DE2311111A1

DE2311111A1 - Geraet zur oberflaechenbearbeitung

Info

Publication number: DE2311111A1
Application number: DE19732311111
Authority: DE
Inventors: Lars Gunnar Kilstroem; Goeran Arvid Henn Ridderstroem
Original assignee: Electrolux AB
Current assignee: Electrolux AB
Priority date: 1972-03-07
Filing date: 1973-03-06
Publication date: 1973-09-13
Also published as: SE362583B; JPS48101765A; USRE29247E; GB1364833A; FR2175043B1; US3864784A; DE2311111B2; FR2175043A1

Description

Patentanwalte
Dipl.-Ing. W. Beyer Dipl.-Wirtsch.-Ing. B. Jochem

6 Frankfurt am Main Freiherr-vom-Stein-Str. 18

Aktiebolaget Electrolux
Luxbacken 1, Stockholm/Schweden

Gerät zur Oberflächenbearbeitung

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Oberflächenbearbeitung, z.B. Schleifen oder Polieren,welches als Antrieb eine Turbine aufweist und unmittelbar oder über eine Verbindungsleitung an eine Druckquelle oder ein Sauggebläse, z.B. eines Staubsaugers, anschließbar ist.

Es sind Geräte zur Oberflächenbearbeitung bekannt, bei welchen ein Gasstrom, z.B. Luft, als Energieträger benutzt wird. Es ist weiterhin bekannt, solche Geräte an die Saugöffnung eines Staubsaugers anzuschließen, welcher in diesem Fall den zum Betrieb des Geräts erforderlichen Luftstrom erzeugt. Dabei bilden die Motorgebläseeinheit des Staubsaugers und das Turbinenrad des Arbeitsgeräts oder Werkzeugs eine leistungerzeugende Einheit.

Der Vorteil derartiger Geräte besteht in ihrer großen Flexibilität und Anpassungsfähigkeit. Außerdem ist die Gefahr, daß der Antriebsmotor überlastet wird, weit geringer als bei unmittelbarem elektrischen Antrieb des Geräts. Mit der Abtriebswelle des Turbinenrads können verschiedene Werkzeuge verbunden werden, z.B. solche zum Schleifen, Reiben, Bürsten,

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Schrubben oder Polieren von Oberflächen. Gleichzeitig kann die antreibende Luft dazu benutzt werden, Materialteilchen, wie z.B. Schleifstaub, fortzutragen.

Bei einigen Arbeitsverfahren, insbesondere beim Schleifen, zeigten sich jedoch mehrere Nachteile solcher mit einem Luftstrom betriebener Geräte, bei denen das Turbinenrad eine einfache Drehbewegung ausführt. Schon nach kurzer Gebrauchszeit beginnt z.B. der Schleifstaub die Luftkanäle des Geräts zu verstopfen. Daraus erwuchsen für bekannte Konstruktionen sehr schwierige Probleme. Insbesondere verstopften die Luftwege im Turbinenrad selbst sehr schnell , so daß zeitraubende Arbeitsgänge zum Auseinandernehmen und Reinigen des Geräts notwendig waren. Außerdem ist das mit einem rotierenden Werkzeug erhaltene Arbeitsergebnis auf der zu bearbeitenden Oberfläche nicht sehr gut. Dies gilt vor allem für das Schleifen und Polieren, weil in diesen Fällen das Werkzeug oft kreisbogenförmige Markierungen auf der Oberfläche zurücklässt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrund, die geschilderten Nachteile zu beseitigen und ein Gerät der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem das Verstopfen des Turbinenrads wirksam verhindert ist und gleichzeitig ein besseres Arbeitsergebnis erhalten wird.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Turbinenrad eine Unwucht hat und das Lager des Turbinenrads achsnormal allseitig elastisch nachgiebig abgestützt und mit einem Bearbeitungswerkzeug verbunden ist. Dabei wird die durch die Unwucht erzeugte oszillierende Bewegung des Turbinenrads auf das Werkzeug als Arbeitsbewegung übertragen. Die elastisch nachgiebige Abstützung der aus Turbinenrad und Werkzeug bestehenden, oszillierenden Einheit verhindert, daß sich deren Bewegungen in voller Stärke auf das Gehäuse des

