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Maschine zum pneumatischen Aufnehmen von Laub, Papier und dgl.
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Die Erfindung betrifft eine Maschine zum pneumatischen Aufnehmen von
Laub, Papier und dgl. mittels eines Sauggebläses, das an einen Ansaugkanal angeschlossen
ist, welcher im Betrieb der Maschine mit seiner unten offenen Seite mit Abstand
über die zu säubernde Bodenfläche fährt.
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Das Aufnehmen des Laubs von Bäumen und Sträuchern sowie das Aufsammeln
von Papier und anderen Abfallprodukten stellt immer wieder ein besonderes Problem
dar. Dies gilt insbesondere zur Herbstzeit, wenn viel Laub auf Grünflächen und Wegen
von Parks und Gartenanlagen anfällt. Wenn auch das Aufnehmen von Hand wegen der
hohen Personalkosten recht aufwendig ist, gibt es bisher keine zufriedenstellende
Lösung für eine gut funktionierende, einfache und kostengünstige Mechanisierung
dieser Arbeiten.
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Zur Reinigung von Straßen und Wegen kommen bekanntlich Kehrmaschinen
zum Einsatz, die in der Regel mit einer gegen die Fahrtrichtung drehenden Kehrwalze
arbeiten und das aufgenommene Gut in einen Sammelbehälter werfen. Dabei besteht
auch noch die
Möglichkeit, den Kehrvorgang durch ein im Arbeitsbereich
wirkendes Sauggebläse zu unterstützen, das hinter einem Filter zum Abscheiden von
Staub und anderen Feinteilen dient. Maschinen dieser Art sind allerdings sehr teuer
und eignen sich allein schon wegen Ihres hohen Gewichts nur für den Straßenbetrieb.
Außerdem arbeiten sie beim Kehren von Laub und Papier nicht einwandfrei, da dieses
sich in der Kehrwalze verfängt, festsetzt und damit den Kehrbetrieb stört.
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Es gibt auch fahrbare Maschinen, die speziell zur Aufnahme von Laub,
Papier und dgl. Material konzipiert sind. Sie haben ein Ansauggehäuse in Form eines
hohen, schmalen und unten offenen Trichters, der oben in die Ansaugöffnung eines
Sauggebläses mündet. Das Gebläse ziitAußenluft unter Umlenkung an den unteren mit
gewissem Abstand über den zu säubernden Boden geführten Kanten des Gehäuses an.
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Hierdurch bedingt ist verständlicherweise nur an den erwähnten Kanten
des Trichters bzw. Ansauggehäuses die Luftgeschwindigkeit ausreichend hoch, um beispielsweise
auf dem Boden liegendes Laub in Bewegung zu setzen und in den unteren Teil des Trichterraums
zu ziehen. Die praktischen Erfahrungen haben aber gezeigt, daß die Dauer und Höhe
der Einwirkung dieser Luftströmung auf das Laub zu gering ist und daß insbesondere
feuchtes Laub und Papier nicht in den unmittelbaren, oben im Ansaugtrichter befindlichen
und durch hohe Luftgeschwindigkeiten gekennzeichneten Ansaugbereich gelangen werden.
