手导式清洁和维护装置
相关申请
本发明是2017年08月25日申请的，申请号为201710741417.7，名称为“手导式清洁和维护装置”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种手导式清洁和维护装置，尤其用于地板表面，优选用于瓷砖地板或者木地板表面。该装置包括电机壳体，所述电机壳体容置至少一台电机和至少一个由电机驱动的驱动轴，其中，所述清洁和维护装置包括由驱动轴驱动的辊，所述辊为具有辊表面的辊刷。
背景技术
一种此类手导式的清洁和维护装置，已经例如被公开在DE 10 2014 010 692 A1中。这种在DE 10 2014 010 692A1中公开的清洁和维护装置的特点尤其在于，可以在同一个变速出口轴(Getriebeausgangswelle)上可替换地安装不同的工作装置，例如，缝刷或者辊刷。其中，在根据DE 10 2014 010 692 A1的清洁和维护装置中，辊刷被引导在两个轴颈之间。这两个轴颈中的一个归属于驱动臂，电机的变速出口轴作用于该驱动臂。在其对侧，辊刷被支撑在工作装置的支撑臂的轴颈中。因此，根据DE 10 2014 010 692 A1，辊刷的支承总是涉及双侧支承，它的缺点在于，由于支撑臂的存在，无法使用根据该发明的清洁和维护装置对平面的一个边缘(例如，在房屋的墙上)进行清洁，因为那样就需要辊刷在一侧是可以自由通达的。为了施加所需的压力，在DE 10 2014 010 692 A1中设置有支杆，该支杆作用于外壳上，该外壳内容置有电机。通过将辊刷支承在两个轴颈之间，使得能够经过支杆对称地将压力通过驱动臂和支撑臂传递到辊体上。根据污垢程度选择辊刷上的不同压力。为了解决边缘清洁的问题，US 8,122,554 B2中建议，将辊刷支承撑设计为非对称的，来取代双侧支承。在US 8,122,554 B2中公开的单侧支承的辊刷使得在边缘区域的清洁成为可能。当然，在US 8,122,554 B2中存在着问题，即：经过支杆的均匀的压力引导是困难的，尤其是，当操作者需要改变在墙上的工作方向时，他必须根据US 8,122,554 B2将整个装置翻转180，以使得刷子的可通达侧再次朝向墙。
发明内容
本发明的目的在于，克服在DE 10 2014 010 692 A1和US 8,122,554 B2中所公开的装置的缺点，并且提供一种清洁和维护装置，该清洁和维护装置能够以简单的方式和方法沿着边缘的不同的工作方向进行使用。
根据本发明，该目的通过一种清洁和维护装置来实现，该清洁和维护装置的特征在于，一方面，辊刷被单侧支承，在电机壳体上沿着轴线设置有支杆，用于手动引导该清洁和维护装置，该轴线基本上垂直于电机壳体，且该支杆被设计为可以围绕该轴线扭转，以用于手动引导。
在旋转方向反转时，尤其优选的是，当该支杆被设计成可以围绕该轴线被扭转180°。
尤其优选的是，当该支杆可以被锁定在至少两个位置，即：第一位置和第二位置，其中，与第一位置相比，第二位置至少相对于轴线被扭转160°，优选180°。在这类结构中，可以根据所需的工作方向锁定支杆，以避免支杆的非所期望的扭转。通过辊刷的单侧支承，才原则上能够将根据本发明的带有辊刷的清洁和维护装置引导至边缘(例如，墙)的附近。
在根据本发明的带有可以被锁定在至少两个位置的支杆的清洁装置上，操作者的力例如通过横向放置有电机的电机壳体传递到辊刷上。该电机壳体可以在扩展的实施例中被设置成，两个可拆卸的加长臂平行于电机轴地、并且相对于支杆中心正交地容置辊刷的辊。在这类结构中，操作者的力经过两个位于外侧的臂被对称地引导至辊刷上。由此实现了在辊刷整个宽度上的均匀的表面压力。辊刷的驱动可以通过三角皮带实现，该皮带被设置在侧臂中。优选地，位于驱动侧的对侧的臂可以被设置成具有支撑作用。将该臂制成窄臂，是有优势的，可以清洁边缘附近的区域。
在未设置具有支撑功能的臂的清洁和/或维护装置的可选实施例中，驱动以及操作者的力经过支杆到辊上的引导是经过电机壳体和唯一的侧臂实现的。带有唯一侧臂的实施例使得能够借助于辊刷的开放设置的侧面在临近边缘区域至紧贴墙地清洁地面。如前所述，可以通过将支杆扭转180°来从相反的方向清洁墙。尤其优选地，在带有唯一侧臂的实施例中，能够通过刷子附件加长辊刷。优选地，刷子附件包括被设置在外角的刷毛束。
