержащую корпус, отверстие всасывания в поверхности корпуса, обращенной к поверхности пола, канал всасывания для направления загруженного загрязнениями воздуха из отверстия всасывания через чистящую насадку к выходу из нее, впускное вентиляционное отверстие, расположенное в корпусе и закрываемое регулирующим клапаном, который выполнен с возможностью обеспечения впуска воздуха в канал всасывания через впускное вентиляционное отверстие, при этом чистящая насадка дополнительно содержит передающий усилие элемент, соединенный или выполненный с возможностью соединения с рукояткой, с помощью которой чистящая насадка при использовании перемещается по поверхности пола, и передающий усилие элемент соединен с корпусом с помощью соединения, обеспечивающего относительное перемещение между передающим усилие элементом и корпусом.
В системе, согласно изобретению, регулирующий клапан открывается, когда необходимо усилие более заданной величины для перемещения чистящей насадки по полу, регулирующий клапан открывается в зависимости от величины относительного перемещения между передающим усилие элементом и корпусом. Однако не требуется физического перемещения чистящей насадки для вызова открывания регулирующего клапана. Соединение между передающим усилие элементом и корпусом содержит упругий элемент, который может быть выполнен в виде пружины или эластичной втулки, который толкает передающий усилие элемент в положение относительно корпуса, в котором впускное вентиляционное отверстие закрыто регулирующим клапаном. Относительное перемещение между передающим усилие элементом и корпусом можно использовать для открывания регулирующего клапана, так что физическое перемещение чистящей насадки по поверхности, подлежащей чистке, не является предварительным условием для работы регулирующего клапана. Поэтому отсутствует необходимость преодоления силы, с которой чистящая насадка «прилипает» к полу, для приведения в действие регулирующего клапана, который, в свою очередь, обеспечивает уменьшение разрежения, развиваемого в отверстии всасывания. Это делает работу пылесоса, в частности, маневренность чистящей насадки, более простой для пользователя, когда он сталкивается с условиями, в которых чистящая насадка «прилипает» к поверхности, подлежащей чистке. В предпочтительном варианте выполнения регулирующий клапан открывается независимо от направления движения чистящей насадки, так что работа с пылесосом становится более простой для пользователя, когда чистящая насадка перемещается вперед и назад.
В другом предпочтительном варианте выполнения регулирующий клапан не открывается, пока величина относительного движения между передающим усилие элементом и корпусом не превысит заданной величины для сохранения заданного уровня разрежения в отверстии всасывания. В другом предпочтительном варианте выполнения регулирующий клапан выполнен с возможностью открывания на величину, которая зависит от величины относительного движения между передающим усилие элементом и корпусом, или пропорциональна этой величине. Таким образом, количество воздуха, впускаемого в канал всасывания, автоматически увеличивается, когда усилие, необходимое для перемещения чистящей насадки по поверхности, подлежащей чистке, является большим. Таким образом, величина разрежения, развиваемого в отверстии всасывания, прогрессивно уменьшается при увеличении величины относительного перемещения. При этом может достигаться точка, в которой сила разрежения, приводящая к «прилипанию» чистящей насадки к поверхности, преодолевается пользователем, прикладывающим допустимую величину усилия. Это ощущаемое уменьшение величины усилия, необходимого для перемещения чистящей насадки по поверхности, подлежащей чистке, является предпочтительным для пользователя.
Предпочтительно, чтобы количество воздуха, впускаемого в канал всасывания, было одинаковым, когда необходимо конкретное усилие для перемещения чистящей насадки по поверхности пола в направлении вперед и в направлении назад. Это приводит к тому, что пылесосом одинаково просто маневрировать при движении чистящей насадки как вперед, так и назад.
Также предпочтительно, чтобы количество воздуха, впускаемого в канал всасывания, является одинаковым и, когда усилие необходимо для перемещения чистящей насадки по поверхности пола в первом боковом направлении или в противоположном боковом направлении и в первом крутящем направлении или в противоположном крутящем направлении.
Впускное вентиляционное отверстие предпочтительно расположено в передней поверхности корпуса и вблизи поверхности корпуса, которая обращена к поверхности пола, а также возможно располагать впускное вентиляционное отверстие в центре направленной вперед поверхности корпуса и вблизи поверхности корпуса, обращенной к поверхности пола.
Это обеспечивает приток впускаемого воздуха в чистящую насадку вблизи отверстия всасывания, так что по возможности сохраняется способность пылесоса переносить увлекаемые загрязнения и пыль из отверстия всасывания в разделительное устройство. Кроме того, такое расположение впускного вентиляционного отверстия обеспечивает вхождение загрязнений и пыли в чистящую насадку через впускное вентиляционное отверстие в случае использования чистящей насадки вблизи стены или другого препятствия, которое мешает свободному прохождению отверстия всасывания над определенной зоной поверхности, подлежащей чистке. При этом в отверстии всасывания предусмотрен установленный с возможностью вращения щеточный стержень для встряхивания покрытия пола, подлежащего чистке. В качестве альтернативного решения впускное вентиляционное отверстие может быть расположено на верхней поверхности корпуса.
