DE19857629A1

DE19857629A1 - Saugreinigungswerkzeug

Info

Publication number: DE19857629A1
Application number: DE1998157629
Authority: DE
Inventors: Peter Woerwag
Original assignee: Duepro AG
Current assignee: Duepro AG
Priority date: 1998-12-14
Filing date: 1998-12-14
Publication date: 2000-06-15

Abstract

Ein Saugreinigungswerkzeug für ein Saugreinigungsgerät besitzt eine drehbare Bürstenwalze, die von einer Luftturbine angetrieben wird. Die Luftturbine ist in einer Turbinenkammer mit einer Zuströmöffnung und einer Abströmöffnung für den Saugluftstrom angeordnet. Um eine bezogen auf die Leistung der Luftturbine geringe Baugröße zu erreichen, weist die Luftturbine einen Durchmesser auf, der größer als die Breite in axialer Richtung der Luftturbine ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Saugreinigungswerkzeug für ein Saugreinigungsgerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 an gegebenen Gattung.

Saugreinigungswerkzeuge umfassen üblicherweise ein Gehäuse mit einem Anschlußstutzen für eine Luftströmungsverbindung mit dem Saugaggregat eines Saugreinigungsgerätes sowie eine in dem Gehäuse nahe dessen Saugöffnung drehbar gelagerte Bürstenwalze. Die Borsten der Bürstenwalze ragen in ihrer unteren Lage durch die Saugöffnung nach außen und ermögli chen so die Bearbeitung des zu saugenden Untergrundes. Zum Antrieb der Bürstenwalze dient häufig eine Luftturbine, die vom Saugluftstrom beaufschlagt ist. Luftturbinen werden we gen des einfachen Aufbaus häufig bei zentralen Absauganla gen und bei Geräten für die gewerbliche Reinigung einge setzt, da derartige Sauggeräte leistungsstarke Gebläse ha ben.

Wegen der hohen Antriebsleistungen besteht bei solchen Sau greinigungswerkzeugen eine nicht zu unterschätzende Un fallgefahr für das die Geräte führende Personal oder in der Nähe befindliche Personen. Es ist daher bereits vorgeschla gen worden, Maßnahmen zum Abbremsen der Bürstenwalze vorzu sehen, was in aller Regel dadurch geschieht, daß der Luft strom vollständig oder teilweise an der Luftturbine vorbei geleitet wird. Somit ist die Luftturbine häufigen Beschleu nigungs- und Verzögerungsvorgängen ausgesetzt. Die Abbrem sung der Bürstenwalze wird in erheblichem Maße auch von der Massenträgheit der Luftturbine beeinflußt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Saugreinigungswerkzeug der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung zu schaffen, bei dem die Turbine, bezo gen auf die Leistung, eine geringe Baugröße aufweist.

Diese Aufgabe wird durch ein Saugreinigungswerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind darin zu se hen, daß die Luftturbine ein gegenüber bisher bekannten An ordnungen geringeres Gewicht sowie einen reduzierten Mate rialeinsatz aufweist. Die daraus resultierende geringere Masse der Luftturbine führt zu rascheren Geschwindigkeits änderungen sowohl beim Beschleunigen als auch beim Verzö gern, so daß insbesondere ein rascheres Abbremsen der Bür stenwalze erreicht wird.

Als besonders vorteilhaft haben sich Luftturbinen erwiesen, bei denen das Verhältnis des Durchmessers zur Breite größer 1,3 : 1 ist und vorzugsweise zwischen 1,4 und 2,5 beträgt.

Die Breite der Luftturbine beträgt vorzugsweise zwischen 25 mm und 40 mm, wohingegen der Durchmesser zwischen 45 mm und 75 mm beträgt. Die Eintrittsöffnung ist zweckmäßigerweise als Blende gestaltet, deren Blendenbreite der Breite der Luftturbine entspricht, wobei die Höhe der Blende minde stens 7 mm beträgt. Der Blendenquerschnitt liegt vorzugs weise zwischen 180 mm² und 320 mm².

