ЩЕТОЧНЫЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 2010 года по МПК A46B7/04 

Изобретение относится к щеточному элементу для использования совместно с рядом аналогичных щеточных элементов, в особенности в круглой щетке, выполненной с возможностью вращения вокруг оси вращения и с возможностью прикрепления к раме подметальной машины, причем указанная круглая щетка включает в себя сегмент головки, который содержит по существу плоский диск в сборе, снабженный соединительной системой для присоединения к нему щеточных элементов. Щетины, которые составляют щетинный сегмент указанного щеточного элемента, соединены в единый узел с объединяющим их сегментом корпуса.

Уровень техники

Круглые щетки вышеупомянутого типа традиционно конструируются по принципу, проиллюстрированному, например, на фиг.1, посредством сегмента головки, изготавливаемого из плоской фанерной плиты, имеющей пары отверстий с наклонной ориентацией, которые выполнены в достаточно широкой зоне в радиальном направлении, проходящем от втулки сегмента головки, в пределах его окружной границы. Формирование щетины такой круглой щетки обеспечивается путем пропускания щетин через одно отверстие каждой пары отверстий и выпуска через другое, после чего производится закрепление щетин на месте, например, посредством фанерной или металлической пластины, прикрепляемой к задней стороне сегмента головки. Недостаток такого решения заключается, главным образом, в неудобстве его изготовления, поскольку элемент головки должен быть сначала просверлен с тем, чтобы образовать огромное количество парных отверстий, после чего продетые через них щетины все равно приходится закреплять на месте посредством задней крышки. Другая проблема заключается в том, что щетинный сегмент в этом типе круглой щетки имеет ограничение в отношении плотности, поскольку образованные отверстия могут вместить лишь ограниченное количество щетин. Следующий ощутимый недостаток заключается в том, что упомянутый выше тип круглой щетки является разовым (невозвратным), поскольку вытаскивание щетин из сегмента головки экономически не оправдано, так как целесообразнее просто заменить всю круглую щетку новой.

С другой стороны, в вышеупомянутом контексте сейчас хорошо известно применение так называемого кассетного принципа. Этот тип решений для круглой щетки, как показано, например, на фигуре 2, включает элемент головки, который изготавливается, например, из достаточно тонкого листового металла путем прессования с целью формирования в нем соединительной системы, устанавливаемой с наклонной ориентацией по отношению к плоскости крепления круглой щетки, что позволяет предусмотреть соединительную систему со съемными щетинными сегментами заводского изготовления. Используемые в данном случае щетинные сегменты изготавливаются в настоящее время таким образом, что на одном их конце щетины связываются, например, посредством формуемой пластины головки, которая может проходить в прорези, функционируя в качестве соединительной системы. Если ссылаться на изображение, которое представлено, например, на фигуре 3, то можно отметить, что одно дополнительное решение в данном случае заключается в том, что сегмент головки снабжен отверстиями, через которые продеваются щетинки, после чего к задней стороне сегмента головки крепится подходящая прижимная пластина для закрепления щетин на месте. Помимо этого патент США 3678530 раскрывает альтернативное решение, в котором сегмент корпуса, скрепляющий каждый щетинный сегмент, состоит из трехкомпонентного узла корпуса в сборе, который дополнительно крепится к сегменту головки круглой щетки.

Ни один из этих типов решений, основанных на так называемом кассетном принципе, в используемой в настоящее время конфигурации не обладает широкими функциональными возможностями, что является, главным образом, результатом неудобства и высокой стоимости изготовления прессованных сегментов головки и входящих в них соединительных систем, что связано с недопустимым объемом применения ручного труда.

Патентная публикация США 4236269 раскрывает другое решение, в котором сегмент головки круглой щетки содержит плоский диск в сборе, который, в виде неотъемлемой части, снабжен соединительной системой для присоединения к нему щетинных элементов по принципу байонетного соединения. В этом случае соединительная система состоит из крыльев, образованных на сегментах головки, между которыми могут закрепляться U-образные щетинные сегменты. Особая проблема с этим типом решения заключается в том, что щетинные сегменты невозможно обеспечить достаточно надежной фиксацией, поскольку в данном конкретном решении отсутствует возможность реализации какой-либо реальной фиксации. По этой причине, положения щетинных сегментов также подвергаются определенному смещению на круглой щетке, возникающему, во-первых, из-за производственных допусков U-образной формы щетинных сегментов, а, во-вторых, из-за изгибания находящихся на диске крыльев при длительном использовании. Этот аспект, как таковой, имеет также существенное значение в отношении поддержания целостности круглой щетки. Таким образом, на практике обсуждаемый тип решения не может предусмотреть круглую щетку, которая была бы достаточно надежной в эксплуатации.

