DE2518941A1 - Teppich-shampooniergeraet des typs der topfscheibenbuersten - Google Patents

Description

DR. EYSENBAC H

PATENTANWALT

Telegramme· P/JENTEYSENBACH, PULLACH-ISARTAL

Telefon München (0811): 7 93 0391 Puüach, Baurnstraße 6 _ Zejchen - ref.j ^"^"-P

Datum : 29 . April 1975

Anmelderin: Werner & Mertz GmbH, Mainz

"Teppich-Shampooniergerät des Typs der Topfscheibenbürsten"

Die Erfindung betrifft ein Teppich-Shampooniergerät des Typs der Topfscheibenbürsten mit gegenläufig rotierend angetriebenen, um je eine topfförmig nach unten abgesenkte und horizontal auf dem Teppich aufliegende Topfscheibe herum senkrecht häncrend ringförmig angebrachten, mit ihren Ender, unter das Topfbodenni-zeau etwas herausregenden, den Teppich berührenden Borstenkränzen, sowie mit Zuführungsmitteln für die Schaumerzeugungsflüssigkeit aus einem Vorratstank in die Bürstentöpfe hinein und mit in den vertikalen zylindrischen Seitenteilen der Topfwandungen ausgesparten Austrittsöffnungen für die Schaumerzeugungsflüssigkeit zu den Borstenkränzen hin.

Teppich-Shampooniergeräte der geschilderten Art sind bekannt und im Handel erhältlich. Ihre Konstruktion ist relativ einfach; sie entspricht im wesentlichen derjenigen einer Haushaltsmehrscheiben-Bohnermaschine, wobei es Modelle gibt mit zwei, drei oder auch vier Bürstenscheiben. Wenn zwei Bürstenscheiben zur Anwendung kommen, rotieren diese immer im Gegensinne, um eine seitliche Ausweichteηdenζ der Bürsten im Betrieb zu vermeiden; bei Einscheibenbürsten müßte die Bedienungsperson ständig im Gegensinne zur Bürstenrotationsrichtung gegenhalten. Bei Bohnermaschinen tragen die Bürstenscheiben über ihre Achsstummel das Gesamtgewicht des Gerätes. Bei den Shampooniergeräten dagegen liegt der Topfboden mit dem Gewicht des Gerätes auf dem Teppich auf, während der Borstenkranz um ihn herum durch das Herausragen der Borsten unter der Topfbodenhöhe etwas verformt ist

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und den Teppich während des Rotierens der Topfbürsten bestreicht. Über den rotierenden Bürstenscheiben bzw. Topfbürsten, befindet sich eine Motortrageplatte, auf der der Motor meist mit horizontaler Achse und Schneckenantrieb an beiden Achsenenden montiert ist. Der Schneckenantrieb bringt die richtige Untersetzung und gleichzeitig rechtwinklige Kraftumlenkung auf die senkrechten Antriebsachsenstummel der Topfscheibenbürsten. Der Motor ist von einem Schutzgehäuse umgeben und zweckmäßig steht ein senkrechter Rand über die Motorenplatte hinaus nach unten, jedoch nicht so weit, daß der zu verarbeitende Fußboden berührt wird (Schutzblech) .

Das Gerät wird meist über einen Bedienungsstab oder Bedienungsbügel von der Bedienungsperson geführt, wobei oben entweder ein Querlenker, ähnlich einem Fahrradlenker, angebracht ist, oder eine Abkrümmung zur Einhandbedienung. Am unteren Teil des Stabes oder des Bügels befindet sich ein Gelenk, welches es ermöglicht;, die Scheibenbürsten auch bei veränderter Bedienungsstablage horizontal aufliegen zu lassen»

Die Stromzuführung erfolgt über ein Kabel, das entweder direkt zum Motorgehäuse führt oder durch bzw. am Bedienungsstab entlangführt und am Griffstück ansitzt.

Das Gerät trägt am Bedienungsbügel bzw. Bedienungsstab befestigt einen Tank mit einem Fassungsvermögen von etwa 2 bis 4 Liter. Dieser Tank besitzt eine belüftete Füllöffnung und einen Ventilmechanismus, der durch Betätigen eines Hebels am Griffteil über ein Gestänge, das von oben nach unten durch den Tank hindurchläuft, eine Öffnung unten am Tank freigibt, durch die der Tankinhalt über einen Schlauch in den Bereich zwischen Motortrageplatte und Topfbürsten geführt wird. Dort oder weiter oben erfolgt eine Zweiteilung der Flüssigkeit -ifi'^;zwei Kanäle, die in der Nähe der Antriebsachsstummel für die Topfbürsten jeweils münden. Von diesen Mündungen aus fließt die Flüssigkeit nach unten in die rotierenden Töpfe der Topfbürsten hinein und wird bei Geräten ohne Schaumvorerzeugung zentrifugal auf die seitlichen öffnungen des Topfes zugeschleudert. Sie spritzt von

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dort aus zum Teil auf den Teppich, zum Teil auf den Borstenkranz, von dem sie auf den Teppich fließt.