Ниже приводится подробное описание вариантов выполнения данного изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
фиг.1a - известный пылесос вертикального типа, на виде сбоку;
фиг.1b - пылесос, согласно фиг.1, в рабочем положении, на виде сбоку;
фиг.2 - известный пылесос цилиндрического типа, на виде сбоку;
фиг.3а - разрез первого варианта выполнения чистящей насадки согласно изобретению, особенно пригодной для использования в пылесосах цилиндрического типа, на виде сбоку;
фиг.3b и 3с - разрезы, аналогичные фиг.3а и иллюстрирующие работу показанной чистящей насадки;
фиг.4 - разрез второго варианта выполнения чистящей насадки согласно изобретению на виде сбоку;
фиг.5 - разрез третьего варианта выполнения чистящей насадки согласно изобретению на виде сбоку;
фиг.6 - разрез четвертого варианта выполнения чистящей насадки согласно изобретению на виде сбоку;
фиг.7 - разрез пятого варианта выполнения чистящей насадки согласно изобретению на виде сбоку;
фиг.8а-8d - чистящая насадка, согласно фиг.7, в различных положениях, на виде сверху.
Известный вертикальный пылесос 10 показан на фиг.1а и 1b. Пылесос 10 включает основной корпус 12, содержащий устройство 14 для отделения грязи и пыли от потока воздуха, проходящего через пылесос 10. В показанном пылесосе 10 устройство 14 является устройством циклонного типа, однако понятно, что отделение можно осуществлять с помощью других средств, таких как, например, фильтрационный рукав.
Основной корпус 12 опирается на пылесос 10 с помощью вертикальной опоры 16, содержащей рукоятку 18, расположенную с обеспечением возможности маневрирования пользователем пылесоса 10 по поверхности, подлежащей чистке. Рукоятка 18 может быть выполнена съемной для образования узла шланга и жесткого переходника (не изображен) для обеспечения выполнения пользователем пылесоса 10 указанной выше чистки пола. Средства, с помощью которых это может быть обеспечено, не относятся к данному изобретению.
Корпус 20 двигателя расположен под основным корпусом 12 и содержит двигатель и блок вентилятора для всасывания загруженного загрязнениями воздуха в пылесос 10. Колеса 22 установлены на корпусе 20 двигателя для обеспечения перемещения пылесоса по поверхности, подлежащей чистке. Чистящая насадка 24 установлена с возможностью поворота на корпусе 20 двигателя так, что когда пылесос 10 используется в вертикальном режиме, показанном на фиг.1b, чистящая насадка 24 остается в контакте с поверхностью, подлежащей чистке. Чистящая насадка 24 также содержит отверстие 26 всасывания, которое расположено в поверхности чистящей насадки 24, обращенной к поверхности, подлежащей чистке.
Внутри пылесоса 10 предусмотрены каналы (не изображены) для обеспечения прохождения потока воздуха от отверстия 26 всасывания к устройству 14 в основном корпусе 12 и оттуда в корпус 20 двигателя перед выходом через выход 28. Каналы могут быть расположены с обеспечением прохождения потока воздуха через один или более фильтров (не изображены), расположенных вблизи двигателя. При работе двигатель засасывает нагруженный загрязнениями воздух в чистящую насадку 24 через отверстие 26 всасывания. Затем нагруженный загрязнениями воздух проходит через устройство 14, в котором частицы грязи и пыли, увлеченные в воздушный поток, отделяются от воздуха и собираются. Затем очищенный воздух затягивается через вентилятор и через двигатель в корпус 20 двигателя для его охлаждения перед выбросом через выход 28. Как хорошо известно, вертикальный пылесос, показанного на фиг.1а и 1b типа, работает посредством наклона основного корпуса 12 назад относительно чистящей насадки 24. Пользователь держит рукоятку 18 и прикладывает толкающие и тянущие усилия к рукоятке 18 для маневрирования чистящей насадкой 24 по поверхности, подлежащей чистке, обычно возвратно-поступательным образом.
Известный пылесос 30 цилиндрического типа показан на фиг.2. Цилиндрический пылесос 30 содержит основной корпус 32, который содержит устройство 34 для отделения грязи и пыли от проходящего через него потока воздуха. Основной корпус 32 имеет колеса 36, установленные на нем, для обеспечения перемещения основного корпуса 32 по поверхности, подлежащей чистке. Чистящая насадка 38 соединена с основным корпусом 32 через жесткий переходник 40 в виде полой трубы и гибкий шланг 42. Жесткий переходник 40 может быть жестким или телескопическим, и может быть предусмотрен держатель 44 инструмента на шланге 42 для хранения принадлежностей, таких как щетки, щелевые инструменты и т.д.
Чистящая насадка 38 имеет отверстие 46 всасывания, которое соединено непосредственно с жестким переходником 40. Жесткий переходник 40 соединен со шлангом 42, который, в свою очередь, соединен с устройством 34. Выход устройства 34 соединен с корпусом двигателя (не изображен), в котором находится двигатель и блок вентилятора. Во время использования двигатель и блок вентилятора всасывают нагруженный грязью воздух в чистящую насадку 38 через отверстие 46 всасывания. Загрязненный воздух проходит из чистящей насадки 38 в жесткий переходник 40 и затем в шланг 42. Грязь отделяется от потока воздуха в устройстве 34, которое может быть циклонным сепаратором или рукавным фильтром, и затем поток воздуха проходит из устройства 34 в корпус двигателя для охлаждения двигателя. Затем воздух выталкивается из пылесоса 10 через подходящий выход (не изображен). Снова могут быть предусмотрены фильтры вблизи двигателя, по потоку ниже или выше или же ниже и выше него.