Раскрытие изобретения

Щеточный элемент, соответствующий изобретению, ставит своей целью решение вышеупомянутых проблем, чтобы превзойти предшествующий уровень техники. Для решения этой задачи щеточный элемент в основном отличается тем, что имеет щетины, соединенные с сегментом корпуса в конфигурации, сужающейся по существу коническим образом в направлении одного конца сегмента корпуса, в продольном направлении указанного сегмента на виде сверху.

Среди наиболее важных преимуществ, получаемых с помощью щеточного элемента по изобретению, следует особенно упомянуть его простоту и эффективность изготовления и конструкции, благодаря которым обеспечивается чрезвычайно простой способ изготовления, а также удобный для пользователя способ установки и замены щеточных элементов в круглой щетке. Щеточный элемент, соответствующий настоящему изобретению, позволяет обеспечить круглую щетку совершенно плоским сегментом головки, что является существенным фактором в отношении уменьшения стоимости изготовления круглой щетки. Кроме того, можно изготавливать элемент головки круглой щетки не из металла, а, например, из пластика или дерева, с использованием простых соединительных приспособлений, которые применяются в предпочтительном варианте щеточного элемента по изобретению, и которые образованы либо зажимными прорезями, непрерывно открывающимися до кромок в сегменте головки, либо имеющимися трапецеидальными вырезами, в которые щеточные элементы могут вставляться сверху, вследствие чего в собранной круглой щетке щеточные элементы, благодаря своей сужающейся конфигурации, эффективно зажимаются в процессе вращения круглой щетки. Имеется также возможность выполнить щеточный элемент в виде полностью пластмассовой конструкции так, чтобы и его сегмент головки и его щетины были изготовлены из одинакового материала на основе пластика, пригодного для вторичного использования, такого как пропилен или ему подобного. В этом случае имеется также дополнительная возможность сделать процесс изготовления щеточного элемента еще более эффективным благодаря использованию щетинных сегментов заводского изготовления, в которых щетины имеют сплавленные концы.

Далее, изобретение предлагает щеточный элемент с покрытым металлом сегментом корпуса, в котором наклон щетин по отношению к сегменту корпуса, как это требуется в круглой щетке, осуществляется за счет изгиба покрытого металлом сегмента корпуса с приданием ему U-образной формы, сужающейся по существу коническим образом в направлении одного из своих концов, в продольном направлении указанного сегмента на виде сверху. Таким образом, может быть реализован щеточный элемент, в котором соединительные средства для прикрепления элемента к соединительной системе круглой щетки просто фиксируются с помощью ступенчатого изгиба на верхней кромке сегмента корпуса.

Предпочтительные варианты осуществления щеточного элемента охарактеризованы в зависимых пунктах формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Изобретение будет подробно изложено в нижеследующем описании, при этом будут делаться ссылки на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1-3 изображают варианты традиционной круглой щетки,

фиг.4a-4d иллюстрируют один предпочтительный щеточный элемент, соответствующий изобретению, причем 4а представляет перспективное изображение, 4b - вид сбоку, 4с - вид в плане соединяемого с ним сегмента головки и 4d - вид в поперечном сечении круглой щетки, состоящей, как это описано выше, из щеточных элементов,

фиг.5a-5d иллюстрируют один альтернативный щеточный элемент по изобретению на видах, аналогичных видам, показанным на фиг.4,

фиг.6 представляет вид сбоку другого предпочтительного щеточного элемента по изобретению,

фиг.7 представляет вид сбоку одного щеточного элемента, который является альтернативным по отношению к щеточному элементу по фиг.6, и

фиг.8 и 9 представляют перспективные изображения некоторых других альтернативных конфигураций щеточного элемента.

Осуществление изобретения

Изобретение относится к щеточному элементу, который предназначен для использования совместно с рядом аналогичных ему элементов, в особенности в круглой щетке, которая способна вращаться вокруг оси вращения у, может прикрепляться к раме подметальной машины и включает в себя сегмент А головки, который содержит, по существу, плоский диск в сборе, снабженный соединительной системой K для присоединения к нему щеточных элементов 2. Щетины 2а′, которые составляют щетинный сегмент 2а щеточного элемента, соединены в единый узел с объединяющим их сегментом 2b корпуса. Щеточный элемент имеет щетины 2а′ (фиг.4а, 4b и 5а, 5b), соединенные с сегментом 2b корпуса, который сужается, по существу, коническим образом в направлении одного конца II сегмента 2b корпуса в его продольном направлении s на виде сверху.

Щеточный элемент имеет сегмент 2b корпуса, снабженный соединительными средствами 3 для прикрепления щеточного элемента к соединительной системе K, имеющейся на сегменте А головки круглой щетки, причем указанные средства образованы ступенчатыми элементами 3а, выступающими от сегмента 2b корпуса на его противоположных сторонах.