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Geräts und z.B. einen daran angebrachten Führungshandgriff übertragen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung ein Gerät zur Oberflächenbearbeitung gemäß der Erfindung, welches an einen Staubsauger angeschlossen ist,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch das Gerät nach Fig. 1 in größerem Maßstab,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines nachgiebigen Kupplungsglieds zwischen dem als Handgriff ausgebildeten Gerätegehäuse und einem am Gerät befestigten Werkzeug,

Fig. 4 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung zur Montage des Staubsaugerschlauchs an dem Gerät zur Oberflächenbearbeitung,

Fig. 5,

6 und 7 in vereinfachter Darstellung drei weitere Ausführung sformen anderer Kupplungsglieder als des in Fig. 3 dargestellten.

Gemäß Fig. 1 hat ein insgesamt mit Io bezeichneter Staubsauger eine Saugöffnung 11, über welche mittels einer Motorgebläseeinheit 12 Luft durch einen Staubsammler 13 angesaugt wird. Die gesäuberte Luft wird dann durch eine Auslaßöffnung 14 wieder ausgestoßen. An die Saugöffnung 11 ist ein Schlauch 15 angeschlossen, welcher zu einem insgesamt mit 16 bezeichneten Gerät zur Oberflächenbe-

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arbeitung führt. Es versteht sich, daß das letztere auch unmittelbar, also ohne Schlauchverbindung, an einen Staubsauger angeschlossen sein kann. Der obere Teil des Geräts 16 ist als Handgriff 17 ausgebildet. Der untere Teil 18 bildet das eigentliche Arbeitsgerät.

Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich, enthält der untere Teil 18 eine nach unten offene Haube 19, welche ein Turbinenrad 2o umgibt. Das letztere ist mittels Lagern 21 auf einem Zapfen 22 an einer Grundplatte 23 montiert. Diese Grundplatte hat eine sich nach oben erstreckende zylindrische Wand 24, welche das Turbinenrad 2o mit einem bestimmten radialen Zwischenabstand umgibt und mit Lufteinlaßöffnungen 25 versehen ist. Ein Spalt zwischen dem äußeren Rand der Grundplatte 23 und der Innenwand der Haube 19 bildet Strömungswege für die von der zu bearbeitenden Oberfläche durch die Öffnungen 25 und die Turbine gesaugte Luft. Die Unterseite der Grundplatte ist mit einer Schicht geeigneten Materials, wie z.B. Schaumgummi, versehen, auf der im Beispielsfall Schleifpapier zur Bearbeitung einer Oberfläche befestigt ist. Die Grundplatte ist mittels Schrauben 26 an der Haube angebracht. Die Schrauben sind von unten durch Löcher in der Haube gesteckt und wirken mit Flügelmuttern auf deren Oberseite zusammen. Die Schrauben 26 sind Teil eines Hebels 28, welcher verschwenkbar an der Grundplatte angebracht ist, und dessen anderes Ende das Schleifpapier gegen den Umfang der Grundplatte drückt, wenn die Schrauben festgezogen werden, so daß das Schleifpapier auf der Grundplatte festgehalten wird.

Aus Fig. 2 ist auch ersichtlich, daß das Turbinenrad an seiner Unterseite ein Gewicht 29 trägt, welches am Rand des Turbinenrads angeordnet ist.

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Das Gerät funktioniert wie folgt;

Wenn die Motorgebläseeinheit 12 des Staubsaugers läuft, wird Luft durch den Spalt zwischen der Haube 19 und der Grundplatte 23, durch die Öffnungen 25 in der Wand 24 der Grundplatte, weiter über die Flügel 3o des Turbinenrads 2o, das handgriffförmige Oberteil 17 des Geräts, den Schlauch 15 und die Saugöffnung 11 des Staubsaugers angesaugt. Weil das Gewicht 29 exzentrisch am Turbinenrad 2o montiert ist, also eine Unwucht bildet, liegt der Schwerpunkt des Turbinenrads nicht im Drehzentrum. Wenn der Luftstrom das Turbinenrad rotieren lässt, entsteht durch die Unwucht eine oszillierende Bewegung. Diese überträgt sich auf dieGrundplatte 23 mit dem Schleifpapier, wobei die oszillierende Bewegung der Grundplatte über der zu bearbeitenden Oberfläche in einer im wesentlichen zu dieser parallelen Ebene stattfindet. Schleifstaub folgt dem Luftstrom durch das Turbinenrad in den Staubsammler 13 des Staubsaugers. Wegen der kräftigen Vibration, welche die Unwucht auf den gesamten Arbeitsteil des Geräts ausübt, ergibt sich auch am Turbinenrad ein vorteilhafter Selbstreinigungseffekt.