При использовании цилиндрического пылесоса 30 пользователь захватывает верхний конец жесткого переходника 40, выполненный в виде рукоятки 48, и перемещает чистящую насадку 38 по поверхности, подлежащей чистке. Обычно пользователь перемещает чистящую насадку 38 в виде возвратно-поступательного движения, т.е. вперед и назад, по поверхности. Загрязненный воздух всасывается в чистящую насадку 38 через отверстие всасывания и проходит в устройство 34, где происходит разделение.
Приведенные выше пояснения относятся к известным пылесосам. Детали разделительного устройства, каналы для потока воздуха и другие части пылесоса, не относящиеся к чистящей насадке, не являются частью данного изобретения. Данное изобретение относится лишь к системе чистящей насадки и к ее соединению с остальным пылесосом.
Как указывалось выше во вступительной части, многие изготовители пылесосов снабжают пользователей данными о "мощности по воздуху", развиваемой данным пылесосом. Чем больше величина мощности по воздуху, тем выше величина разрежения, развиваемого в отверстии всасывания. Имеется общее мнение, что пылесос, развивающий более высокое число мощности по воздуху, лучше пылесоса, развивающего меньшую величину мощности по воздуху. Это стимулирует изготовителей производить пылесосы, в которых величина мощности по воздуху возможно выше. Однако, когда разрежение, развиваемое в отверстии всасывания, является избыточным, чистящей насадкой становится очень трудно маневрировать по поверхности, подлежащей чистке. В действительности чистящая насадка "прилипает" к поверхности, подлежащей чистке. Задачей данного изобретения является создание чистящей насадки, которая способна развивать очень высокую мощность по воздуху в отверстии всасывания, но которая не требует большой величины усилий для ее перемещения по поверхности, подлежащей чистке. В действительности целью является ограничение усилия, с которым чистящая насадка может "прилипать" к полу.
Первый вариант выполнения чистящей насадки, согласно изобретению, показан схематично на фиг.3а. Чистящая насадка 50 выполнена для использования, прежде всего, (но не исключительно) с цилиндрическим пылесосом, показанным на фиг.2. Чистящая насадка 50 содержит корпус 52, имеющий верхнюю поверхность 54, переднюю поверхность 56 и нижнюю поверхность 58. Отверстие 60 всасывания образовано в нижней поверхности 58, а колеса 62 установлены с возможностью вращения на корпусе 52. Корпус 52 имеет значительную ширину в зоне перед колесами 62, аналогично чистящей насадке 38, показанной на фиг.2. Позади колес 62 корпус 52 сужается в направлении заднего трубчатого элемента 64, который окружен втулкой 66. Втулка 66 соединена с возможностью скольжения с трубчатым элементом 64 и содержит свободный конец 68, который выполнен с возможностью соединения с одним концом жесткого переходника 40 пылесоса 30, с которым используется чистящая насадка 50.
Трубчатый элемент 64 включает два диаметрально противоположные отверстия 70, проходящие радиально снаружи стенки трубчатого элемента 64. Каждое отверстие 70 окружено выступающим наружу фланцем 72. На втулке 66 установлены два выступающих внутрь фланца 74. Эти фланцы расположены на расстоянии от выступающих наружу фланцев 72 в продольном направлении трубчатого элемента 64. Таким образом, первый из выступающих внутрь фланцев 74 расположен на стороне выступающих наружу фланцев 72 ближе к колесам 62, а второй выступающий внутрь фланец 74 расположен на расстоянии от выступающих наружу фланцев 72 на стороне, наиболее близкой к свободному концу 68 втулки 66.
На втулке 66 между кольцевыми фланцами 74 расположены два выступающие внутрь круговые регулирующие клапана 76. Эти регулирующие клапаны 76 выполнены и расположены с возможностью закрывания отверстий 70, когда втулка 66 находится в правильном положении относительно трубчатого элемента 64. Две спиральные пружины 78 сжатия расположены вокруг трубчатого элемента 64, при этом ее концы упираются в выступающие наружу фланцы 72 и в выступающие внутрь кольцевые фланцы 74 соответственно. Таким образом, втулка 66 с помощью пружин 78 сжатия принудительно приводится в положение относительно трубчатого элемента 64, в котором регулирующие клапаны 76 закрывают отверстия 70.
Два отверстия 80 предусмотрены во втулке 66 между выступающими внутрь кольцевыми фланцами 74. Эти отверстия 80 образуют выход из кольцевой камеры, образованной внутри втулки 66, в атмосферу.