Рассматривая фигуры 4d и 5d, можно отметить, что на виде сбоку щетины 2а′ щетинного сегмента установлены по отношению к сегменту 2b корпуса под углом α, который, по существу, отклоняется от перпендикулярного направления, в отличие от традиционных решений, показанных на фигурах 2 и 3, которые требуют использование сегмента головки с изогнутой кромкой или отдельных коленчатых узловых соединений.

Рассматривая фигуры 5a-5d и 9, можно отметить, что щеточный элемент имеет сегмент 2b корпуса, изготавливаемый из материала на основе пластика, в котором щетины 2а′ щетинного сегмента закреплены одним своим концом.

С другой стороны, если ссылаться на предпочтительные варианты осуществления, показанные, например, на фигурах 4a-4d, 6, 7 и 8, можно отметить, что сегмент корпуса щеточного элемента 2 содержит тонкую металлическую пластину в виде куска листового металла или подобного материала, в котором щетины 2а′ закрепляются путем изгибания корпуса в элемент, в поперечном сечении имеющий U-образную форму. Щетинный сегмент имеет щетины 2а′, которые на виде сбоку устанавливаются по отношению к сегменту 2b корпуса под углом α, который, по существу, отклоняется от перпендикулярного направления путем изгибания покрытого металлом сегмента корпуса 2b для придания ему U-образной формы, сужающейся, по существу, коническим образом в направлении одного из своих концов II в продольном направлении s, на виде сверху.

В варианте осуществления, который описан выше, соединительные средства 3 щеточного элемента для его прикрепления к соединительной системе K круглой щетки образованы ступенчатым изгибом 3а, имеющимся на верхней кромке сегмента 2b корпуса.

В дополнительном предпочтительном варианте осуществления щеточный элемент имеет щетины 2а′ щетинного сегмента, изготовленные, по меньшей мере, частично с использованием щетин, выполненных из материала на основе пластика, такого как полипропилен, полиамид или им подобного.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления щеточный элемент имеет щетины 2а′ щетинного сегмента, изготовленные, по меньшей мере, частично с использованием щетин, выполненных из металлического материала, такого как сталь. Таким образом, в варианте по фиг.4а, 6 и 7 щетины 2а′ щетинного сегмента изготавливаются, по меньшей мере, частично путем использования щетин, которые в поперечном сечении имеют плоскую конфигурацию.

В другом предпочтительном варианте щетины 2а′ щетинного сегмента щеточного элемента позволяют использовать продольно гофрированные, скрученные спиралью и/или подобные щетины (на чертежах не показаны).

Фиг.6 на виде сбоку показывает щеточный элемент того же типа, который показан на фиг.4а, в котором сегмент головки имеет боковые стенки, по существу, с вертикальной ориентацией по отношению к верхней части сегмента головки. В щеточном элементе, показанном на фиг.7, боковые стенки сегмента головки несколько наклонены относительно друг друга, вследствие чего щетины также проходят несколько в направлении друг к другу. Кроме того, фиг.8 в перспективном изображении показывает вариант осуществления, который является альтернативой по отношению к щеточным элементам, показанным, например, на фигурах 6 и 7, и в котором щетины щетинного сегмента состоят, например, из прямых или гофрированных стальных проволок. Кроме того, фиг.9 показывает вариант осуществления, который является альтернативой, например, по отношению к щеточному элементу (показанному на фиг.5а), обеспеченному аналогичным сегментом головки, и в котором щетины связаны с сегментом головки таким образом, что щетинный сегмент имеет элемент, который представляет собой открытый кверху элемент или V-образным нижний конец.

Понятно, что изобретение не ограничивается вариантами осуществления, описанными или изложенными выше, но может изменяться в пределах базовой концепции изобретения в соответствии с заданными применениями и условиями. Следовательно, прежде всего, является очевидным то, что сегмент головки может иметь форму, которая может отличаться от описанной, в зависимости от того, каким образом он соединен в каждом конкретном случае с щеточной рамой подметальной машины. Кроме того, его габариты и внешний вид, естественно, могут подлежать изменениям в зависимости от габаритов каждой щеточной кассеты, которую нужно изготовить, а также от используемых для этого материалов. В частности, при использовании для щеточного элемента сегмента корпуса, изготовленного из пластика, его изготовление возможно, например, посредством литья под давлением из двухкомпонентного материала с отвердением при помощи химической добавки, такого как полипроуретан, эпоксидная смола или им подобного, или же, например, из, по существу, жестко структурированного пластика, металла, керамического, композитного материала и/или им подобного. Естественно, помимо этого, существует возможность изготовления щеточных элементов по изобретению (как сегмента корпуса, так и щетинных устройств) из, по существу, одного и того же материала на основе пластика, пригодного для вторичного использования, такого как пропилен, или же конструирования щетинных сегментов путем использования разнородных типов щетин, таких как щетины из пластика и стали и т.п. Понятно также, что соединительные системы и приспособления могут быть снабжены сопрягающимися поверхностями в самых разнообразных формах для осуществления соединения и скрепления щетинных сегментов с сегментом головки.