Der Grund hierfür ist vor allem darin zu sehen, daß das aufgenommene Gut anschließend
an das Eintreten in den entsprechend großvolumigen Ansaugtrichter eine Phase der
Beruhigung
seiner-Bewegung durchläuft und wieder zu Boden fällt, weil eben der Strömungsquerschnitt
zu groß ist und keine derart hohen Saugluftgeschwindigkeiten zuläßt, wie sie erforderlich
wären, um das Gut unter Berücksichtigung der einwirkenden Schwerkraft nach oben
in den Gehäusebereich mit wieder größer werdenden Strömungsgeschwindigkeiten eintreten
zu lassen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer in den Herstellungskosten
billigen Maschine der eingangs erwähnten trat, mit der Laub, Papier und ähnliche
Materialien dieser Art auch unter ungünstigsten Bedingungen sicher und einwandfrei
aufgenommen werden können.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung so vorgegangen,
daß in weiterer Ausgestaltung der Maschine der Ansaugkanal als im wesentlichen horizontal
verlaufender, flacher Ansaugkasten ausgebildet ist, an dessen einer Stirnseite das
Sauggebläse mittelbar oder unmittelbar angeschlossen ist Bei dieser Bauweise tritt
zwar wie bisher die von außen angesaugte Luft hunter den Kanten des unten offenen
Ansaugkastensprofils in das Ansauggehäuse ein, jedoch wird das hierbei in Bewegung
gebrachte Gut auch nach seinem Eintreten in den Ansaugkasten weiterhin stetig einer
relativ starken und schnellen Luftströmung ausgesetzt, und zwar in der Weise, daß
das aufgenommene Gut nach seinem anfänglichen Aufwirbeln im Prinzip horizontal im
Ansaugkasten zum Sauggebläse bewegt wird, ohne daß im wesentlichen Bewegungsenergie
durch das bisher erforderliche Ansaugen in vertikaler Richtung unter überwindung
von Schwerkräften aufzuwenden ist.
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Außer dem Sauggebläse kann in vorteilhafter Weise zusätzlich ein Druckgebläse
vorgesehen werden, mit dem im Ansaugkanal bzw. Ansaugkasten eine quer über den zu
säubernden Boden gerichtete, mit dem eigentlichen Absaugluftstrom zusammenwirkende
Luftströmung erzeugt wird. Es ist einleuchtend, daß das inden Ansaugkasten blasende
Druckgebläse eine besonders wirksame Gutaufnahme zur Folge hat, da die in Richtung
des Sauggebläseanschlusses wirkende Druckluftströmung auf jeden Fall Blätter, Papier,Äste
und dgl. in Bewegung hält und sogar fest am Boden haftende Materialien in Bewegung
setzen wird.
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In diesem Zusammenhang wäre übrigens noch darauf hinzuweisen, daß
auch die zuvor zum Stand der Technik beschriebene Maschine, bei der das Sauggebläse
oben am Ansaugtrichter sitzt und bei der das aufgenommene Gut vom Boden nach oben
gefördert werden muß, nach diesem Prinzip mit dem zusätzlichen Druckgebläse einwandfrei
arbeiten könnte, so daß die vorliegende Erfindung insoweit auch eine derartige Ausführungsform
umfassen soll.
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In der anliegenden Zeichnung sind einige Ausf hrungsbeispiele der
Erfindung dargestellt, und zwar zum Teil im Schnitt gesehen, wobei noch darauf hinzuweisen
wäre, daß die Darstellungen überwiegend als schematisch aufzufassen sind. Es zeigen:
Figur 1 die Seitenansicht einer möglichen Ausführungsform für eine Maschine nach
der Erfindung zur-Darstellung der grundsätzlichen Bau- und Arbeitsweise,
Figur
2 eine Aufsicht auf die Maschine nach Figur 1, Figur 3 die Seitenansicht einer Maschine
mit einer abgewn.delten Anordnung der Gebläse, Figuren 4 eine weitere mögliche Ausführungsform
der Maschine in Seitenansicht, Figur 5 eine andere Maschine nach der Erfindung in
Aufsicht, Figur 6 eine an einen Fahrzeuganhänger angekuppelte Maschine nach der
Erfindung und Figur 7 die in Figur 6 dargestellte Maschine in Aufsicht.
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Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte und als maschinenbautechnisch
noch nicht optimale Lösung anzusehende Maschine hat einen im wesentlichen über ihre
gesamte Breite horizontal verlaufenden Ansaugkasten 1. Dieser ist zum Beispiel aus
Blech gefertigt und im Profil rechteckig bzw. im Querschnitt U-förmig, da der Kasten
nach unten zum Boden 2 hin offen ist. An der nach der Zeichnung rechten Stirnseite
ist das Sauggebläse 3 vorgesehen, das von einem Elektromotor 4 angetrieben wird.