Um zu verhindern, daß sich die Vibrationen auch auf den Handgriff des Geräts fortpflanzen und auf diese Weise den Gebrauch des Geräts ermüdend machen, ist der Handgriff mit dem unteren Arbeitsteil des Geräts über ein Kupplungsglied verbunden, welches die Vibrationen wirksam dämpft und trotzdem eine gute Führung des Werkzeugs gestattet. Der Aufbau des Kupplungsglieds wird nachstehend näher beschrieben.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Kupplungsglieds besteht aus einem rohrförmigen oder zylindrischen Teil 31, dessen unteres Ende mit der Oberseite der Haube 19, wie in Fig. 2 gezeigt, verbunden ist, während sein oberes

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Ende an der Unterseite des Kopfteils des Gerätegehäuses festgeklemmt ist. Das rohrförmige Teil 31 hat vier Paare von durch Wandausschnitte gebildeten Übergangsstellen 32, die jeweils durch zwei diametral gegenüberliegende, stehen gelassene Wandbereiche gebildet sind und nachgiebige Schwachsteilen darstellen.

Das rohrförmige Teil 31 besteht aus einem elastischen Material, wie z.B. Polypropen, so daß die genannten Übergangsstellen wirksam alle vom vibrierenden Werkzeug kommenden radialen Kräfte absorbieren, während gleichzeitig eine ausreichende Steifigkeit gegenüber einer Drehbewegung um die Längsachse des rohrförmigen Teils aufrecht erhalten und eine gute Führung des Werkzeugs im Gebrauch gewährleistet ist·

Außerhalb des rohrförmigen Teils sind an dessen Befestigungsstelle im Handgriff 17 wenigstens drei Stangen 33 angeordnet. Dadurch wird ein konstanter Zwischenabstand zwischen der Unterseite der Handgriffs und der Oberseite der Haube 19 aufrecht erhalten. Die Stangen wirken also als Versteifungen. Zum selben Zweck wäre es auch möglich, andersartige Abstandhalter beliebiger Art, z.B. in Form sphärischer Körper, wie z.B.Kugeln, zwischen der Unterseite des Handgriffs und der Oberseite der Haube anzuordnen. Der Spalt zwischen der Gehäusewand des Handgriffs 17 und der Befestigungsstelle des rohrförmigen Teils 31 auf der Haube 19 ist durch eine Membran 34 abgedichtet, welche ebenfalls eine gewisse Beweglichkeit zwischen dem Handgriff und dem Werkzeug zulässt.

V/ie Fig. 2 zeigt, hat das Gehäuse des Handgriffs 17 zwei Öffnungen 35, 36, an welche wahlweise der Staubsaugerschlauch angeschlossen werden kann. Die gerade nicht angeschlossene Öffnung wird mit einem Deckel 37 dicht verschlossen. Um einen

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guten Luftstrom am Schiauchanschluß nahe der öffnung 36 zu erhalten, ist der mittlere Bereich des rohrförmigen Teils 31 mit einer Anzahl Löchern 38 versehen.