Очевидно, что втулка 66 способна телескопически перемещаться относительно трубчатого элемента 64. Если к втулке 66 прикладывается усилие в направлении стрелки 82, как показано на фиг.3b, то втулка 66 перемещается в осевом направлении вдоль трубчатого элемента 64 в положение, показанное на фиг.3b. В этом положении отверстия 70 больше не полностью покрыты регулирующими клапанами 76 и воздух способен входить в чистящую насадку 50 через отверстия 80 и 70, как обозначено стрелкой 84. Однако движению втулки 66 относительно трубчатого элемента 64 противодействуют пружины 78 сжатия, так что, если усилие, прикладываемое в направлении стрелки 82, снимается или снижается, то втулка 66 перемещается обратно в направлении положения, показанного на фиг. 3а.
Если усилие прикладывается к втулке 66 в направлении стрелки 86, показанной на фиг.3с, то втулка перемещается в положение, показанное на фиг.3с. Отверстия 70 снова не закрываются впускными клапанами 76, так что воздух может входить в чистящую насадку 50 через отверстия 80 и 70, как обозначено стрелкой 88. Этому перемещению снова противодействуют пружины 78 сжатия, так что если приложенное усилие уменьшается или снимается, то втулка 66 перемещается обратно в направлении положения, показанного на фиг.3а.
Понятно, что когда чистящая насадка 50 соединена любым подходящим образом с нижним концом жесткого переходника 40, как показано на фиг.2, то указанные выше усилия относятся к усилиям, прилагаемым пользователем с целью перемещения чистящей насадки 50 по поверхности, подлежащей чистке. В том случае, когда разрежение, развиваемое в отверстии 60 всасывания, является достаточно высоким для вызова "прилипания" чистящей насадки 50 к поверхности, подлежащей чистке, приложение усилия для перемещения чистящей насадки вперед или назад приводит к относительному перемещению между втулкой 66 и трубчатым элементом 64. В этом случае регулирующие клапаны перемещаются прочь от отверстий 70, обеспечивая тем самым вход воздуха в чистящую насадку 50 через отверстия 80, 70. В результате такого притока воздуха в чистящую насадку 50 уменьшается разрежение, развиваемое в отверстии 60 всасывания, так что чистящую насадку 50 легче перемещать. В случае, если разрежение, развиваемое в отверстии 60 всасывания, уменьшается недостаточно для обеспечения перемещения пользователем чистящей насадки 50 по поверхности, подлежащей чистке, без приложения дополнительного усилия, то между втулкой 66 и трубчатым элементом 64 происходит дополнительное относительное перемещение, что позволяет дополнительному воздуху входить в чистящую насадку 50 через отверстия 80, 70. Приток дополнительного воздуха в чистящую насадку 50 дополнительно уменьшает разрежение, развиваемое в отверстии 60 всасывания, и сила разрежения, приводящая к "прилипанию" чистящей насадки к поверхности, подлежащей чистке, может понизиться достаточно для обеспечения перемещения чистящей насадки 50.
Можно видеть, что не имеет значения, пытается ли пользователь пылесоса 10 перемещать чистящую насадку 50 вперед или назад по поверхности, подлежащей чистке. Относительное перемещение между трубчатым элементом 64 и втулкой 66 в любом направлении является достаточным для притока воздуха в чистящую насадку 50 для создания желаемого эффекта уменьшения разрежения в отверстии 60 всасывания. Это, в свою очередь, значительно облегчает перемещение чистящей насадки 50 по полу.
Понятно также, что необходимо преодолеть силу натяжения пружин 78, прежде чем может состояться относительное перемещение между трубчатым элементом 64 и втулкой 66. За счет обеспечения пружин 78 с высокой степенью жесткости усилие, прикладываемое пользователем, должно быть относительно большим, прежде чем откроются регулирующие клапаны. Понятно также, что за счет обеспечения пружин с различной степенью жесткости на каждой стороне отверстий 70 могут быть необходимы различные величины усилия для преодоления силы натяжения пружин в разных направлениях. Таким образом, если желательно, пружина 78, наиболее близкая к колесам 62, может иметь более высокую степень жесткости, чем пружина 78, расположенная дальше от колес. Таким образом, в этом случае необходимо прикладывать большее усилие для преодоления силы натяжения, когда чистящую насадку 50 необходимо перемещать вперед, чем при движении назад.
В модификации варианта выполнения, показанного на фиг.3а, 3b и 3с, при этом модификация не показана, втулка 66 расположена на трубчатом элементе 64 с возможностью поворота вокруг оси трубчатого элемента 64 относительно него. В этом случае пружины 78 сжатия заменяются торсионными пружинами, так что когда втулка 66 поворачивается относительно трубчатого элемента 64, то втулка толкается обратно в направлении положения, показанного на фиг.3а, против действия пружин 78. Этот вариант выполнения позволяет уменьшать разрежение, развиваемое в отверстии 60 всасывания, когда крутящее усилие прикладывается к жесткому переходнику, с которым соединена чистящая насадка 50. Как указывалось выше, чем больше усилие, необходимое для перемещения чистящей насадки 50 по поверхности, подлежащей чистке, тем большее количество воздуха впускается в чистящую насадку 50.
Альтернативная система чистящей насадки показана на фиг.4. В этой системе чистящая насадка 90 предназначена для использования с вертикальным пылесосом, хотя не исключается использование с цилиндрическим пылесосом. Чистящая насадка 90 содержит корпус 92, который имеет верхнюю поверхность 94, нижнюю поверхность 96 и переднюю поверхность 98. Отверстие 100 всасывания образовано в нижней поверхности 96 вблизи передней поверхности 98. Вращаемый щеточный стержень 102 установлен на корпусе 92 через опорные рычаги 104, так что щеточный стержень 102 расположен в отверстии 100 всасывания известным образом. Могут быть предусмотрены средства (не изображены) для активного вращения щеточного стержня 102.