Über den schräg nach oben verlaufenden Ansaugstutzen 5 ist der Innenraum 1a des
Ansaugkastens 1 mit dem Gebläse 3 verbunden.
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Wie weiterhin aus der Darstellung zu ersehen ist, liegen die unteren
Kanten 6, welche die untere offene Seite des Ansaugkastens nach Art eines schmalen
Rechteckes begrenzen, mit relativ geringem Abstand über dem Boden 2, so daß nach
Inbetriebnahme des Sauggebläses 3 Außenluft zwischen den Kanten 6 und dem zu säubernden
Boden 2 in den Raum 1a tritt und dabei das aufzunehmende Gut 7, also etwa Blätter,
Papier und dergleichen, mit in den Ansaugkasten 1 zieht. Es kann unter Umständen
zweckmäßig sein, zumindest die unteren Kanten 6 an der nach der Zeichnung rechts
liegenden schmalen Stirnseite und an der in Fahrtrichtung nachlaufenden Längsseite
des Ansaugkastens weiter als die übrigen Kanten nach unten in Richtung auf den Boden
zu ziehen, um im wesentlichen an der in Fahrtrichtung vorlaufenden Kastenlängsseite
eine~ starke Ansaugströmung zu bekommen.
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Auf jeden Fall ist durch das flache kastenartige Profil des Ansauggehäuses
1 und durch die stirnseitige Anordnung des wirksamen Anschlusses des Sauggebläses
3 gewährleistet, daß die Saugluftströmung im Kasten 1 flach und horizontal über
den Boden 2 streicht und dabei bereits in Bewegung befindliches oder auch noch fest
anhaftendes Sammelgut aufnimmt sowie in Richtung auf den Sauggebläseanschluß transportiert,
um das aufgenomme Gut von diesem schließlich über den senkrecht gerichteten Förderschacht
3a abzufördern.
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Zur Verbesserung dieser Effekte kann außer dem Sauggebläse 1 zusätzlich
noch ein Druckgebläse 8 vorgesehen werden, mit dem im Ansaugkasten 1 eine quer über
den zu säubernden Boden 2 gerichtete, mit dem Absaugluftstrom zusammenwirkende Luftströmung
erzeugt wird. Dabei bläst das Druckgebläse 8 an der Stirnseite in den Ansaugkasten
ein, die dem Anschluß des Sauggebläses an der anderen Stirnseite des Ansaugkastens
gegenüberliegt.
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Weiterhin soll das Sauggebläse 8 im Vergleich zum Druckgeuläse 3 als
mit größerem Fördervolumen arbeitend ausgelegt werden, damit auf jeden Fall noch
eine zusätzliche Außenluftströmung unter den Kanten 6 hinweg in den Raumla gegeben
ist und so ein Herausblasen des in diesem Raum befindlichen Gutes vermieden wird.
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Die Gebläse 3 und 8 werden der Darstellung gemäß mit Elektromotoren
4 bzw. 9 angetrieben. Diese Antriebsart kann wegen der damit erforderlichen langen
Kabelverbindungen zu gewissen Nachteilen führen. Deshalb wird es in den meisten
Fällen zweckmäßiger sein, die Gebläse mit einem Verbrennungsmotor anzutreiben, was
auch bei den anderen Ausführungsbeispielen der Fall ist. Im übrigen kann die Maschine
nach den beiden Figuren 1 und 2 von einer Zugmaschine bzw. einem Traktor gezogen
werden, wobei zu diesem Zweck Laufräderpaare 10 und 11 unter den Gebläseabstützungen
vorgesehen sind, damit die Maschine auf den Rädern rollend
in der
dem Pfeil 12 entsprechenden Arbeitsrichtung verfahren werden kann.