Fig. 4 zeigt eine zweckmäßige Ausbildung der lösbaren Verbindung zv/isehen dem Staubsaugerschlauch und einer der Öffnungen 35, 36 im Gehäuse des Handgriffs, wobei dessen die Öffnung aufweisender rohrförmiger Teil mit 39 bezeichnet ist. Das Ende dieses Teils 39 bildet ein Innenflansch 4o. Das Ende des rohrförmigen Teils 39 und der Innenflansch 4o sind sektorförmig eingeschnitten, so daß der Schlauch von der Seite her, d.h. im rechten Winkel zu seiner Längsachse, in die Verbindung mit dem Handgriffgehäuse eingesteckt werden kann, wie in Fig. 4 durch einen Pfeil angedeutet. Beim Einstecken wird der Schlauch ein wenig zusammengedrückt, so daß er durch den sektorförmigen Ausschnitt oder Schlitz 41 passt. Wenn das Schlauchende dann seinen Platz in der kreisrunden Öffnung 35 oder 36 einnimmt, geht er infolge Eigenelastizität auf seine kreisrunde Form zurück, wobei der Innenflansch hinter einem der ringförmigen Segmente des Schlauchs eingreift und diesen in der Öffnung verriegelt.

Das oben beschriebene Arbeitsprinzip, wonach eine oszillierende Bewegung des Werkzeugs erzeugt wird und gleichzeitig der H_andg_riff des Geräts gegenüber den Schwingungen abgeschirmt wird, kann auch bei Geräten zur Fußbodenbehandlung Anwendung finden. Dann gelten jedoch strertge Anforderungen hinsichtlich der Bauhöhe des Geräts, denn dieses muß z.B. unter niedrig stehende Möbel gefahren werden könneh.

In Fig. 5 bis 7 sind schematisch verschiedene Ausführungen von Kupplungsgliedern zwischen dem Werkzeug und dem Handgriff gehäuse gezeigt, bei denen die Bauhöhe extrem niedrig

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ist, da alle" Bestandteile der Kupplungsglieder im wesentlichen in einer, horizontalen Ebene liegen. Bei der Ausführung nach Fig. 5 ist das Werkzeug mit 42 bezeichnet. Es hat an gegenüberliegenden Seiten zwei Bolzen 43, welche in passende Löcher 44 in einem Zwischenrahmen 45 eingreifen. Der letztere wiederum wird von zwei in einer Halterung 47 sitzenden Bolzen 46 getragen. Die Halterung ist mit einem nicht weiter gezeigten Stiel zum Führen des Geräts verbunden. Die gedachte Verbindungslinie zwischen den Bolzen 46 liegt im wesentlichen rechtwinklig zur gedachten Verbindungslinie der Bolzen 43. Zwischen der' Außenkante dec Werkzeugs 42 und der Innenseite des Rahmens 45 sind ebenso wie zwischen der Außenkante des Rahmens 45 und der Innenseite der Halterung 47 nachgiebige Elemente 48 angebrocht, von denen die ersten beiden die Bewegungen des Werkzeugs in der mit A bezeichneten Richtung und die anderen beiden die Bewegung in der α bezeichneten Richtung absorbieren. Die Folge dieser Konstruktion ist, daß die Halterung 4 7 und damit auch der Handgriff oder Stiel praktisch vibrationslos sind.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Kupplungsglied ist in Fig. 6 dargestellt. Dieses besteht im wesentlichen aus einem L-förmigen Halter 49, welcher mit dem ozillierenden, hier mit 5o bezeichneten Werkzeug durch zwei Federn 51, 52 verbunden ist, die die Bewegung in Richtung A absorbieren. Die verbleibende Bewegung in der mit B bezeichneten Richtung wird dann durch zwei weitere Federn 53, 54*absorbiert, die einerseits am Halter 49 und andererseits an einer mit einem Stiel 55 verbundenen Halterung 56 angreifen. Die beiden Federnpaare sind rechtwinklig zueinander orientiert.

Schließlich zeigt Fig. 7 in Draufsicht noch ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein elastisches Kupplungsglied. In

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diesem Fall ist ein Werkzeug mit einer Wand 5 7 eines Rahmens 58 aus elastischem Material, z.B. Polypropen, verbunden. Die an die Wand 57 anschließenden Wände 59 und 6o des Rahmens haben verdünnte Stellen 61. Die Wände 59, 6o sind, wiederum über verdünnte Stellen 61, mit einer Wand 62 verbunden, von der aus sich ein Ansatz 63 nach innen erstreckt und Teil eines inneren Rahmens 63, 64, 65, 66 bildet, der im wesentlichen parallel zum äußeren Rahmen angeordnet ist. Auch der innere Rahmen hat verdünnte Stellen 67. Diese und die verdünnten Stellen 61 des äußeren Rahmens entsprechen den nachgiebigen Gliedern der Ausführungen nach Fig. 5 und 6, wobei die Schwachstellen Bewegungen in Richtung A und die Schwachstellen 6 7 Bewegungen in Richtung B absorbieren, so daß wiederum ein mit der Wand 66 verbundener Handgriff oder Stiel vibrationsfrei bleibt. Ebenso wie bei den Ausführungen nach Fig. 5 und ergibt sich eine sehr niedrige Bauhöhe dadurch, daß alle Rahmenteile in derselben Horizontalebene angeordnet sind.