Колеса 106 установлены на корпусе 92 для увеличения маневренности чистящей насадки 90 по поверхности, подлежащей чистке. Предусмотрен также шланг 108 или другой канал на корпусе 92 для обеспечения прохождения нагруженного загрязнениями воздуха от чистящей насадки 90 к устройству 14, в котором грязь и пыль отделяются от потока воздуха. Корпус 92 ограничивает канал 110 всасывания для направления нагруженного загрязнениями и пылью воздуха от отверстия 100 всасывания к шлангу 108.
Передающий усилие элемент 112 обеспечивает соединение между чистящей насадкой 90 и остальным пылесосом, с которым соединена чистящая насадка 90. Передающий усилие элемент 112 может быть соединен с основным корпусом 12 или корпусом 20 двигателя пылесоса 10, показанного на фиг.1а типа. Подходящие соединительные средства (не изображены) могут быть предусмотрены на свободном конце передающего усилие элемента 112. Другой конец передающего усилие элемента 112 соединен с возможностью поворота со стержнем 114, нижний конец которого соединен с возможностью поворота с помощью соединения 116 с нижней поверхностью 96 корпуса 92. Верхний конец стержня 114 проходит через отверстие 118 в верхней поверхности 94 корпуса 92. Отверстие 118 окружено вертикальной стенкой 120, выступающей вверх с верхней поверхности 94 корпуса 92. Две противоположных пружины 122 сжатия расположены между верхним концом стержня 114 и стенкой 120. Регулирующий клапан 124 расположен на стержне 114 непосредственно под пружинами 122 сжатия.
В случае, когда к передающему усилие элементу 112 не приложено никакого усилия, стержень 114 под действием пружин 122 сжатия располагается так, что регулирующий клапан 124 закрывает отверстие 118. Однако, если к передающему усилие элементу 114 прикладывается усилие в любом из направлений, указанных двойной стрелкой 126, то стержень 114 принудительно поворачивается вокруг соединения 116. Это, в свою очередь, приводит к перемещению регулирующего клапана 124 из положения, показанного на фиг.4, так что отверстие 118 открывается, по меньшей мере, частично. В этом случае воздух снаружи чистящей насадки 90 способен проходить в канал 110 всасывания через отверстие 118.
Понятно, что когда чистящая насадка 90 используется в соединении с пылесосом, то чистящая насадка 90 может "прилипать" к поверхности, подлежащей чистке, если в отверстии 100 всасывания развивается избыточная величина разрежения. Когда пользователь пылесоса 90 прикладывает усилие к рукоятке 18 (см. фиг.1b) для перемещения пылесоса по поверхности, подлежащей чистке, и если приложенное усилие является не достаточным для преодоления силы всасывания, приводящей к прилипанию чистящей насадки 90 к поверхности, подлежащей чистке, то относительное перемещение между корпусом 92 чистящей насадки и передающим усилие элементом 112 позволяет воздуху входить в канал 110 всасывания через отверстие 118. Это уменьшает величину разрежения, развиваемого в отверстии 100 всасывания, и позволяет перемещать чистящую насадку по поверхности, подлежащей чистке. Понятно что для обеспечения прохода воздуха в канал 100 всасывания нет необходимости преодолевать силу всасывания, вызывающую прилипание чистящей насадки 90 к поверхности, подлежащей чистке.
Аналогичная система показана на фиг.5. В этой системе чистящая насадка 130 снова включает корпус 132, имеющий верхнюю поверхность 134, нижнюю поверхность 136 и переднюю поверхность 138. Также как в предыдущей системе, щеточный стержень 140 установлен с возможностью вращения на нижней поверхности 134 с расположением в отверстии 142 всасывания. Корпус 132 задает канал 146 всасывания, обеспечивающий прохождение загрязненного воздуха из отверстия 142 всасывания в шланг 148. Колеса 150 установлены на корпусе 132.
Также как в предыдущем варианте выполнения, передающий усилие элемент 152 предусмотрен для соединения с основным корпусом или корпусом двигателя пылесоса. Один конец передающего усилие элемента 152 соединен с возможностью поворота со стержнем 154, который, как и раньше, установлен с возможностью поворота на нижней поверхности 136 корпуса 132 с помощью поворотного соединения 156. Верхний конец стержня 154 снова проходит через отверстие 158 в верхней поверхности 134 корпуса 132 и предварительно смещен в центральное положение противоположными пружинами 160 сжатия, дальние концы которых упираются в стенку 162 закрытого покрытия 164, образующего часть корпуса 132.
Регулирующий клапан 166 расположен в передней поверхности 138 корпуса 132. Регулирующий клапан 166 имеет форму заслонки, которая установлена с возможностью поворота на опоре 168, проходящей внутрь от передней поверхности 138. Регулирующий клапан 166 проходит вверх за опору 168, и верхний конец регулирующего клапана 166 соединен с возможностью поворота со вторым стержнем 170, который, в свою очередь, соединен с возможностью поворота со стержнем 154. Соединение стержня 170 со стержнем 154 совпадает с соединением передающего усилие элемента 152 со стержнем 154.