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Die übrigen Pfeile in den Darstellungen sollen die Strömungsrichtung
der Ansaug- bzw. Druckluft verdeutlichen, wobei in diesem Zusammenhang noch darauf
hinzuweisen wäre, daß der Auslaß 8a des Druckgebläses 8 zweckmäßigerweise als Düse
auszubilden ist, um die zur Verwirbelung und zum Anheben des aufzunehmenden Gutes
erforderliche hohe Strömungsgeschwindigkeit erzielen zu können.
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Die in den weiteren Darstellungen gezeigten Ausführungsformen haben
ein Maschinengehäuse, das in einen Druckkanal und einen Saugkanal als Ansaugkasten
unterteilt ist, wobei der Saugkanal an einer Stirnseite mit dem Sauggebläse und
an der anderen gegenüberliegenden Stirnseite über den im übrigen von ihm getrennten
Druckkanal mit dem Druckgebläse Verbindung hat.
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Bei der Maschine nach Figur 3 trennt eine ebene horizontale Querwand
12 das vorzugsweise aus Blech gefertigte Gehäuse 13 in den als Ansaugkasten dienenden
Saugkanal 14 und den Druckkanal 15, durch den das Druckgebläse 16 mit der vorerläuterten
Wirkung über die Düse 1 5a Druckluft mit hoher Geschwindigkeit in den Ansaugkasten
14 einbläst. An dem der Düsel5a gegenüberliegenden stirnseitigen Ende des Kastens
14 strömt die Luft durch eine
öffnung bzw. Durchbrechungl7a unter
Mitnahme des aufgenommenen Gutes in einen Abnahmekanal 17, um schließlich unter
Einwirkung der Saugluftströmung über das Sauggebläse 18 und den zugehörigen Austrittsstutzen
19 abgefördert und auf geeignete Weise gesammelt zu werden. Wesentlich ist es auch
hier, daß das Sauggebläse 18 in bezug auf den unten offenen Ansaugkasten 14 erst
am stirnseitigen Durchbruch 16 angeschlossen ist und wirksam wird, um eine überwiegend
horizontal gerichtete Förderluftströmung im Ansaugkasten zu gewährleisten.
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Im übrigen bringt die stirnseitige Umlenkung der Luft an dem Durchbruch
17aund ihre Weiterleitung durch den Kanal 17 den Vorteil, daß das Sauggebläse 18
und darüber hinaus schließlich auch das Druckgebläse, wie später zu erläuternde
Beispiele noch zeigen werden, mittig auf dem Gehäuse 13 montiert werden können,
um so zu einer ausbalancierten Baueinheit zu kommen für den Fall, daß die Maschine
beispielsweise zentrisch an einer Fahrzeughydraulik aufgehängt werden soll. Darüber
hinaus besteht natürlich auch noch die Möglichkeit, die Maschine mit einem oder
mehreren Laufrädern auszustatten, um sie von einer Zugmaschine als fahrbare Einheit
ziehen zu lassen.
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Wie bei Figur 3 ist auch bei der Maschine nach Figur 2 die Fahrtrichtung
als senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufend zu verstehen.
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Entsprechendes gilt sinngemäß für die in Figur 4 gezeigte Maschine,
bei der die Flügelräder des Druckgebläses 20 und des Sauggebläses 21 koaxial auf
einer von einem Verbrennungsmotor 22 angetriebenen und senkrechten Welle 23 sitzen,
so daß beide Gebläse zentrisch bzw. mittig auf dem quer zur Arbeitsrichtung verlaufenden
Maschinengehäuse 24 montiert werden können.