Es ist darüber hinaus besonders zweckmäßig, daß die Turbi nenkammer in axialer Richtung eine wesentlich größere Er streckung aufweist als die Breite der Luftturbine, wobei vorzugsweise die Erstreckung mindestens etwa das Doppelte der Breite beträgt. Die wesentlich größere Erstreckung der Turbinenkammer in axialer Richtung der Luftturbine bietet den Vorteil, daß die Luftturbine innerhalb der Turbinenkam mer axial verschiebbar ist, so daß gegebenenfalls durch die jeweilige Lage der Luftturbine bezüglich der Einström öffnung die Leistung und auch die Drehzahl variiert werden kann. Vorzugsweise ist die Luftturbine in der Turbinenkam mer außermittig angeordnet. Die Luftturbine ist vorzugs weise als Durchströmungsturbine ausgebildet, so daß eine Beaufschlagung durch den Luftstrom in zwei Stufen erfolgt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch ein Saugreinigungswerk zeug,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 Die Ansicht einer Trennwand mit einer als Blende gestalteten Einströmöffnung,

Fig. 4 einen axialen Schnitt durch eine in der Turbinen kammer verschiebbare Luftturbine,

Fig. 5 eine als Durchströmturbine gestaltete Luftturbine.

In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Längs schnittes durch ein Saugreinigungswerkzeug 1 gezeigt, das in einem Gehäuse 2 einen vorderen Bereich 3 mit einer Saug öffnung 4 und in einem mittleren Abschnitt 8 eine Turbinen kammer 12 mit einer Luftturbine 13 aufweist. Die Lufttur bine 13 dient zum Antrieb einer Bürstenwalze 5, deren Bor sten 6 in ihrer unteren Lage durch die Saugöffnung 4 ragen, um den zu saugenden Untergrund zu bearbeiten. Die Bürsten walze 5 ist mittels eines Zahnriemens 7 mit der Luftturbine 13 gekoppelt. Die Luftturbine 13 wird von einem Saugluft strom 24 beaufschlagt, der von einem nicht dargestellten, an einem Sauganschluß 9 angeschlossenen Saugaggregat er zeugt wird und durch eine in einer Trennwand 30 angeordne ten Einströmöffnung 20 in die Turbinenkammer 12 eintritt. Die Turbinenkammer 12 hat in Längsrichtung, das heißt in Arbeitsrichtung des Saugreinigungswerkzeuges 1 eine Länge L, die beispielsweise zwischen 55 mm und 95 mm beträgt. Die Höhe der Turbinenkammer 12 ist mit H bezeichnet und beträgt vorzugsweise zwischen 50 mm und 90 mm.

Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1. In dem vorderen Bereich 3 des Gehäuses 2 befindet sich die Bürstenwalze 5, die mittels seitlicher Lager 10, 10' an den Seitenwänden des Gehäuses 2 gelagert ist. Die Bürstenwalze 5 ist durch den Zahnriemen 7 mit der Turbinen welle 14 gekoppelt. Die Turbinenwelle 14 ragt in die Turbi nenkammer 12, in der die Luftturbine 13 auf der Turbinen welle 14 befestigt ist. Die Turbinenkammer 12 ist mittels der Trennwand 30 von der Kammer, in der sich die Bürsten walze 5 befindet, abgeteilt und durch Seitenwände 17 und 18 begrenzt. Die Luftturbine 13 weist eine Vielzahl von zwi schen den Seitenwänden 21, 22 angeordneten Schaufeln 23 auf. Vor der Luftturbine 13 ist in der Trennwand 30 die Einströmöffnung 20 vorgesehen, die als Blende mit einer Breite b ausgeführt ist, die mindestens annähernd der Breite B der Luftturbine 13 entspricht.

Der Durchmesser der Luftturbine 13 ist mit D bezeichnet und beträgt beispielsweise zwischen 45 mm und 75 mm. Die Breite B der Luftturbine 13 liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 25 mm und 40 mm, wobei für nachfolgende Beispiele des Ver hältnisses D/B eine Breite B von 31 mm zugrunde gelegt wird. Bei einem Durchmesser D von 45 mm ist das Verhältnis D : B = 1,452, bei D = 55 mm ist das Verhältnis D : B = 1,774 und bei D = 75 mm beträgt das Verhältnis D : B = 2,419.