尤其优选的是，当刷毛束组以如下的方式改变着辊刷轴与刷毛束之间的角度，即：每个指向更外侧的刷毛束组，其角度数值越小。刷毛束的夹角角度为0°-120°。根据扩展的本发明，借助于侧面刷子附件，不仅可以清洁地面和墙之间的夹角，还甚至可以清洁到位于辊直径高度的墙面。该侧面刷子附件可以通过六角连接与辊刷以形状咬合式的方式连接，并且借助于内六角螺杆与轴固定螺纹连接。
为了防止周边飞扬的尘垢对操作者的影响，可以在本发明的实施例中设置喷溅防护罩用来遮盖刷子附件。该喷溅防护罩可以在两个朝向地面的边缘分别设置有刷子轨道。该刷子轨道在地面和喷溅防护罩之间形成了弹性的封闭。喷溅防护罩的刷子轨道可以被连续地与罩的周边边缘相匹配地设置。由此确保了，在墙侧面，能够实现不同距离的喷溅防护。优选地，侧面喷溅防护封闭了如侧面附件刷子的以角度设置的刷毛束的相同垂直面。连续周边设置的刷子轨道使得能够在最小的回位力的情况下缩小与墙的距离，并且在工作时确保对操作者的完美防护。
维护和清洁设备的非对称结构实现了仅在墙的一个方向上工作。根据本发明的设计，为了改变工作方向，将安装在电机外壳上的支杆设计为可扭转的。为了让该支杆适合不同高度的操作者，可以将支杆设计为高度可调节的。尤其优选的是，当支杆的每个高度，可以例如借助于定位螺杆在多个高度级上进行调节。
为了确保根据本发明的清洁和维护装置的非危险的操作，当支杆被180°扭转时，该手导式清洁和维护装置设置了用于改变辊刷旋转方向的装置。这样做的优点是，因为辊刷的旋转方向在正常工作时被调节为能够使得生成的摩擦力将装置从操作者拉开。如果现在将支杆扭转180°，从而使得操作者可以从反方向上引导装置，在未设置改变旋转方向的装置时，生成的摩擦力具有相反方向，并且装置被推向操作者。这样可能会非常危险，因为在操作者的阻力下，刷辊被进一步地向下压，并由此进一步增大相对于操作者的摩擦力。为了避免这种情况，在本发明的扩展实施例中，出于安全考虑，当180°扭转支杆时，借助于改变旋转方向的装置来自动实现辊刷旋转方向的反转。相应于此，有多种可能性。在第一个结构中，用于改变旋转方向的装置包括至少两个在扭转支杆时可以打开的电开关。开关的打开可以借助于被安装在支杆上的切换轴实现，其中，该切换轴优选地包括换向凸轮，用于操作至少两个开关。为了实现在单相串激电动机(优选地被应用于本发明的清洁和维护装置)的方向反转，定子绕组的串联电路以及刷的串联电路相互去耦。这四个电路可以借助于开关连接，并经过开关各自控制。通过这类结构确保了，当清洁和维护装置的支杆的手把上的手动开关被打开时，电机只有在支杆的每个终结位置，即：在第一和第二位置上，才被通电。如果支杆位于中间位置，那么开关就没有打开，电机就没有电。
可选地，可以考虑机械转换或者电机调节系统的控制来实现旋转方向的反转。
附图说明
下面，将结合附图进一步地说明本发明。其中：
图1示出根据本发明的清洁和维护装置，该装置沿着墙在一个方向上移动；
图2示出根据本发明的清洁和维护装置，该装置具有可以扭转的支杆。
图3示出根据本发明的清洁和维护装置，该装置在如1所示方向的相反方向上移动，其中，该清洁和维护装置不具有旋转方向的反转。
图4示出安装在支杆上的切换轴位于第一切换位置。
图5示出，在180°扭转过的支杆上，安装在支杆上的切换轴位于第二切换位置。
图6示出电机的电连接的电路图，该电机具有两个开关。
图7示出电机的电连接的电路图，该电机具有双开关。
图8示出根据本发明的清洁和维护装置的一个设计，带有刷子附件和喷溅防护罩。
图9-11示出刷子附件的变体。
图12示出根据本发明的带有刷子附件和喷溅防护罩的清洁和维护装置的细节图。
图13示出喷溅防护罩的细节图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的清洁和维护装置1。根据本发明的该清洁和维护装置包括容置电机的壳体3，该电机通过带有传动机构5的驱动轴驱动辊刷7。如图1所示，该辊刷7被单侧支承，从而使得所述的刷可以紧贴驱动装置的对侧，例如，直接紧贴在墙体9上。手导式设备的引导是借助于固定在壳体3上的支杆10来实现。该支杆10包括用于引导的导向柄12以及手持柄14，其中，该手持柄14也具有开启-和闭合开关、以及电源的连接线16。