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Dabei saugt das Druckgebläse 20 Außenluft an und drückt diese über
die Druckluftkanäle 25 und 26 sowie über die Düse 27 in den Ansaugkasten 28. Von
hier aus zieht das Sauggebläse 21 Luft und im Kasten 28 befindliches Fördergut über
die Öffnung 29 und den Saugkanal 30 ab. Auch in diesem Falle ergibt sich also eine
im wesentlichen horizontal gerichtete Förderströmung im Ansaugkasten28 in Richtung
auf die als eigentlich wirksamer Sauggebläseanschluß aufzufassende Öffnung 29. Die
Trennwand 31 unterteilt auch bei diesem Beispiel wieder das Maschinengehäuse 24
so, daß der Druckkanal 26, der Ansaugkasten 28 und der Saugkanal 30 entstehen.
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Neben der zentrischen Anordnung der beiden Gebläse auf dem Maschinengehäuse
nach Figur 4 bietet auch die gemeinsame Anordnung der Gebläse an einer der schmalen
Maschinenstirnseiten entsprechend Figur 5 Vorteile. Es besteht dann nämlich u.a.
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die Möglichkeit, die Maschine einfach an der Hydraulik eines Traktors
32 zu montieren, wobei somit der größte Anteil des Maschinengewichtes
unmittelbar
und senkrecht auf die Hydraulik einwirkt, während der seitlich abstehende Teil aufgrund
seines relativ geringen Gewichtes ein nur niedriges Drehmoment auf die Hydraulik
zur Folge haben wird. Das seitlich von den Gebläsen 34 und 35 verlaufende Maschinengehäuse
33 liegt quer zur Arbeitsrichtung. Durch Verstellen der Hydraulik läßt sich leicht
die optimale Arbeitshöhe einstellen. Da die Maschine bei dem hier angenommenen Fall
im übrigen insgesamt an der Hydraulik hängt, erübrigt sich meist ein zusätzliches
Laufrad, da dieses evtl. ein unerwünschtes Festfahren des aufzunehmenden Gutes verursachen
könnte.
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Das Arbeitsprinzip der Maschine gemäß Figur 5 entspricht im wesentlichen
dem der bereits beschriebenen Ausführungsbeispiele. Das Sauggebläse 34 zieht Luft
aus dem Ansaugkasten 36 an, wodurch Außenluft unter den unteren, in der Darstellung
nicht zu sehenden Seitenkanten des Ansaugkastens in diesen eintritt. Eine Trennwand
37 schafft durch entsprechende Aufteilung des Maschinengehäuses 33 neben dem Ansaugkasten
36 einen Druckluftkanal 38, der vom Druckgebläse 35 über die Rohrleitung 39 mit
Luft beschickt wird, die schließlich an der Düse 40 mit hoher Geschwindigkeit in
den Ansaugkasten 36 eintritt.
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Weiterhin ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Gedanke verwirklicht,
daß sich der Ansaugkasten in Richtung auf den Sauggebläseanschluß bei vorzugsweise
gleichbleibender Kastenhöhe konisch erweitert. Dies bedeutet, daß die vertikalen
Seitenwände
des Kastens 36 über ihre Länge gesehen gleich hoch
bleiben, während das obere Abdeckblech und die untere offene Kastenseite eine konische
bzw. kegelstumpfartige Form haben. Hierdurch wird erreicht, daß mit relativ geringem
Energieaufwand gefördert werden kann, zumal der aus der Düse 40 kommende Druckluftstrahl
mit seinem Austrittswinkel dem Profil des Ansaugkastens optimal angepaßt werden
kann. Es könnte schließlich auch genügen, den Ansaugkasten nur im Bereich der Düse
40 konisch auszubilden, da auch hierdurch schon die angestrebte Wirkung zumindest
zu einem großen Anteil erreicht wird.
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Die weiterhin noch in den Figuren 6 und 7 dargestellte Maschine nach
der Erfindung ist als auf Laufrädern 41 fahrende und gezogene Maschine ausgebildet,
die an einen Fahrzeuganhänger 42 angekuppelt ist. Anstelle des Anhängers 42 könnte
natürlich auch ein selbstfahrendes Fahrzeug mit entsprechendem Laderaum vorgesehen
werden. Der Aufbau 43 des Anhägners 42 dient zur Aufnahme und zum Sammeln des von
der Maschine aufgenommenen und angeförderten Gutes.
