供在用于清洁表面的清洁装置中使用的刷子的制作方法

本发明涉及一种刷子，其被配置成可旋转地布置在可移动跨越表面以便清洁这些表面的清洁装置中、在该清洁装置的被配置成面向待清洁表面的功能头的位置处，该刷子包括芯元件和布置在芯元件上的刷子元件，其中这些刷子元件的尖端部分被配置成接触待清洁表面，其中这些刷子元件布置在刷毛区中，该刷毛区沿刷子的纵向轴线的方向和沿绕纵向轴线的周边方向延伸，并且其中这些刷子元件包括纤维毛发。本发明还涉及一种可移动跨越表面以便清洁这些表面的清洁装置，该清洁装置包括：功能头，其被配置成面向待清洁表面；以及如所提到的至少一个刷子，其绕沿刷子的纵向轴线的方向延伸的旋转轴线可旋转地布置在功能头中。

背景技术：

1、wo 2010/041184 a1涉及一种用于清洁表面的清洁装置，其包括至少一个刷子，所述至少一个刷子可沿旋转方向旋转并且可在待清洁表面上移动，借此在清洁装置的操作期间所述至少一个刷子有效地从表面疏松并去除污垢。该清洁装置适合于在有或没有清洁液体的情况下进行清洁。鉴于第一个选项，清洁装置包括用于将清洁液体供应到所述至少一个刷子的润湿系统。如果清洁装置的用户期望借助于清洁装置执行湿式清洁动作，则激活润湿系统以将清洁液体供应到所述至少一个刷子。结果，待清洁表面借助于所述至少一个刷子而润湿，并且所述至少一个刷子还起作用以将清洁液体从待清洁表面连同污垢一起去除。

2、在清洁装置(诸如，从wo 2010/041184 a1已知的清洁装置)的领域中，具有无绳清洁装置、特别是包括可再充电电池布置结构的清洁装置是一种持续的趋势。鉴于此，本发明的目的是提供一种减少在清洁装置的操作期间所需的电能的量的方式，使得可以延长清洁装置的运行时间(即，清洁装置在电池布置结构耗尽之前靠充满电的电池布置结构可以操作的总时间)。

技术实现思路

1、本发明提供一种刷子，其被配置成可旋转地布置在可移动跨越表面以便清洁这些表面的清洁装置中、在该清洁装置的被配置成面向待清洁表面的功能头的位置处，并且该刷子包括芯元件和布置在芯元件上的刷子元件，其中这些刷子元件的尖端部分被配置成接触待清洁表面，其中这些刷子元件布置在刷毛区中，该刷毛区沿刷子的纵向轴线的方向和沿绕纵向轴线的周边方向延伸，其中这些刷子元件包括纤维毛发，其中这些刷子元件的至少尖端部分的线性质量密度低于15g/10km，并且其中这些刷子元件在刷毛区中的填充密度的平均值低于15,000个刷子元件/1cm2。

2、本发明在清洁任何类型的表面的背景下均适用，表面包括柔软的地板表面(诸如，铺有地毯的地板表面)和硬地板表面(诸如，铺有瓷砖的地板表面)。根据本发明的刷子为其中刷子元件包括纤维毛发的类型，其中刷子元件的至少尖端部分的线性质量密度低于15g/10km。线性质量密度也称为分特值。在根据本发明的刷子中，刷子元件的至少尖端部分是柔性的，并且优选地，刷子元件完全是柔性的，使得它们在与表面接触的影响下可以容易地弯曲。刷子元件的至少尖端部分的分特值可以具有甚至更低的上限，诸如10g/10km、5g/10km或1g/10km。为了完整性起见，注意，短语“刷子元件的至少尖端部分”将被理解为以便包括刷子元件以其整体或近乎整体的选项。

3、如所提到的，已知刷子(该刷子为其中刷子元件包括纤维毛发的类型)在它开始执行清洁动作、尤其是湿式清洁动作时就非常有效。刷子可以以如此的速度旋转，使得刷子元件的尖端部分在它们移动脱离与待清洁表面的接触的瞬间被加速到如此的程度，以至于从表面拾取的任何污垢和/或液体都被甩离并且再也无法到达表面，从而假设提供了一种合适的系统来接收和保持污垢和/或液体，可能地将污垢和/或液体进一步运输远离表面。如所提到的加速度的合适值是至少3,500m/s2的值、优选地至少7,000m/s2或甚至12,000m/s2的值。

