CH665764A5

CH665764A5 - Bodenreinigungs- oder -bearbeitungsmaschine.

Info

Publication number: CH665764A5
Application number: CH1239/85A
Authority: CH
Inventors: Charles Mathieu Serou; Peter Brunner
Original assignee: Diethelm & Co
Priority date: 1985-03-20
Filing date: 1985-03-20
Publication date: 1988-06-15
Also published as: US4651378A; DE3664102D1; FI861158A0; FI861158A; FI83030C; CA1257954A; ATE44223T1; FI83030B; EP0195263A1; EP0195263B1

Description

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bodenreinigungsoder -bearbeitungsmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bekanntlich können je nach gewünschter Arbeitsoperation an der Halterung einer solchen Maschine verschiedene Reinigungs- bzw. Bearbeitungswerkzeuge, beispielsweise Scheiben- oder Walzenbürsten verschiedener Härtegrade, Polierscheiben bzw. -walzen oder gar Schleifteller befestigt werden. Für jedes dieser Werkzeuge existiert erfahrungsge-mäss ein für die durchzuführende Arbeitsoperation optimaler Drehzahlbereich, wobei diese Drehzahlbereiche unterschiedlich sind.

Dazu kommt allerdings die Oberflächenbeschaffenheit des zu reinigenden bzw. zu bearbeitenden Bodens, welche, zusammen mit dem gerade verwendeten Werkzeug massgebend ist für das vom Motor zu überwindende Bremsmoment bzw. für das an der Halterung abgenommene Drehmoment. Es gibt nun Maschinen der eingangs genannten Art, deren einzige Arbeitsdrehzahl nur für eine Gattung von Operationen geeignet ist. Mit solchen Maschinen kann aber das gesamte Spektrum der gewünschten Arbeitsoperationen nicht optimal bewältigt werden.

Um diesem Mangel zu begegnen, und auch um Überlastungen des Motors oder des diesen speisenden Netzanschlusses zu vermeiden, ist bereits vorgeschlagen worden, in den Getriebezug zwischen Motor und Halterung ein beispielsweise zweistufiges Schaltgetriebe einzubauen, oder einen polumschaltbaren Motor vorzusehen.

Diese Lösung vermag jedoch nicht zu befriedigen, denn — abgesehen von der komplizierteren Handhabung — bieten solche Maschinen lediglich zwei verhältnismässig eng begrenzte Drehzahlbereiche der Halterung, wobei zugleich Überlastungen des Motors nicht vollständig ausgeschlossen sind.

Es ist daher ein Zweck der Erfindung, eine Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Leistungsaufnahme des Elektromotors im wesentlichen konstant ist, wobei sich jedoch die Drehzahl der Halterung selbsttätig den Gegebenheiten (Reinigungs- bzw. Bearbeitungswerkzeug, Oberflächenbeschaffenheit des Bodens) anpasst.

Zu diesem Zweck weist die vorgeschlagene Maschine die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 definierten Merkmale auf.

Merkmale bevorzugter Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt;

Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch eine Bodenreinigungsmaschine,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf Fig. 1 unter Weglassung der Abdeckung,

Fig. 3 eine schematische Stirnansicht der Fig. 1, wobei die Frontseite der Abdeckung weggebrochen ist,

Fig. 4 in grösserem Massstab die wesentlichen Teile des Reibradgetriebes, und

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Fig. 5 und 6 in schematischer Draufsicht bzw. Seitenansicht die Elemente, die die Welle des Motors an jene des Antriebsrades des Reibradgetriebes koppeln.

Die in Fig. 1 dargestellte Bodenreinigungsmaschine 10 besitzt einen Grundrahmen 11, an den eine Bedienungs- und Steuerdeichsel 12 durch nicht dargestellte Mittel um einen beschränkten Schwenkwinkel schwenkbar angelenkt ist. Am Grundrahmen 11 ist ein im wesentlichen kreisrunder, nach unten abstehender Flansch 13 angeformt, der ein Reinigungswerkzeug, hier eine Scheibenbürste 14, mit Spiel umgreift. Die Scheibenbürste 14 ist auf nicht näher dargestellte Weise drehfest, jedoch gegen ein Reinigungswerkzeug anderer Art austauschbar an der Unterseite einer Halterungsscheibe 15 befestigt, die ihrerseits über ein Kugellager 16 drehbar auf einer am Grundrahmen 18 verankerten, nach unten abstehenden Stummelwelle 17 gelagert ist. Auf der Oberseite der Halterungsscheibe 15 ist ein aussenverzahnter Zahnring 18 befestigt, mit dem ein Ritzel 19 kämmt. Das Untersetzungsverhältnis zwischen dem Ritzel 19 und dem Zahnring 18 beträgt beispielsweise 1: 8. Das Ritzel sitzt auf einer in einem Kugellager 20 drehbar gelagerten und den Grundrahmen 11 durchsetzenden Welle 21. Auf dem den Grundrahmen 11 durchstossenden Ende der Welle 21 sitzt eine ebene Reibscheibe 22, die das Abtriebsrad eines Reibrad-Getriebes 23 bildet, dessen Antriebsrad mit 24 bezeichnet ist und das — wie noch zu beschreiben sein wird — an die Welle eines Elektromotors 25 gekoppelt ist. Das Reibrad-Getriebe 23 sowie die Untersetzungsstufe Ritzel 19/ Zahnring 18 bilden somit den Getriebezug zwischen dem Motor 25 und der Halterungsscheibe 15.