Da die Shampoonierflüssigkeit stark netzfähig ist,wird sie vom Teppichmaterial begierig kapillar aufgesogen. Eine Schaumerzeugung kommt im wesentlichen erst dann richtig in Gang, wenn eine weitgehende Sättigung des Teppichmaterials erreicht ist und der Borstenkranz nassen Teppichfloor bearbeitet. Die Bedienungsperson öffnet und schließt nach Gutdünken das Flüssigkeitsnufuhrventil während der Arbeit mit der Maschine. Eine Dauerbetätigung des Ventils führt bei den meisten Geräten zu einem übermäßigen Flüssigkeitszufluß. Der Borstenkranz um den Topf herum berührt die Teppichoberfläche nur leicht und dort steht ihm anfangs nur ein verhältnismäßig geringer Teil der in die Tiefe vorgedrungenen Flüssigkeit zur Schaumerzeugung zur Verfügung. Die Bedienungsperson ist durch das Nichterscheinen von Schaum dazu veranlaßt, immer mehr Flüssigkeit zulaufen zu lassen und mit der rotierenden Bürste solange an einer Stelle des Teppichs zu verweilen, bis Schaum entsteht; dann erst schiebt sie die rotierende Bürste ganz langsam voran, da sonst die Schaumerzeugung ausbleiben würde. Das Ergebnis ist ein stark durchnäßter Teppich und ein recht langsames Vorankommen des Gerätes auf der Fläche. In der Praxis ist also die Grundannahme bei der Konstruktion dieses früheren Gerätes, daß nämlich die mit der Schaumerzeugungsflüssigkeit benetzten Borsten bei ihrem Bestreichen des Teppichfloors sofort Schaum erzeugen würden, welcher auf der Oberfläche des Teppichs liegen bleiben und dort seine Reinigungsfunktion erfüllen soll, infolge der Kapillareigenschaften des Teppichs und der Oberflächenaktivität der Flüssigkeit bei dieser Art von Shampooniergeräten nicht gewährleistet. . ■ ,: ■

Bei anderen Arten von Teppich-Shampooniergeräten, nämlich solchen des Walzentyps, ist es jedoch bereits seit langem bekannt, daß die Verschäumung der Flüssigkeit vor der Berührung mit dem Teppich eine Teppichreinigung bei nur geringer Durchnässung ermöglicht. Der Schaum stellt gewissermaßen eine "Verdünnung"

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der Flüssigkeit mit Luft dar und hat gegenüber der Flüssigkeit eine stark erhöhte Viskosität und verminderte Dichte; er läßt sich deshalb leicht auf dem Teppich ausbreiten, ohne sofort in die l'iefe des Teppichfloors einzudringen. Die DT-AS 1 55 7 240 beschreibt ein solches Walzengerät, mit welchem ein trockener Schaum vorfabriziert und durch die Massagebewegung der auf dem Teppich bewegten Geräteteile einmassiert wird, und zwar so weit wie eben diese mechanische Einwirkung in den Teppich hineinreicht. Bei Shampoonierrnitteln, die nach Abtrocknung durch Absaugen der trockenen Rückstände zusammen mit dem abgelösten Schmutz funktionieren, ist die Ablagerung der Trockenrückstände an der oberen Flächennähe des Teppichs von großer Bedeutung, da tiefere Stellen beim Absaugen nicht intensiv genug erreicht werden können. Das gleiche gilt auch für Sh ampooniermittel, die nach Aufbringung von mechanischer Bewegung im Naßzustand abgesaugt werden.

Es ist deshalb auch bei den Topfscheibenburstengeräten eine Zusatzeinrichtung geschaffen worden, welche aus der zugeführten Schaumerzeugungsflüssigkeit und Luft einen auf dem Teppich bereits liegen bleibenden Schaum erzeugt, bevor die Shampoonierflüssigkeit den Teppichfloor berührt. Das Gerät ist beschrieben in der Deutschen Gebrauchsmusterschrift 7 412 248. Die hier beschriebene Zusatzeinrichtung nutzt die rotierende Topfscheibe für die Vorfabrizierung eines Schaumes aus; sie besteht darin, daß auf den Oberseiten der unteren horizontalen Bodenteile der Topfwandüngen um die dort befindlichen Achshalterungen für die Antriebswellen der Topfscheibenbürsten herum radiale .Mitnehmerrippen für die Schaumerzeugungsflüssigkeit angebracht sind und daß innerhalb der Bürstentöpfe nicht rotierend feststehende Ringbürsten eingelassen sind, deren Borstenlänge sich bis auf die Oberseite des unteren horizontalen Bodenwandteiles der Bürstentöpfe zwischen den Mi tnehmerrippeTr'erstreckt. Die Borsten der entstehenden Ringbürste schlagen über die rotierenden Radialrippen und erzeugen nach dem Waschbrectprinzip einen Schaum, der aus den seitlichen Durchtrittsöffnungen der B rausten topfe auf die Borstenkränze und an den Borsten entlang in solcher