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Das Sauggebläse 44 sowie das Druckgebläse 45 sitzen nebeneinander
und koaxial auf einer waagerechten, von einem Verbrennungsmotor 46 angetriebenen
Welle 47. Die Ansaugöffnung des Sauggebläses 44 ist mit einem Saugkanal 48 im Maschinengehäuse
49 verbunden, das wie im Falle der Figuren 3 und 4 durch eine gestrichelt
angedeutete
Querwand 50 unterteilt ist, um in bereits beschriebener Weise den unteren Ansaugkasten
51 sowie den nicht näher bezeichneten Druckluftkanal zu bilden, mit dem das Druckgebläse
45 über die Rohrleitung 52 Verbindung hat.
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Im Betrieb drückt also das Gebläse 45 Luft mit hoher Geschwindigkeit
und großem Druck in den Ansaugkasten 51, von wo aus die Luft zusammen mit dem aufgenommenen
Gut mittels des Sauggebläses 44 über den Kanal 48 sowie das Rohrstück 53 angesaugt
wird und schließlich über das Förderrohr 54 ausgeblasen wird, wobei aufgenommenes
Laub, Äste, Papier und so weiter in den Laderaum- 43 gelangen.
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Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß die Maschine nach der
Erfindung im Bereich von in Arbeitsrichtung liegenden Fahrspuren mit über den Boden
streichenden Besen, Bürsten, Rechen, Kratzern und dergleichen ausgestattet werden
kann, um etwa in den Fahrspuren festgefahrenes Laub vom Boden zu lösen und damit
einwandfrei in die Förderströmung zu bringen.
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Außerdem kann an den nach unten gerichteten Kanten des Ansaugkastens,
zumindest jedoch an der Kastenstirnseite im Bereich des Sauggebläseanschlusses jeweils
eine flexible Schürze angehängt werden, wodurch einerseits der Ansaugkasten zur
Vermeidung eines Verlustes an wirksamer Förderluft definiert begrenzt wird, während
andererseits das Herausblasen von im Ansaugkasten aufgewirbeltem Gut im Bereich
der Schürze bzw.
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Schürzen verhindert wird.
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Weiterhin kann die Maschine bezüglich der Gestaltung des Ansaugkastens
auch so ausgebildet werden, daß die in Fahrtrichtung vordere Längsseite des Ansaugkastens
offen ist oder durch ein im wesentlichen vertikales Leitblech dargestellt wird,
dessen untere freie Kante in einem größeren Abstand zum Boden liegt als die in Fahrtrichtung
hintere und durch ein Leitblech oder eine flexible Schürze gebildete Längsseite
des Ansaugkastens.Hierdurch ist es bedingt, daß insbesondere an der erwähnten vorderen
Längsseite des Kastens eine vergleichsweise starke Luftströmung entsteht, also dort,
wo der Ansaugkasten zunächst in überdeckung mit dem vom Boden aufzunehmenden Gut
gelangt.
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Falls man besonderen Wert darauf zu legen hat, daß die Querströmung
im Ansaugkasten in Richtung auf den Sauggebläseanschluß entsprechend stark ist,
müßte der Ansaugkasten an der dem Sauggebläseanschluß gegenüberliegenden Stirnseite
offen sein, um hier den größeren Anteil der Saugluftströmung von außen eintreten
zu lassen.
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Schließlich wäre noch zu bemerken, daß man auch mehrere Düsen in den
Ansaugkasten richten könnte, wobei diese Düsen von einem einzelnen Druckgebläse
oder auch mit dem Abgasstrom des Verbrennungsmotors der Zugmaschine gespeist werden
könnten. Dabei könnten einige Düsen auch relativ steil in Richtung auf den Boden
weisen, um weniger der Erzeugung der Querströmung als vielmehr vor allem zum Lösen
und Aufwirbeln von Laub und anderem Gut zu dienen