根据本发明，该支杆10被设计成可以扭转，如同在图2中所示。在图1示出的实施例中，该支杆10被定位在0°-初始位置上。在图1中，该辊的旋转方向用20标出，由此而生成的摩擦力Fv用22标出。
图2以该装置1的俯视图的形式示出了该支杆的可扭转性。该支杆10被设计为可以围绕该支杆的轴线A扭转，如同附图标记30所示出的那样。
如果该支杆10被从如图1的0°位置扭转至如图3的180°位置，该清洁和维护装置的工作方向可以沿着墙9反转，而无需像在现有技术(例如US8122554)中那样，必须完全转动清洁和维护装置。当然，只要该装置不具有用于在扭转支杆时转换辊的旋转方向Dr的转换机构，以及由此而反转摩擦力Fv的方向，那么即使在该支杆被扭转180°时，该辊刷7的旋转方向Dr(附图标记为20，如图3所示)依旧保持不变。如图1所示，在正常工作时，刷的旋转方向Dr被调节为能够使得生成的摩擦力Fv(附图标记为22，如图1所示)将装置从操作者拉开。如果现在反转手柄(如图3所示)，并且不改变辊的旋转方向，那么生成的摩擦力Fv(附图标记为22)具有相反方向，并且装置被推向操作者。这样可能会非常危险，因为在操作者的阻力下，在这种形式的旋转方向上，刷辊被进一步地向下压，并且进一步增大生成的摩擦力Fv。如果该摩擦力Fv增大，会加大作用于操作者的压力，从而使得操作者通过施加反向压力，将装置从身体推开。这样又再次将刷更进一步地向下压。摩擦力和由操作者相应地施加的反向压力升高得如此之快，使得操作者在毫秒内无法施加所必需的反向压力，由此而无法握住装置，并受伤。因此，在一个优选实施例中，当180°扭转支杆时，刷辊的旋转方向被反转。用于反转旋转方向的装置的一种设计被示出在图4和图5中，其相应的电路图被示出在图6和图7中。
图4示出安装在覆盖层50中、高度可调节的支杆10。该支杆10包括切换轴60，该切换轴60带有换向凸轮62.1、62.2、68.1和68.2。
在覆盖层50中，共设置四个开关64.1、64.2、66.1和66.2。如果该支杆位于0°-位置(如图4所示)时，被设置在切换轴60上的换向凸轮62.1、62.2与开关64.1、64.2连接，且电流流经电机，使得辊刷在方向Dr上被驱动(如图1所示)。如果现在180°扭转支杆10，换向凸轮62.1、62.2断开与开关64.1、64.2的连接，取而代之，换向凸轮68.1、68.2连接在开关66.1、66.2上(如图5所示)，由此反转了电机的旋转方向。刷因而在与如图1所示的旋转方向相反的方向上旋转。如果支杆被扭转至位于0°-位置与180°-位置之间的中间位置，则换向凸轮未与任何开关连接，换而言之，电路由此为常设开路，且电机无电流通过。也就是说，只有当支杆位于0度位置或者位于扭转过180°的位置时，才能实现电机的通电。其中，通过所示的设置确保了，即使在支杆被扭转时，也可以总是选择使得摩擦力将清洁装置从操作者拉开的旋转方向。
一般来说，可以想到开关的两种可能的变化形式。图4和图5所示的实施例中都包括了四个单极开关。也可以在双极的实施例中，使用两个双开关替代这四个单开关。在这种情况下，切换轴只包括两个换向凸轮。
图6和图7示出清洁和维护装置的电路图。在电路图中，示出了电机100，该电机优选地被设计为单相串激电动机。为了在这类的电机上实现电机旋转方向反转，如同根据本发明的设计那样，定子绕组A1和A2的串联电路以及刷D1和D2的串联电路相互去耦。
也可以使用如图7所示的双极实施例中的双开关来替代根据图6的四个单极开关。图7中，电机依然被标注为100。图6中的开关使用了图4和图5中的附图标记，然而，在图7中，双开关的附图标记为S1和S2。图6和图7中的电路被设计成，换向凸轮的导电的夹紧件A1和A2通过图6中的开关64.1、64.2、66.1、66.2以及图7中的S1和S2反接。
如图6所示，当开关64.1闭合时，电流从A1经过开关64.1流向D1。在这种情况下，开关64.2也闭合，电流从A2经过开关64.2流向D2。