Der Motor 25 und mit ihm das Antriebsrad 24 sind mittels auf beidseits des Motorgehäuses angeordneten Schienen 26 laufenden Rollen 27 in Richtung zur Drehachse 21 des Ritzels 19 hin und von dieser weg verschiebbar geführt. Die Schienen 26 sind Bestandteile eines Hilfsrahmens 28, der seinerseits um einen beschränkten Kippwinkel 29 (Fig. 3) um eine von einem Gestell 31 getragene Achse 30 kippbar ist. Das Gestell 31 ist auf dem Grundrahmen 11 verankert. Eine erste Rückholfeder 32, die mit einem Stossdämpfer 33 zusammenwirkt, hält das Hilfsgestell 28 beim Stillstand des Motors 25 in jener Kipplage, in der die Welle des Motors 25 die mit der ausgezogenen Linie 34 in Fig. 3 angedeutete Richtung hat. Die Vorspannung dieser ersten Rückholfeder 32 ist zu einem noch zu beschreibenden Zwecke verstellbar und feststellbar. Eine zweite Rückholfeder 35 ist bestrebt, den Motor 25 und mit ihm das Antriebsrad 24 am weitesten weg von der Welle 21 des Ritzels 19 zu halten.

Betrachtet man nun Fig. 4, so erkennt man schematisch das Abtriebsrad 22 mit seiner ebenen Reibfläche, den Motor 25 mit seiner in einem Kugellager 42 gelagerten Welle 36 und das Antriebsrad 24. Das Antriebsrad 24 weist einen im wesentlichen ringförmigen Reibbelag 37 auf, dessen mit dem Abtriebsrad 22 in Berührung stehende Reibfläche 38 die Form eines flachen Kegelstumpfes aufweist. Der Reibbelag 37 ist fest an einer Trägerscheibe 39 verankert, die ihrerseits drehfest am Ende einer Welle 40 sitzt. Die koaxial zur Motorwelle 36 angeordnete Welle 40 erstreckt sich in eine in der Motorwelle 36 eingearbeitete Bohrung 41 und ist mittels Lagerbüchsen in der Motorwelle 36 — wie sich noch zeigen wird — beschränkt verdrehbar sowie axial verschiebbar gelagert. Eine Druckfeder 44 wirkt auf das von der Trägerscheibe 39 entfernte Ende der Welle 40 und drängt somit die Trägerscheibe 39 und mit ihr den Reibbelag 37 in Kontakt mit dem Abtriebsrad 22.

Der Fig. 4 ist ferner zu entnehmen, dass auf dem abstehenden Ende der Motorwelle 36 ein gesamthaft mit der Bezugsziffer 45 bezeichneter Übertragungsteil verankert ist, der mit der dem Reibbelag 37 abgekehrten Seite der Trägerscheibe 39 zusammenwirkt. Dieser Übertragungsteil 45 weist — wie auch den Fig. 5 und 6 zu entnehmen ist — mehrere (im vorliegenden Falle deren fünf) Rollen 46 auf. die in regelmässigen Umfangsabständen angeordnet sind und frei drehbar um im wesentlichen rechtwinklig von den Wellen 36, 40 abstehenden Achsen gelagert sind, welche Achsen durch in den Grundkörper 47 des Übertragungsteils 45 eingeschraubte Stufenbolzen 48 gebildet sind. Der Einfachheit halber sind Kugellager bzw. Lagerbüchsen, mit denen die Rollen 46 auf den Stufenbolzen 48 gelagert sind, nicht dargestellt. Beispielsweise können die Rollen 46 durch äusseren Laufring selbst eines Kugellagers gebildet sein.