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Form auf den Teppich gelangt, daß die Shampoonierflüssigkeit nicht in die Tiefe des Teppichs floors gesogen v/ird, sondern durch die weitere Einwirkung der Borstenbearbeitung in guter Ausbeute einen beständigen Schaum hervorbringt; es braucht gegenüber den Geräten ohne diese Zusatzeinrichtung also wesentlich weniger Schaumerzeugungsflüssigkeit zugelassen zu werden und die unerwünschte Durchnässung des Teppichs unterbleibt.

Allerdings hat es sich bei der praktischen Erprobung herausgestellt, daß nicht nur ein zusätzlicher erheblicher Kraftbedarf für das Hinwegschlagen des nicht rotierenden Bürstenringes über die Bodenrippen erfordert wird, welcher zu dem ohnehin bereits hohen Reibungswiderstand der Borstenkränze auf dem Teppich hinzukommt, sondern, was noch stärker nachteilig ins Gewicht fällt, daß der nicht rotierende Bürstenring einem schnellen Verschleiß unterliegt; die Ursache hierfür ist darin zu sehen, daß die Innenbürste einer wechselnden Dauerverformung immer an anderer Stelle unterworfen wird, je nachdem wie das Gerät zum Stehen kommt und die Borsten im Ruhezustand zwischen die Rippen eingreifen.

Um diesem Übelstand zu begegnen, ist auch eine abgewandelte Ausfuhrungsform vorgeschlagen worden (vgl. Deutsche Gebrauchsmusterschrift 7 443 261). Bei dieser Ausführungsform sind anstelle der Bodenrippen auf dem rotierenden Topfboden Zahnkränze vorgesehen und in den Zwischenräumen zwischen den Zahnkränzen bzw. dem äußeren Zahnkranz und der zylindrischen peripheren Topfwandung nicht-rotierend feststehende Prallwände berührungsfrei eingepaßt. Die in das Zentrum des Bürstentopfes eingelassene Shampoonierflüssigkeit wird durch die' Lücken der Zahnkränze nach außen getrieben und an die Prallwände verspritzt, wodurch ein Schaum entsteht, der schließlich durch die Austrittsöffnungen in den peripheren Topfwandungen nach außen abgedrängt und auf den Teppich gefördert wird. Durch die Berührungsfreiheit dersLch aneinander vorbeibewegenden Innenteile wird zwar .das Ziel erreicht, zusätzlichen Kraftaufwand durch zusätzliche Reibungen und Borstenverformungen zu vermeiden, jedoch funktioniert

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das Gerät nur bei verhältnismäßig starker Flüssigkeitszufuhr; bei langsamem Flüssigkeitseinlaß bildet sich auf dem Topfboden ein Flussigkeitsfilm, der sich ohne Verspritzen unter den Prallwänden hindurch bis zur Topfwandperipherie bewegt und den Bürstentopf in unverschäumter Form verläßt.

Bei Verwendung eines starren .Prallwandsystems der geschilderten Art mit berührungs- oder reibungsfrei aneinander vorbeigeführten Prallwänden wäre eine äußerst präzise, also kpstspielige, apparative Ausrüstung erforderlich, um trotz der Vermeidung von ungewolltem Aneinanderstreifen der gegeneinander bewegten Teile eine derart enge Zusammenführung, also geringes Spiel, zu gewährleisten, daß ein Unterwandern der Prallwände durch einen Flüssigkeitsfilm vermieden wird. Besonders bei verhältnismäßig langsamer Rotation und Flüssigkeitszufuhr kann ein solches Unterwandern bis zur Peripherie ohne Schaumbildung kaum verhindert werden. Andererseits verursachen reversible dauernde Formänderungen aneinanderstreifender elastischer Teile der Flüssigkeitszerschlagungsmittel, also z.B. der Borsten von über ein waschbrettartiges Rillensystem schlagenden und das Fluidum in Schaum zerschlagenden Borsten unvermeidbar einen großen Leistungsbedarf, der nicht unmittelbar dem gewünschten Zweck der Zerschlagung der Flüssigkeit, sondern zur Hervorrufung der hin- und herschnellenden schlagenden Borstenbewegung dient.