当开关66.1闭合时，电流从A1经过开关66.1流向D2。在这种情况下，开关66.2也闭合，电流从A2经过开关66.2流向D1。
在示出双开关的图7中，当开关S1闭合时，电流从A1经过开关S1流向D1，以及电流从A2经过开关S1流向D2。
当开关S2闭合时，电流从A1经过开关流向D2，以及电流从A2经过开关S2流向D1。
可选地，开关将信号传递给电机调节器，该电机调节器反转电机方向。
图8-13示出了根据本发明的带有刷子附件和喷溅防护罩的清洁和维护装置的实施例。
图8示出根据本发明的带有刷子附件和喷溅防护罩的清洁和维护装置的整体图。与图1相同的部件使用了相同的附图标记进行标注。图8示出的清洁和维护装置1在侧面具有刷子附件200，该刷子附件与辊刷7相邻设置。该刷子附件200具有被设置在外角的刷毛束210。
图9-11示出了刷子附件200的刷毛束的不同布置。指向外侧的刷毛束组210.1、210.2、210.3以这样的方式改变着辊刷轴220与刷毛束之间的角度，即：每个指向更外侧的刷毛束组，其角度数值越小。如图9所示，刷毛束的夹角的角度为0°-120°。借助于侧安装的侧面刷子附件200，不仅可以清洁地面和墙之间的夹角，还甚至可以清洁到位于辊直径高度的墙。该侧面刷子附件200通过六角连接230与辊刷7以形状咬合式的方式连接，并且借助于如图12所示的内六角螺杆与轴固定螺纹连接。图10和图11示出了刷子附件200的另外的刷毛束布置变体的结构。
图10示出了带有额外的侧面刷毛212的刷子附件的可选布置。该侧面刷毛212被安装在刷子附件的末端214，并且被校准在轴向B上。通过这样的布置，可以实现特别好的边缘清洁，例如，围墙的边缘清洁。图11示出带有多个侧面刷毛216的刷子附件的实施例，该侧面刷毛216被侧面地安装在末端214上，且平行于轴线A，从而能够实现改良的边缘清洁。刷子附件被设计成可替换的，可以根据使用目的安装在辊刷上。
为了防止周边飞扬的尘垢对操作者的影响，可以设置额外的喷溅防护罩260(如图12所示)用来遮盖刷子附件200。清洁和/或维护装置1的喷溅防护罩250在两个朝向地面的边缘均分别设置有刷子轨道251。该刷子轨道251在地面(未示出)和清洁和维护装置的喷溅防护罩250之间形成了弹性的封闭。无需使用额外的工具，侧面额外的喷溅防护罩260被啮合在为此而设计的槽252和253之间，该槽位于清洁和维护装置的喷溅防护罩250上。这被详细地示出在图13的喷溅防护罩250的截面图中。进一步地，根据图13，侧面喷溅防护罩具有环绕的刷子轨道，该刷子轨道的结构与装置喷溅防护罩250上的结构相同，用于确保刷子轨道251与261之间连续的无缝隙过渡。侧面喷溅防护罩的刷子轨道261被连续地与罩260的环绕的边缘相匹配地设置。由此确保了，即使在墙侧面，也能够实现不同距离的喷溅防护。该侧面喷溅防护封闭了如侧面附件刷子200的以角度设置的刷毛束的相同垂直面。这里需要注意的是，用于清洁墙时，附件刷子200的侧面刷毛212、216可以松弛，由此缩小了清洁和/或维护装置与墙之间的距离。如果喷溅防护是固定的，将无法实现这些，且由此会妨碍墙的深度清洁。即使如果是侧面环绕的唇形橡胶封条，也将会在装置与墙之间的距离缩小时发生无法控制的形变，由此引发该橡胶轨道或者橡胶元件被刷子200的刷毛210、212、216绞绕而被折断的危险。环绕的刷子轨道261能够在最小的回位力的情况下缩小与墙的距离，其中，刷毛210、212、216在距离增大时会自动弹回初始位置。该连续环绕的喷溅防护刷子轨道261用于在工作时确保对操作者的完美防护。
图12是根据本发明的带有刷子附件200的清洁和维护装置1的分解图。图中示出辊刷7，该辊刷7通过轴300被电机(未示出)驱动，并且借助于六角连接230与刷子附件200以形状咬合式的方式连接。这里，借助于侧面刷子附件200的内六角螺杆222与辊刷7的轴固定连接。
根据本发明的维护和清洁设备的非对称结构能够实现例如在墙上的一个工作方向。
通过本发明首次提供了清洁和维护装置，借助于该装置能够实现以简单的方式对甚至是临近边缘的区域，例如沿着墙，进行清洁。进一步的特点体现在根据本发明的清洁和维护装置的扩展实施例中，即：该装置在扭转支杆并改变工作方向时，还设置有辊驱动的旋转方向反转。