4、本发明的潜在见解是，在包括至少一个刷子的清洁装置中，所述至少一个刷子将被置于与待清洁表面进行清洁接触并且将在那些表面上移动，通过调适刷子的设计有可能降低能量消耗。特别地，在配备有在清洁装置的操作期间旋转的刷子的清洁装置的背景下，申请人已发现刷子元件的填充密度和移动刷子所需的能量之间的关系，根据该关系，当刷子元件的填充密度减小时，需要较少的能量。鉴于刷子元件的至少尖端部分的分特值非常低，这与减少在与待清洁表面的接触位置处的摩擦无关，更不用说在其他背景下可预期的效果，且因此如所提到的关系是出乎意料的。申请人已获得以下见解：当刷子旋转时，获得了刷子的空气泵送效果，并且空气泵送效果与空气被迫从刷子元件之间流出而撞击待清洁表面以及在刷子元件已离开表面之后空气再次被吸入刷子元件之间有关。换句话说，鉴于刷子在与待清洁表面的接触位置处被局部压缩并且在已通过接触位置的位置处局部展开的事实，获得了刷子的空气泵送效果。似乎是，当刷子元件的填充密度减小时这种空气泵送效果降低，并且作为有利的结果是，可以减少移动刷子所需的能量的量。进一步地，申请人已发现，有可能将刷子元件的填充密度减小到显著的程度并且仍然获得可接受的清洁结果。

5、在本发明的背景下，已发现当刷子元件在刷毛区中的填充密度的平均值低于15,000个刷子元件/1cm2时，实现了可接受的清洁结果和用于驱动刷子的相对低的能量消耗的组合。关于刷子元件在刷毛区中的填充密度的平均值的其他可能的最大值是10,000个刷子元件/1cm2、5,000个刷子元件/1cm2、3,000个刷子元件/1cm2或2,000个刷子元件/1cm2。

6、刷子的刷毛区是刷子的存在刷子元件的整个区域，其中沿刷子的纵向轴线的方向，刷毛区在位于刷子中的第一纵向位置处的边缘刷子元件和位于刷子中的另一个、第二纵向位置处的边缘刷子元件之间延伸。所实用的是，刷毛区横跨刷子的整个周边，但这改变不了这样一个事实，即刷毛区也可能仅横跨刷子的周边的一部分。本发明涵盖刷子元件基本上均匀地分布遍及刷毛区和刷子元件不均匀地分布遍及刷毛区两个选项。在第二个选项的背景下，可实用的是，刷毛区包括局部中断，即局部没有刷毛元件。

7、在本发明的框架内，刷子元件的填充密度可能遍及刷子而实际上相同。另一方面，可实用的是，沿着刷子存在填充密度的一定的分布。例如，可使得刷子元件的填充密度在刷毛区的中间区段的位置处比在刷毛区的两个侧部区段的位置处高，这两个侧部区段位于中间区段的任一侧处。申请人已发现，当刷子被设计成沿刷子的纵向轴线的方向在刷毛区的不同区段中具有刷子元件的不同填充密度时，有可能实现一方面甚至进一步降低的能量消耗且另一方面仍然可接受的清洁结果。当在清洁表面的过程中使用这种刷子时，能量消耗的进一步降低由在刷毛区的侧部区段的位置处刷子和表面之间的相互作用减少造成，其中刷子的清洁性能主要是在刷子元件在刷毛区的中间区段的位置处的较高填充密度的基础上确定的。

8、在上文提到的刷子的实用实施例中，刷毛区的中间区段在刷子中具有中心位置，如沿刷子的纵向轴线的方向所见。尤其是在包括至少一个刷子的清洁装置的情况下，所述至少一个刷子布置在该清洁装置的功能头中的中心位置处，对刷毛区的中间区段的这种定位有助于实现如设想的可接受的清洁结果，因为它是这种清洁装置的用户使功能头的中心区段越过可见污渍等的自然行为。