Регулирующий клапан 166 проходит также вниз за опору 168 до нижней кромки передней поверхности 138, которая ограничивает отверстие 142 всасывания. Эта нижняя кромка выполнена как единое целое с передней поверхностью 138. Регулирующий клапан 166 расположен в отверстии, образуя впускное вентиляционное отверстие для воздуха, образованное в передней поверхности 138. Впускное вентиляционное отверстие проходит по большей части передней поверхности 138 чистящей насадки 130, так что большие частицы грязи и/или мусора могут всасываться в канал 146 всасывания через впускное вентиляционное отверстие, если это необходимо.
Понятно, что если к передающему усилие элементу 152 прикладывается усилие, то относительное перемещение происходит между передающим усилие элементом 152 и корпусом 132. Это перемещение приводит к тому, что стержень 154 поворачивается вокруг соединения 156 против действия пружин 160 сжатия. Однако движение стержня 154 вызывает движение стержня 170, которое, в свою очередь, приводит к повороту регулирующего клапана 166 вокруг точки его соединения с опорой 168. Перемещение передающего усилие элемента 152 вправо, как показано на фиг.5, приводит к повороту регулирующего клапана 166 в направлении по часовой стрелке, что открывает впускное вентиляционное отверстие с обеспечением притока воздуха в канал 146 всасывания. Аналогичным образом, перемещение передающего усилие элемента 152 влево, как показано на фиг.5, приводит в повороту регулирующего клапана 166 в направлении против часовой стрелки. В результате также обеспечивается приток воздуха в канал 146 всасывания через впускное вентиляционное отверстие. Понятно, что приложение усилия для перемещения передающего усилие элемента 152 влево представляет силу толкания, заставляющее чистящую насадку 130 двигаться в переднем направлении, а усилие, приводящее к перемещению передающего усилие элемента вправо, представляет тянущую силу, заставляющую чистящую насадку двигаться назад. Таким образом, воздух можно впускать в чистящую насадку 130 независимо от желаемого направления ее движения.
Также как в предыдущем варианте выполнения, очевидно, что физическое перемещение чистящей насадки 130 по поверхности, подлежащей чистке, не является необходимым в любом направлении для обеспечения притока воздуха в канал 146 всасывания в случае прилипания чистящей насадки к поверхности, подлежащей чистке.
Другой вариант выполнения показан на фиг.6. Чистящая насадка 180 снова имеет корпус 182 с отверстием 184 всасывания, расположенным на нижней поверхности корпуса 182. Многие признаки этого варианта выполнения аналогичны признаком описанных выше вариантов выполнения. Однако в данном случае щеточный стержень 188 установлен в отверстии всасывания с помощью опоры 190, которая установлена с возможностью поворота на верхней поверхности 192 корпуса 182. Передающий усилие элемент 194 соединен непосредственно с щеточным стержнем 188, а стержень 196 соединяет щеточный стержень 188 с регулирующим клапаном 198. Регулирующий клапан 198 установлен с возможностью поворота во впускном вентиляционном отверстии 200, которое образовано в передней поверхности 202 корпуса 182. Соединение между регулирующим клапаном 198 и стержнем 196 находится над поворотным соединением между регулирующим клапаном 198 и передней поверхностью 202. Пружины 204 растяжения предусмотрены между опорой 190 и верхней поверхностью 192 корпуса 182, так что опора 190 смещена в целом в центральное положение. В этом положении регулирующий клапан 198 по существу закрывает впускное вентиляционное отверстие 200.
Когда передающий усилие элемент 198 перемещается относительно корпуса 182, то щеточный стержень 188 также перемещается относительно корпуса 182. Опора 190 поворачивается вокруг своего поворотного соединения с верхней поверхностью 192 против действия пружин 204. Перемещение щеточного стержня 188 и тем самым стержня 196 вызывает поворот регулирующего клапана 198 вокруг его поворотного соединения с передней поверхностью 202. Когда передающий усилие элемент перемещается влево (см. фиг.6), то регулирующий клапан поворачивается в направлении против часовой стрелки, обеспечивая тем самым прохождение воздуха через впускное вентиляционное отверстие 200 в канал всасывания. Аналогичным образом, перемещение передающего усилие элемента 194 вправо вызывает поворот регулирующего клапана 198 в направлении по часовой стрелке. В этом случае воздух снова входит в чистящую насадку 180 через впускное вентиляционное отверстие 200. Таким образом, происходит приток воздуха в чистящую насадку 180, когда усилие, необходимое для перемещения чистящей насадки 180 по поверхности, подлежащей чистке, является большим, независимо от планируемого направления движения чистящей насадки. Кроме того, за счет увеличения усилия, приложенного к передающему усилие элементу 194, регулирующий клапан можно открывать в большей степени, что обеспечивает приток дополнительного воздуха в чистящую насадку 180. Чем больше количество воздуха, впускаемого в чистящую насадку 180 через впускное вентиляционное отверстие 200, тем меньше величина разрежения, развиваемого в отверстии 184 всасывания. Таким образом, при увеличении количества воздуха, впускаемого в чистящую насадку 180, уменьшается величина силы, приводящей к "прилипанию" чистящей насадки к поверхности, подлежащей чистке.