Die Turbinenkammer 12 hat in axialer Richtung der Lufttur bine 13 eine Erstreckung S von mindestens 35 mm, geeignete Abmessungen der Breite B der Luftturbine 13 können bei der Konstruktion des Saugreinigungswerkzeugs unter Berücksich tigung anderer Vorgaben u. a. auch bezüglich des zur Verfü gung stehenden Bauraumes festgelegt werden. Dabei ist auch eine außermittige Anordnung der Luftturbine 13 in der Tur binenkammer 12 möglich, auf die später zu Fig. 4 noch ein gegangen wird.

Die Fig. 3 zeigt die Ansicht der Trennwand 30 mit der darin angeordneten Einströmöffnung 20 in Form der Blende. Dabei ist die Breite der Blende mit b und die Höhe der Blende mit h bezeichnet. Die Höhe h beträgt dabei mindestens 7 mm, wo hingegen die Breite b der Blende der Breite B der Lufttur bine angepaßt ist. Als zweckmäßig haben sich Blendenquer schnitte zwischen 180 mm² und 320 mm² erwiesen.

Ein wesentlicher Vorteil der größeren Dimensionierung der Erstreckung der Turbinenkammer 12 in axialer Richtung der Luftturbine 13 gegenüber der Breite der Luftturbine 13 be steht darin, daß die Luftturbine 13 axial verschiebbar ist und somit gegenüber der Blende unterschiedliche Positionen einnehmen kann. Dadurch kann die Luftbeaufschlagung der Luftturbine 13 variiert werden, wie dies nachfolgend zu Fig. 4 beschrieben ist.

Die Fig. 4 zeigt einen axialen Schnitt durch ein Turbinen gehäuse 11, in dem die Turbinenkammer 12 gebildet ist, und mit der darin gelagerten Luftturbine 13. Dabei zeigt die obere Hälfte der Fig. 4 die Luftturbine 13 in ihrer Stel lung bei Vollast, das heißt bei höchster Lastanforderung durch die von der Luftturbine 13 angetriebenen Bürsten walze, und die untere Hälfte der Fig. 4 die Stellung der Luftturbine 13 im Leerlauf, das heißt bei minimaler Lastan forderung der Bürstenwalze. Die Luftturbine 13 umfaßt im wesentlichen die zwei radialen Seitenwände 21 und 22, die von der Turbinenwelle 14 getragen werden. Zwischen den Sei tenwänden 21 und 22 ist eine Vielzahl von Turbinenschaufeln 23 angeordnet. Die Turbinenwelle 14 ist kraftschlüssig mit einer Antriebswelle 15 verbunden, an deren Ende ein Zahn riemenrad 16 vorgesehen ist, so daß die von der Luftturbine 13 erzeugte Leistung über den Zahnriemen auf die Bürsten walze übertragen werden kann. Mit RA ist die Rotationsachse der Turbinenwelle 14 und Antriebswelle 15 bezeichnet.

Die Antriebswelle 15 ist an einer seitlichen Gehäusewand 17 des Turbinengehäuses 11 mittels eines Lagerelementes 25 ge lagert. In der Trennwand 30 des Turbinengehäuses 11 befin det sich eine Düse 29, die die Einströmöffnung 20 für einen Saugluftstrom 28 bildet. Diese Einströmöffnung 20 ist eine Blende, deren Breite mit b bezeichnet ist. Der Saugluft strom 28 beaufschlagt die Luftturbine 13, um diese anzu treiben, und verläßt die Turbinenkammer 12 durch die Ab strömöffnung 19. An der der Antriebswelle 15 zugewandten Seitenwand 21 der Luftturbine 13 ist ein Hülsenabschnitt 27 vorgesehen, der sich koaxial zur Turbinenwelle 14 er streckt. Dieser Hülsenabschnitt 27 umgibt eine axial fi xierte Hülse 26, die an ihrer Mantelfläche zwei Nuten 31 aufweist. In diesen Nuten 31 greifen radial nach innen ge richtete Vorsprünge 32, die an der Innenwand des Hülsenab schnittes 27 vorgesehen sind. Zwischen der Hülse 26 und der Luftturbine 13 befindet sich eine Druckfeder 33, die sich einerseits an der Seitenwand 21 der Luftturbine 13 und an dererseits an einem radialen Absatz 34 der Hülse 26 ab stützt. Diese Druckfeder 33 dient zur Erzeugung einer Rück stellbewegung, um die Luftturbine 13 bei Lastanforderung in die in der oberen Hälfte der Fig. 4 gezeigte Stellung zu bringen.