9、应注意，可使得刷毛区由仅仅中间区段和两个侧部区段组成，在这种情况下，两个侧部区段实际上是刷毛区的两个端部区段。另一方面，另一个可行的选项是，可以在刷毛区中辨别出更多区段。事实是，本发明涵盖所有选项，其中刷毛区包括夹在两个侧部区段之间的中间区段，刷子元件在该中间区段的位置处以相对高的填充密度布置，并且刷子元件在这两个侧部区段的位置处以较低的填充密度布置。刷子元件在刷毛区的两个侧部区段中的一个的位置处的填充密度可与刷子元件在刷毛区的两个侧部区段中的另一个的位置处的填充密度相同，但是这在本发明的框架内不是必需的。

10、在本发明的背景下，可选择刷子元件在刷毛区的两个侧部区段中的每一个的位置处的填充密度和刷子元件在刷毛区的中间区段的位置处的填充密度之间的任何合适的关系。例如，可使得刷子元件在刷毛区的两个侧部区段中的每一个的位置处的填充密度为刷子元件在刷毛区的中间区段的位置处的填充密度的至多50％。

11、刷子元件可以以簇的图案布置，在这种情况下，可通过与常规刷子相比使每簇具有较少刷子元件和/或使每预定大小的面积具有较少簇来获得刷子元件在刷毛区中的填充密度的平均值的减小。关于每簇的刷子元件的数量，应注意，这可能多达300个或更多、500个或更多、或1,000个或更多。

12、在实用实施例中，刷子大致被成形为类似具有圆形周边的长形圆柱体，其中应注意，本发明不限于刷子的这种特定配置和形状。而且，可实用的是，刷子包括布料，该布料设置有刷子元件并且围绕芯元件包裹。如果刷子包括刷子元件在刷毛区中的不同填充密度的不同区段，则可提供具有适当的不同区段的一块布料，或者可针对刷毛区的每个不同区段使用不同的布料。

13、有利地，刷子元件中使用的材料是微纤维材料。这种材料的实用示例包括聚酯微纤维、聚酰胺微纤维和聚丙烯微纤维。根据可行的选项，刷子元件由单一类型的微纤维材料制成。根据本发明的刷子可尤其被配置成供在湿式清洁动作中使用，并且刷子元件的可选的微纤维材料使刷子呈现为适合这种用途。

14、本发明还提供一种可移动跨越表面以便清洁这些表面的清洁装置，该清洁装置包括：功能头，其被配置成面向待清洁表面；以及如前述内容中定义的至少一个刷子，该刷子绕沿刷子的纵向轴线的方向延伸的旋转轴线可旋转地布置在功能头中。在根据本发明的清洁装置中，所述至少一个刷子用于在清洁装置的操作期间与待清洁表面实际上相互作用。应注意，所实用的是，刷子被成形为或多或少类似具有圆形截面的辊。可实用的是，清洁装置设置有驱动机构，该驱动机构被配置成在清洁装置的操作期间以旋转速度驱动所述至少一个刷子，该旋转速度涉及在刷子元件的移动脱离与待清洁表面的接触的尖端部分处至少3,500m/s2的包括离心加速度在内的加速度，这一点与早先在这方面所建议的情况相符。取决于包括对根据本发明的实际刷子进行尺寸确定在内的因素，这可暗示：可实用的是，清洁装置设置有驱动机构，该驱动机构被配置成以至少4,500rpm或至少6,500rpm或甚至更高值的旋转速度驱动所述至少一个刷子，这改变不了这样一个事实，即本发明也涵盖关于旋转速度的其他可能性。

15、本发明尤其适用于可在干式操作模式和湿式操作模式中的一种模式下操作的清洁装置、以及仅可在湿式操作模式下操作的清洁装置。对于可在湿式操作模式(作为除干式操作模式之外还可能的操作模式或作为唯一可能的操作模式)下操作的清洁装置包括润湿系统是实用的，该润湿系统被配置成将清洁液体供应到功能头的定位有所述至少一个刷子的区域，由此在清洁装置的湿式操作模式下实现所述至少一个刷子的湿式清洁状态。如所提到的润湿系统可特别地被配置成将清洁液体(诸如，水或水/肥皂混合物)供应到功能头的定位有所述至少一个刷子的区域，并且可被设计成以直接的方式抑或间接的方式(即，或者通过例如将液体直接喷洒在所述至少一个刷子上，或者通过将液体喷洒在待清洁表面的被所述至少一个刷子覆盖的区域上，使得所述至少一个刷子在与待清洁表面的该区域接触的影响下被润湿)实现所述至少一个刷子的湿式清洁状态。进一步地，如所提到的润湿系统可包括泵布置结构，该泵布置结构被配置成通过将清洁液体泵送朝向功能头的定位有所述至少一个刷子的区域来将清洁液体供应到该区域。