Другой вариант выполнения показан на фиг.7, на которой схематично показана в разрезе чистящая насадка согласно изобретению. Чистящая насадка 210 содержит корпус 212, имеющий верхнюю поверхность 214 и боковые стенки 216. Отверстие 218 всасывания расположено в корпусе напротив поверхности, подлежащей чистке. Отверстие 220 расположено в корпусе 212, и гибкий канал 222 соединен с ним снаружи корпуса 212.
Внутреннее пространство корпуса 212, отверстие 220 и канал 222 вместе задают канал для прохождения загрязненного воздуха от отверстия 218 всасывания к дальнему концу канала 222, при этом дальний конец канала 222 образует выход чистящей насадки 210.
В верхней поверхности 214 корпуса 212 расположены два находящихся на расстоянии друг от друга отверстия 224, которые совместно образуют впускное вентиляционное отверстие. В каждом из отверстий 224 расположен кольцевой выступ 226, содержащий наружную втулку 226а и внутреннюю втулку 226b, опирающуюся на нее с помощью распределенных по окружности спиц 226с. Наружная втулка 226а плотно упирается в периферию отверстия 224, в котором расположен соответствующий опорный кольцевой выступ 226. Внутренняя втулка 226b расположена коаксиально наружной втулке 226а в показанном варианте выполнения, хотя это не существенно. Кроме того, в показанном варианте выполнения четыре спицы 226с расположены на одинаковом угловом расстоянии друг от друга между наружной и внутренней втулками 226а, 226b, хотя может быть предусмотрено другое количество спиц.
Регулирующий клапан 228 предусмотрен в соединении с каждым из отверстий 224 и опорных кольцевых выступов 226. Каждый регулирующий клапан 228 имеет верхний элемент 228а и нижний элемент 228b, удерживаемые в фиксированном, разнесенном положении с помощью соединительного элемента 228с. Верхний и нижний элементы 228а, 228b имеют круговую форму, при этом диаметр верхнего элемента 228а аналогичен диаметру наружной втулки 226а, а диаметр нижнего элемента 228b аналогичен диаметру внутренней втулки 226b. Длина соединительного элемента 228с выбрана так, что когда нижняя поверхность верхнего элемента 228а опирается на верхний конец наружного кольцевого выступа 226а, то верхняя поверхность нижнего элемента 228b опирается на нижний конец внутренней втулки 226b, хотя еще допускается относительно перемещение между опорным кольцевым выступом 226 и регулирующим клапаном 228.
Диаметр соединительного элемента 228 значительно меньше диаметра внутренней втулки 226с. Упругое тело 230 занимает пространство между внутренней втулкой 226b и соединительным элементом 228с. Упругое тело 230 имеет в целом цилиндрическую форму с образованным в нем центральным проходом, при этом соединительный элемент 228с проходит через упругое тело 230 по этому проходу.
Поперечный стержень 232 проходит между двумя регулирующими клапанами 228 и соединен с ними с помощью установочных блоков 234, прикрепленных к верхним элементам 228а каждого из регулирующих клапанов 228. Соединитель 236 прикреплен к поперечному стержню 232 и обеспечивает средство для соединения чистящей насадки 210 с основным корпусом пылесоса. В случае цилиндрического пылесоса соединитель 236 размещен в дальнем конце узла из шланга и жесткого переходника, описанного выше. В случае вертикального пылесоса соединитель 236 может быть соединен с основным корпусом или корпусом двигателя неразъемно или разъемно.
Поперечный стержень 232, один или в комбинации с соединителем 236, действует в качестве передающего усилие элемента, с помощью которого прилагаемые пользователем усилия для перемещения чистящей насадки 210 по поверхности, подлежащей чистке, передаются к чистящей насадке 210. Как показано на фиг.7, передающий усилие элемент 232, 234 соединен с корпусом через регулирующие клапаны 228. Поэтому, когда усилие, необходимое для перемещения чистящей насадки 210 по поверхности, подлежащей чистке, превышает усилие, необходимое для сжатия упругого тела 230, то регулирующие клапаны 228 перемещаются относительно корпуса 210, в частности, относительно опорных кольцевых выступов 226. Как только регулирующие клапаны 228 значительно сместятся из положения, показанного на фиг.7, то верхние элементы 228а прекращают закрывать канал между наружной и внутренней втулками 226а, 226b и позволяют воздуху входить по нему во внутреннее пространство корпуса 212. Это уменьшает разрежения, развиваемое в отверстии 218 всасывания, и позволяет перемещать чистящую насадку 210 по поверхности, подлежащей чистке, без необходимости приложения больших усилий. Кроме того, приток дополнительного воздуха в чистящую насадку 210 помогает сохранять эффективность пылесоса за счет сохранения объема воздуха, доступного для транспортировки грязи и пыли из чистящей насадки 210 в разделительное устройство.
На фиг.8а, 8b, 8с и 8d показано движение регулирующих клапанов 228, когда к передающему усилие элементу 232 прикладываются усилия в различных направлениях. В каждом случае в левой стороне фигуры показано положение верхнего элемента 228а регулирующего клапана 228, а в правой стороне фигуры - положение соединительного элемента 228с, упругого тела 230 и нижнего элемента 228b относительно опорных кольцевых выступов 226.