Ansprüche

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Claims

- Io -

Ansprache

Gerät zur Oberflächenbearbeitung, z.B. Schleifen oder Polieren, welches als Antrieb eine Turbine aufweist und unmittelbar oder über eine Verbindungsleitung an eine Druckquelle oder ein Sauggebläse, z.B. eines Staubsaugers, anschließbar ist, dadurch g e kennzeichnet, daß das Turbinenrad (2o) eine Unwucht (29) hat, und das Lager (21, 22) des Turbinenrads (2o) achsnormal allseitig elastisch nachgiebig abgestützt und mit einem Bearbeitungswerkzeug (23) verbunden ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug an der Unterseite einer mit der Lagerung (21, 22) des Turbinenrads (2o) verbundenen Grundplatte (23) befestigt ist, und daß zwischen der Grundplatte (23) und einer diese von oben abdeckenden Haube (19) Strömungswege für mit Staub beladene Luft bestehen, welche über das Turbinenrad (2o, 3o) zu einem Staubsammler (13) geleitet ist.
3. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Kupplungsglied zwischen dem Gerätegehäuse (17) und der Lagerung (21, 22) der Turbine (2o), welches in axialer Richtung verhältnismäßig steif ist und in radialer Richtung wenigstens zwei mit Bezug auf die Drehachse der Turbine im rechten Winkel angeordnete, nachgiebige Dämpfungsglieder (32 bzw. 48 bzw. 51 bis bzw. 61, 67) aufweist.

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4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichne t, daß zur Absorption der radialen Bewegungen der aus Turbinenrad (2o) und Werkzeug (23) bestehenden Einheit je zwei Dämpfungsglieder diametral gegenüberliegend angeordnet sind.
5. Gerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsglieder im wesentlichen in derselben horizontalen Ebene angeordnet sind.
6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsglieder durch geschwächte Stellen (32, 61, 67) eines Körpers aus elastischem Material ausgebildet sind.
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper ein rohrförmiges Teil (31) ist, bei welchem die geschwächten Stellen (32) durch Wandausschnitte gebildet sind.
8. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichne t, daß das Kupplungsglied aus zwei untereinander verbundenen, in derselben Horizontalebene angeordneten Rahmen (58, 63 bis 66) mit Schwachstellen (61, 6 7) in den Rahmenwänden gebildet ist.
9. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsglieder durch Metallfedern (51 bis 54) gebildet sind.

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10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Dämpfungsglieder aus einem gummxelastischen Material (48) bestehen.
11. Gerät nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Dämpfungsglieder (61, 67) aus einem Kunststoff, wie z.B. Polypropen,-bestehen.
12. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch axiale Abstandhalter (33) zwischen dem Gerätegehäuse (17) und dem schwingenden Werkzeug (18).
13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandhalter durch drei Stangen (33) gebildet sind.
14. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß das einen Handgriff bildende Gerätegehäuse (17) eine oder zwei Anschlußöffnungen (35, 36) zur Verbindung mit einem Schlauch (15) hat, wobei jede Öffnung (35, 36) am Ende eines rohrförmigen Gehäuseteils (39) angeordnet ist, welches zur seitlichen Einführung des Schlauchende am Rand der Öffnung mit einem sektorförmigen Ausschnitt (41) versehen ist.
15. Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (15) aus Ringsegmenten besteht und die Gehäuseöffnung mit einem Innenflansch (4o)versehen ist, welcher im Bereich des Ausschnitts ebenfalls aufgeschnitten ist und nach dem Einstecken des Schlauches (15) zwei Ringsegmente (15) hintergreift.

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