Die Rollen 46 wirken mit einer auf der dem Reibbelag 37 abgekehrten Seite der Trägerscheibe 39 an dieser angeformten, kreisringförmigen Kurvenbahn 49 zusammen. Wie der Fig. 6 zu entnehmen ist, weist die Kurvenbahn 49 ebensovie-le Vertiefungen auf, als Rollen 46 vorhanden sind, wobei zu beiden Seiten der Vertiefungen keilförmig ansteigende Rampen 50, 51 an diese anschliessen. Wenn nun die Motorwelle 36, und damit der Übertragungsteil 45 beispielsweise im Sinne des Pfeiles 52 in Fig. 6 zu laufen beginnt, wird der Übertragungsteil 45 je nach Trägheit des Antriebsrades 24 und dem auf dieses durch das Abtriebsrad 22 ausgeübte Bremsmoment etwas voreilen, was — durch das Auflaufen der Rollen 46 auf die Rampen 50 — eine zusätzliche Erhöhung der in Richtung des Pfeiles 53 (Fig. 6) wirkenden Kraft bewirkt, mit der die Reibfläche 38 an das Abtriebsrad 22 gedrückt wird und somit einer Erhöhung des Reibschlusses gleichkommt. Sinngemäss dasselbe gilt, wenn der Motor entgegen der Richtung des Pfeiles 52 anläuft.

Es wurde bereits dargelegt und es ist in Fig. 3 angedeutet, dass im Stillstand die Welle des Motors 25 und damit auch die Achse des Antriebsrades 24 die mit der Linie 34 angedeutete Richtung hat. Läuft der Motor 25 nun in Richtung des Pfeiles 54 an, wird die Trägheit des Abtriebsrades 22 mit den formschlüssig mit diesem verbundenen Teilen 14, 15,18 und 19 und das von diesen Teilen ausgehende Bremsmoment bewirken, dass der Motor und die mit dessen Welle 36 koaxial verbundenen Teile 40, 24 und 45 gegen die Wirkung der ersten Rückholfeder 32 um die Kippachse 30 kippen, bis die Achsen des Motors 25 und der damit verbundenen Teile 40, 24, 25, die in Fig. 3 mit der Linie 55 angedeutete Richtung haben. Dies bedeutet aber, dass die Mantellinie, längs welcher die Reibfläche 38 die obere Seite des Abtriebsrades 22 berührt, weder im Stillstand noch im Lauf mit einem Radius des Abtriebsrades 22 zusammenfällt, weil die Achsen der mit der Motorwelle 36 koaxialen Teile windschief zur Drehachse des Abtriebsrades 22 verlaufen. Dies hat wiederum zur Folge, dass das Antriebsrad 24 im Lauf nicht eine reine (wenn auch gegebenenfalls mit Schlupf behaftete) Abwälzbewegung auf dem (laufenden) Abtriebsrad 22 ausführt, sondern neben der Abwälzbewegung auch eine «Radier»-Bewegung, die zur Folge hat, dass im Lauf das Antriebsrad 24 das Bestreben hat, gegen die Mitte des Abtriebsrades 22 zu laufen, was (bei konstanter Drehzahl des Antriebsmotors 24) eine Erhöhung der Drehzahl des Abtriebsrades 22 unter Verminderung des von diesem abnehmbaren Drehmomentes zur Folge hat.

Einer solchen Erhöhung der Drehzahl und Verminderung des abnehmbaren Drehmomentes steht aber das von der Bürste 14 zu überwindende Bremsmoment entgegen, das auf das Abtriebsrad 22 übertragen wird. Dies wiederum hat zunächst zur Folge, dass — wie beschrieben — der Anpressdruck der Reibfläche 38 auf das Abtriebsrad 22 und damit der Reibschluss zwischen diesen Teilen erhöht wird. Im Lauf ergibt sich sodann selbsttätig eine Art Gleichgewichtszustand, in dem stets die Drehzahl der Bürste 14 und damit das von dieser aufzubringende Drehmoment optimal und selbst5

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tätig an die zu bearbeitende bzw. zu reinigende Oberfläche angepasst wird, wobei das vom Motor 25 abgenommene Drehmoment bzw. die vom Motor aufgenommene Leistung konstant bleibt.