Щеточный элемент для использования совместно с рядом аналогичных щеточных элементов, в особенности в круглой щетке, выполнен с возможностью вращения вокруг оси вращения и с возможностью прикрепления к раме подметальной машины. Круглая щетка включает в себя сегмент головки, который содержит по существу плоский диск в сборе, снабженный соединительной системой для присоединения к нему щеточных элементов. Щетины, которые составляют щетинный сегмент указанного щеточного элемента, соединены в единый узел с объединяющим их сегментом корпуса. Сегмент корпуса выполнен в конфигурации, сужающейся по существу коническим образом в продольном направлении одного конца сегмента корпуса, на виде сверху. Изобретение обеспечивает повышение долговечности щетки и надежность в эксплуатации. 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Щеточный элемент для использования совместно с рядом аналогичных щеточных элементов, в особенности в круглой щетке, выполненной с возможностью вращения вокруг оси вращения (у) и с возможностью прикрепления к раме подметальной машины, причем указанная круглая щетка включает в себя сегмент (А) головки, который содержит, по существу, плоский диск в сборе, снабженный соединительной системой (К) для присоединения к нему щеточных элементов (2), при этом щетины (2а′), которые составляют щетинный сегмент (2а) указанного щеточного элемента, соединены в единый узел с объединяющим их сегментом (2b) корпуса, отличающийся тем, что имеет щетины (2а′), соединенные с сегментом (2b) корпуса в конфигурации, сужающейся, по существу, коническим образом в направлении одного конца (II) сегмента (2b) корпуса, в продольном направлении (s) указанного сегмента корпуса на виде сверху.

2. Щеточный элемент по п.1, отличающийся тем, что сегмент (2b) корпуса снабжен соединительными средствами (3) для прикрепления щеточного элемента к соединительной системе (К), предусмотренной на сегменте (А) головки круглой щетки, причем соединительные средства (3) образованы ступенчатыми элементами (3а), выступающими от сегмента (2b) корпуса на его противоположных сторонах.

3. Щеточный элемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что щетины (2а′) щетинного сегмента установлены по отношению к сегменту (2b) корпуса под углом (α), который, по существу, отклоняется от перпендикулярного направления.

4. Щеточный элемент по п.1, отличающийся тем, что сегмент (2b) корпуса изготовлен из материала на основе пластика, а щетины (2а′) щетинного сегмента закреплены в указанном сегменте корпуса одним своим концом.

5. Щеточный элемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что сегмент корпуса щеточного элемента (2) содержит тонкую металлическую пластину в виде куска листового металла или подобного материала, причем щетины (2а′) щетинного сегмента закреплены за счет изгиба корпуса в элемент, имеющий в поперечном сечении U-образную форму, а щетинный сегмент имеет щетины (2а′), установленные по отношению к сегменту корпуса под углом (α), который, по существу, отклоняется от перпендикулярного направления, за счет изгиба покрытого металлом сегмента (2b) корпуса с приданием ему U-образной формы, сужающейся, по существу, коническим образом в направлении одного из своих концов (II), в продольном направлении (s) указанного сегмента на виде сверху.

6. Щеточный элемент по п.5, отличающийся тем, что соединительные средства (3) щеточного элемента, предназначенные для его прикрепления к соединительной системе (К) круглой щетки, образованы ступенчатым изгибом (3а) на верхней кромке сегмента (2b) корпуса.

7. Щеточный элемент по п.1, отличающийся тем, что щетины (2а′) щетинного сегмента изготовлены с использованием щетин, выполненных из материала на основе пластика, такого как полипропилен, полиамид или им подобного.

8. Щеточный элемент по п.1, отличающийся тем, что щетины (2а′) щетинного сегмента изготовлены, по меньшей мере, частично с использованием щетин, выполненных из металлического материала, такого как сталь.

9. Щеточный элемент по п.1, отличающийся тем, что щетины (2а′) щетинного сегмента изготовлены, по меньшей мере, частично с использованием щетин, которые в поперечном сечении имеют плоскую конфигурацию.

10. Щеточный элемент по любому из пп.7-9, отличающийся тем, что щетины (2а′) щетинного сегмента изготовлены с использованием продольно гофрированных, скрученных спиралью и/или подобных щетин.