16、关于在根据本发明的清洁装置中使用清洁液体的可能性，应注意，可实用的是，清洁装置包括储器，该储器被配置成容纳待借助于润湿系统供应到功能头的定位有所述至少一个刷子的区域的清洁液体。在任何情况下，可实用的是，清洁装置包括收集区域和输送区域，其中来自所述至少一个刷子的污垢和/或液体在操作期间通过输送区域到达收集区域。输送区域可简单地包括例如运输管，并且污垢和/或液体的输送可在气流的影响下进行，在这种情况下，清洁装置可设置有用于引入气流的真空机构。

17、清洁装置可进一步包括被配置成根据操作程序来控制清洁装置的操作的控制系统，其中该控制系统可包括具有其中存储有该操作程序的存储器的微控制器等。清洁装置可配备有用户界面以用于允许清洁装置的用户通过解决操作程序的一个或多个特定算法和/或暂时否决操作程序来影响操作清洁装置的方式。

18、要注意，如前述内容中所描述的，具有刷子元件在刷毛区中的不同填充密度的不同区段(特别是刷毛区的至少中间区段和两个侧部区段)的概念可付诸实践，而独立于具有低于15g/10km的刷子元件的至少尖端部分的线性质量密度以及具有低于15,000个刷子元件/1cm2的刷子元件在刷毛区中的填充密度的平均值的概念。因此，在另一个方面中，本发明可以被定义为涉及一种刷子，其被配置成供在可移动跨越表面以便清洁这些表面的清洁装置中使用，该刷子包括芯元件和布置在芯元件上的刷子元件，其中这些刷子元件的尖端部分被配置成接触待清洁表面，其中这些刷子元件布置在刷毛区中，该刷毛区沿刷子的纵向轴线的方向和沿绕纵向轴线的周边方向延伸，并且其中这些刷子元件的填充密度在刷毛区的中间区段的位置处比在刷毛区的两个侧部区段的位置处高，这两个侧部区段位于刷毛区的中间区段的任一侧处。

19、前述内容中所讨论的因素同等地适用于本发明的上述其他方面，包括以下各者：i)刷子元件包括纤维毛发，其中刷子元件的至少尖端部分的线性质量密度低于15g/10km、或甚至低于10g/10km、5g/10km或1g/10km，ii)刷毛区的中间区段在刷子中具有中心位置，如沿刷子的纵向轴线的方向所见，iii)刷子元件或者基本上均匀地分布遍及刷毛区、或者不均匀地分布遍及刷毛区，其中当刷子元件不均匀地分布遍及刷毛区时，刷毛区可包括局部中断，iv)刷毛区包括刷子元件的簇图案，其中每簇的刷子元件的数量可为至少300个、或至少500个、或至少1,000个，v)刷子被大致成形为类似具有圆形周边的长形圆柱体，vi)刷子包括布料，该布料设置有刷子元件并且围绕芯元件包裹，以及vii)刷子元件包括微纤维材料。进一步的选项包括：viii)刷子元件在刷毛区的两个侧部区段中的一个的位置处的填充密度与刷子元件在刷毛区的两个侧部区段中的另一个的位置处的填充密度相同，以及ix)刷子元件在刷毛区的两个侧部区段中的每一个的位置处的填充密度为刷子元件在刷毛区的中间区段的位置处的填充密度的至多50％。而且，刷子适合在可移动跨越表面以便清洁这些表面的清洁装置中使用。因此，在另一方面中，本发明还涉及一种清洁装置，其包括：功能头，其被配置成在清洁装置的操作期间面向待清洁表面；以及布置在功能头中的这种刷子中的至少一个。在前述内容中关于包括至少一个刷子的清洁装置所讨论的进一步的选项同等地适用。

20、参考清洁装置的实施例和供在清洁装置中使用的刷子的实施例的以下详细描述，本发明的上述和其他方面将变得显而易见并得到阐明。