Durch Änderung der Vorspannung der ersten Rückholfeder 32 kann die vom Reibradgetriebe 23 übertragene Leistung der Nennleistung des Motors 25 angepasst werden. Wird diese Vorspannung erhöht, dann kann das Kippen des Motors 25 beim Anlauf nicht verhindert werden, aber es erhöht sich der Anpressdruck der Reibfläche 38 auf das Abtriebsrad 22 und dadurch das übertragbare Drehmoment, das letztlich von der zulässigen Leistung des Motors 25 abhängt. Dagegen dient die zweite Rückholfeder 35 dazu, nach dem Ausschalten des Motors 25 das Antriebsrad 24 von der Mitte des Abtriebsrades 22 wieder zu entfernen, damit beim Wiedereinschalten des Motors das Abtriebsrad 22 zunächst sanft mit der geringsten Drehzahl (entsprechend beispielsweise ca. 140 U/min. der Bürste 14) anlaufen kann und sich die Drehzahl erst danach nach Massgabe des zu überwindenden Bremsmomentes erhöht. Dieses Zurückholen des ausgeschalteten Motors 25 durch die zweite Rückholfeder 35 ist dadurch erleichtert, dass der Reibschluss zwischen dem Reibbelag 37 und dem Abtriebsrad 22 nur noch von der Druckfeder 44 ausgeht, während das Zusammenwirken der Rollen 46 mit der Kurvenbahn 49 dahinfällt.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Bodenreinigungs- oder -bearbeitungsmaschine mit wenigstens einer mittels eines Elektromotors (25) über einen Getriebezug (18, 19; 23) antreibbaren Halterung (15) zur austauschbaren Aufnahme eines Reinigungs- bzw. Bearbeitungselementes (14), dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebezug ein kraftschlüssiges Getriebe (23) enthält, das selbsttätig die Drehzahl der Halterung (15) nach Massgabe des von dieser aufzuwendenden Drehmomentes bei konstantem Abtriebsdrehmoment des Motors (25) verändert.

2. Maschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet. dass das kraftschlüssige Getriebe ein Reibradgetriebe (23) ist, dessen Abtriebsrad (22) an die Halterung (15) gekoppelt ist, während dessen an den Motor (25) gekoppeltes Antriebsrad (24) zur Drehachse des Abtriebsrades (22) hin und von dieser weg verschiebbar ist.

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PATENTAN SPRÜCHE

3. Maschine nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsrad (22) eine im wesentlichen ebene und das Antriebsrad (24) eine kegelstumpfförmige Reibfläche (38) aufweist.

4. Maschine nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Stillstand und im Lauf die Drehachse des Antriebsrades (24) windschief zur ortsfesten Drehachse des Abtriebsrades (22) verläuft, wobei im Stillstand die Drehachse des Antriebsrades (24) auf der einen Seite der Drehachse des Abtriebsrades (22) verläuft, wobei Mittel (28, 30) vorgesehen sind, um beim Anlauf des Antriebsrades (24) dessen Drehachse gegen die Wirkung einer ersten Rückholfeder (32) auf die andere Seite der Drehachse des Abtriebsrades (22) zu drängen, auf welcher anderen Seite das Antriebsrad die Tendenz hat, gegen die Mitte des Abtriebsrades (22) zu laufen.

5. Maschine nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rückholfeder (32) vorgespannt ist, und dass deren Vorspannung einstellbar und feststellbar ist.

6. Maschine nach Patentanspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (24) mit dem Motor (25) gegen die Wirkung einer zweiten Rückholfeder (35) in Richtung zur Mitte des Abtriebsrades (22) hin geführt verschiebbar in einem Hilfsrahmen (28) montiert ist, der seinerseits um eine die Drehachse des Abtriebsrades (22) rechtwinklig kreuzende Kippachse (30) gegen die Wirkung der ersten Rückholfeder (32) kippbar ist.

7. Maschine nach einem der Patentansprüche 3 — 6, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (45,46; 49) vorgesehen sind, um den Anpressdruck der Reibfläche (38) des Antriebsrades (24) auf jene des Abtriebsrades (22) entsprechend des von diesem zu überwindenden Bremsmomentes zu erhöhen.

8. Maschine nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen (36; 40) des Motors (25) und des Antriebsrades (24) koaxial zueinander angeordnet und in be-zug aufeinander axial verschiebbar sind, wobei ein Kranz frei drehbarer, in gleichen Umfangsabständen angeordneter, mit ihren Drehachsen (48) rechtwinklig zur Welle (36) des Motors (25) stehenden Rollen (46) fest an dieser verankert ist, welche Rollen (46) je mit einem keilförmigen, zum Motor (25) hin ansteigenden Segment (50, 51) einer kreisringförmigen Kurvenbahn (49) zusammenwirken, die koaxial zum Antriebsrad (24) fest mit diesem verbunden ist.

9. Maschine nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenbahn (49) auf der einen Seite einer Trägerscheibe (39) ausgebildet ist, die auf ihrer anderen Seite einen Reibbelag (37) aufweist, an dem die kegelstumpfförmige Reibfläche (38) ausgebildet ist, wobei die Trägerscheibe (39) auf dem einen Ende der Welle (40) des Antriebsrades (24) sitzt, welche Welle (40) sich axial verschiebbar und beschränkt verdrehbar in eine in der Welle (36) des Motors (25) ausgebildete Bohrung (41) erstreckt.

10. Maschine nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bohrung (41) eine auf die Welle (40) des Antriebsrades (24) in Richtung auf das Abtriebsrad (22) einwirkende Druckfeder (44) angeordnet ist.