Bei normaler Arbeitsweise des Saugwerkzeuges und voller Lastanforderung der Bürstenwalze befindet sich die Lufttur bine 13 in der in der oberen Hälfte der Fig. 4 dargestell ten axialen Lage, so daß die Schaufeln 23 der Luftturbine 13 vom gesamten Saugluftstrom 28 beaufschlagt werden. Beim Abheben des Saugwerkzeuges von der zu bearbeitenden Boden fläche nimmt die Lastanforderung der Bürstenwalze derart rasch ab, daß sich eine Kraftdifferenz der rotierenden Mas sen der Bürstenwalze und Antriebswelle 15 einerseits und der Luftturbine 13 andererseits einstellt, durch die die Luftturbine 13 eine Drehwinkelbewegung gegenüber der An triebswelle 15 und der mit dieser drehfest verbundenen Hülse 26 ausführt. Diese Drehwinkelbewegung wird aufgrund der in die Nuten 31 greifenden Vorsprünge 32 in eine Axial bewegung umgesetzt, so daß die Luftturbine 13 um einen be stimmten Axialhub verschoben wird. Diese Stellung der Luft turbine 13 ist in der unteren Hälfte der Fig. 4 dargestellt und mit gestrichelten Linien in der oberen Hälfte der Fig. 4 angedeutet.

Die Fig. 5 zeigt eine axiale Ansicht der Durchströmturbine 13, wobei mit der Linie LS der Luftstrom durch das Turbi nenrad dargestellt ist. Bei einer solchen Luftturbine durchströmt das Fluid den Schaufelkranz des walzenförmigen Laufrades. Zuerst tritt der Luftstrom von außen nach innen, wie dies im links unten angegebenen Bereich der Luftturbine 13 dargestellt ist. Danach durchquert der Luftstrom LS den Innenraum des Laufrades und tritt dann zwischen den Schau feln aus dem Laufrad aus (etwa in der Mitte auf der rechten Seite in Fig. 5). Somit erfolgt die Beaufschlagung des Schaufelkranzes in zwei Stufen, das heißt, der Luftstrom überträgt sowohl beim ersten Durchtritt des Schaufelkranzes als auch beim zweiten Durchtritt des Schaufelkranzes Ener gie auf das Laufrad. Die Linie LS in Fig. 5 gibt die abso lute Bahn eines Luftteilchens durch die Luftturbine 13 an.

Claims

1. Saugreinigungswerkzeug (1) für ein Saugreinigungsge rät mit einer drehbaren Bürstenwalze (5) und einer Luftturbine (13) zum Antrieb der Bürstenwalze (5), wobei die Luftturbine (13) in einer Turbinenkammer (12) mit einer Zuströmöffnung (20) und einer Abström öffnung (19) für den Saugluftstrom (28) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftturbine (13) ei nen Durchmesser (D) aufweist, der größer ist als deren Breite (B) in axialer Richtung.

2. Saugreinigungswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D) mindestens das 1,3fache der Breite (B) in axialer Richtung der Luftturbine (13) beträgt.

3. Saugreinigungswerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Durch messers (d) zur Breite (B) zwischen 1,4 und 2,5 be trägt.

4. Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (B) der Luft turbine (13) zwischen 25 mm und 40 mm beträgt.

5. Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D) der Luftturbine (13) zwischen 45 mm und 75 mm beträgt.

6. Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (H) der Turbi nenkammer (12) zwischen 50 mm und 90 mm beträgt.

7. Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenkammer (12) eine Länge (L) zwischen 55 mm und 95 mm aufweist.

8. Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einströmöffnung (20) als Blende gestaltet ist, deren Blendenbreite (b) der Breite (B) der Luftturbine (13) entspricht.

9. Saugreinigungswerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende eine Höhe (h) von mindestens 7 mm aufweist.

10. Saugreinigungswerkzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Blen de zwischen 180 mm² und 320 mm² beträgt.

11. Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenkammer (12) in axialer Richtung (S) eine wesentlich größere Er streckung aufweist als die Breite (B) der Luftturbine (13) und die Luftturbine (13) axial verschiebbar gelagert ist.

12. Saugreinigungswerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftturbine (13) in der Turbinenkammer (12) außermittig angeordnet ist.

13. Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftturbine (13) als Durchströmturbine ausgebildet ist.