На фиг.8а сила, приложенная к передающему усилие элементу 232, обозначена стрелкой А. Верхний элемент 228а вместе с соединительным элементом 228с и нижним элементом 228b смещаются в одинаковом направлении, за счет чего сжимается упругое тело 230. Таким образом, часть канала между наружной втулкой 226а и внутренней втулкой 226b открывается в атмосферу, и окружающий воздух может входить в корпус 212. Эта иллюстрация представляет ситуацию, в которой чистящая насадка 210 перемещается по поверхности, подлежащей чистке, в переднем направлении.
Аналогичным образом, когда прикладывается сила, которая должна перемещать чистящую насадку назад, направление приложенной силы показано стрелкой В на фиг.8b. Верхний элемент 226а перемещается вместе с соединительным элементом 228с и нижним элементом 226b из центрального "неподвижного" положения против действия упругого тела 230, как показано на фигуре. В обоих случаях, когда сила, приложенная к передающему усилие элементу 232, снимается (или уменьшается до уровня, который не может преодолеть смещающее действие упругого тела), то регулирующие клапаны 228 возвращаются в положение, показанное на фиг.7. Аналогичным образом, если количество воздуха, впускаемого в корпус 212 в результате смещения регулирующих клапанов 228, является не достаточным для уменьшения разрежения, развиваемого в отверстии всасывания, до допустимого уровня, то силу, приложенную к передающему усилие элементу 232, можно увеличить для дополнительного сжатия упругого тела 230, за счет чего увеличивается площадь канала между наружной втулкой 226а и внутренней втулкой 226b, через который можно впускать воздух. Это позволяет впускать в корпус 212 больший объем воздуха, уменьшая разрежение, развиваемое в отверстии 218 всасывания.
Описанная выше система одинакова эффективна при приложении поперечных сил к передающему усилие элементу 232. На фиг.8с показано положение при приложении силы в направлении стрелки С. Смещение верхних элементов 228а регулирующих клапанов 228 снова позволяет воздуху входить в корпус 212 через канал, образованный между наружной втулкой 226а и внутренней втулкой 226b. Понятно, что приложение усилия в противоположном поперечном направлении смещает регулирующие клапаны 228 в направлении, противоположном направлению, показанному на фиг.8с.
Наконец, если на передающий усилие элемент воздействует крутящее усилие, такое как показано на фиг.8d стрелкой D, регулирующие клапаны 228 смещаются, как показано на фиг.8d. А именно, один из регулирующих клапанов 228 смещается в первом направлении, а другой регулирующий клапан 228 смещается в противоположном направлении. Несмотря на это, достигаемое действие такое же, как описано выше в других ситуациях.
Очевидно, что точные детали формы и конфигурации чистящей насадки, ее средства опоры и маневренности на поверхности, подлежащей чистке, и ее точные средства соединения с соответствующим пылесосом являются несущественными для данного изобретения. Существенным элементом изобретения является предусмотрение элемента, способного совершать перемещение относительно чистящей насадки, так что если чистящая насадка "прилипает" к поверхности, подлежащей чистке, может совершаться относительное перемещение. Затем это относительное перемещение используется для активации регулирующего клапана с целью обеспечения притока воздуха в чистящую насадку для уменьшения разрежения, развиваемого в отверстии всасывания. Это уменьшение разрежения, развиваемого в отверстии всасывания, уменьшает величину усилия, которое должен прикладывать пользователь, для перемещения пылесоса по поверхности, подлежащей чистке. В результате для пользователя повышается маневренность пылесоса.
Реферат
Насадка может быть использована в пылесосе как вертикального типа, так и цилиндрического типа, и позволяет уменьшить величину усилия, необходимого для перемещения чистящей насадки вперед или назад по очищаемой поверхности без необходимости первоначального физического перемещения чистящей насадки по поверхности, и обеспечить верхний предел величины усилия, необходимого для перемещения чистящей насадки по очищаемой поверхности. Чистящая насадка содержит корпус с отверстием всасывания в поверхности, обращенной к поверхности пола, канал всасывания для направления загрязненного воздуха из отверстия всасывания через чистящую насадку к выходу из нее, впускное вентиляционное отверстие, расположенное в корпусе и закрываемое регулирующим клапаном, который выполнен с возможностью обеспечения впуска воздуха в канал всасывания через впускное вентиляционное отверстие. При этом чистящая насадка дополнительно содержит передающий усилие элемент, соединенный или выполненный с возможностью соединения с рукояткой, с помощью которой чистящая насадка при использовании перемещается по поверхности пола. Передающий усилие элемент соединен с корпусом с помощью соединения, обеспечивающего относительное перемещение между передающим усилие элементом и корпусом. Регулирующий клапан выполнен с возможностью автоматического открывания в зависимости от величины усилия, необходимого для перемещения чистящей насадки по поверхности пола независимо от направления движения чистящей насадки, а также открывания в зависимости от величины относительного перемещения между передающим усилие элементом и корпусом. Данная чистящая насадка устанавливается в пылесосе. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 14 ил.