Demgegenüber stellte sich nun die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, bei den eingangs geschilderten Teppich-Shampooniergeräten des Topfscheibenbürsten-Typs die rotierenden Topfscheiben zur Vorfabrizierung eines trockenen Schaumes mit minimalem Kraftaufwand auszunutzen, also dabei möglichst jegliche Arbeitsleistung zu vermeiden, welche nicht unmittelbar der notwendigen Überwindung- 8ef"^: Strömungswiderstände für Flüssigkeit und Luft, der Zerschlagung der Flüssigkeit in Tröpfchen und der Reibungswiderstände zwischen den Schaumpartikeln dient. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei den Teppich-Shampooniergeraten des Typs der Topfscheibenbürsten mit

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mindestens einem rotierend angetriebenen, um eine topfförmig nach unten abgesenkte und horizontal auf dem Teppich aufliegende Topfscheibe herum senkrecht hängend ringförmig angebrachten, mit seinen Enden unter das Topfbodenniveau herausragenden, den Teppich berührenden Borstenkranz, sowie mit Zuführungsmitteln für die Schaumerzeugungsflüssigkeit aus einem Vorratstank in die Topfscheibe hinein und mit in dem vertikalen zylindrischen Seitenteil der Topfwandung ausgesparten Austrittsöffnungen für den erzeugten Schaum zu dem Borstenkranz hin, dadurch, daß erfindungsgemäß in die Topfscheibe ein die Schaumerzeugungsflüssigkeit unter Ansaugen und Einarbeiten von Luft zu Schaum verarbeitendes Prallwandsystem aus mindestens folgenden zwei Prallwandelementen eingefügt ist:

a) ein mit zum Ausweichen vor Unebenheiten der sich gegenseitig berührenden Oberflächen der Prallwandelemente und' Topfwandbodenfläche, vor im Betrieb vorkommenden Schwankungen der Achsenhalterung sowie vor gegebenenfalls eingedrungenen Schmutzteilchen ausreichender Toleranz vom Antriebsgrundgerät locker angehaltenes, also im Betrieb nicht mitrotierendes, an der Topfwandbodenfläche entlangstreifendes, auf der Topfwandbodenfläche mit dem Druck mindestens des Eigengewichtes aufliegendes Schaumverwirbelungselement mit von der Radialrichtüng abweichend, das Fluidum im unteren Teil der Topfscheibe nach innen zurückschlagend schräggestellten Prallwänden und

b) ein oberhalb des vorgenannten Prallwandelementes angeordnetes, vom Antriebsgrundgerät angehaltenes, also im Betrieb nicht mitrotierendes, Schaumaustreibeelement mit von der Radialrichtung abdeichend, den Schaum nach außen drängend schräg gestellten Prallwänden .

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Es ist für die Schaumentxvicklung ferner sehr förderlich, wenn erfinduncfsgemäß zusätzlich zu den genannten zwei Prallwandelementen ζund ηdsst ein auf der Topfwandbodenfläche fest angebrachter oder von der Topfscheibe mitgeführter, also im Betrieb xnitrotierender, Zahnkranz eingefügt ist, der im unteren Bereich der Topfscheibe bis zur Höhe des unteren Prallwandelementes, dem Schaumverwirbler, angeordnet ist, an dem er mit einer zum Ausweichen vor den Unebenheiten ausreichenden Toleranz rotierend entlangstreift. Es ist dabei wesentlich, daß die sich gegenseitig aneinander vorbeibewegenden Teile berühren, jedoch infolge der lockeren Führung jederzeit voreinander ausweichen können. Es ergibt sich auf diese Weise im Betrieb eine hin- und herschlingernde, gegebenenfalls vibrierende Bewegung zusätzlich zur Rotationsbewegung, welche es verhindert, daß an irgendwelchen Teilen der aneinanderstreifenden Oberflächen sich ein ungestörter Flüssigkeitsfilm ausbilden kann. Die angegebene erfindungsgemäße Lösung des Problems beruht also im Prinzip auf der Ausnutzung der neuen Erkenntnis, daß ein Aneinandervorbeistreifen und lockeres Aneinanderstoßen von starren Einsatzteilen unterschiedlicher Rotationsbewegung, insbesondere Teile aus Plastikmaterial, unter der Schmierwirkung von schaumentwickelnder Flüssigkeit und von entstehendem Schaum fast widerstandslos vor sich geht, wenn diese Teile nur locker genug geführt werden und lose aufeinander liegen, derart, daß<rsich bei Unebenheiten oder Vibrationen der Apparateteile (Achsenschwingungen usw.) ausweichen können, also begrenzt beweglich sind und nur durch ineinandergreifende Teile wie Zapfen und toleran ζ auf v/eisende Zapfenlager, Zähne und entsprechende Klauen, Vorsprünge und entsprechende Aussparungen, festgehalten bzw. für die Rotation mitgeführt werden.

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Es genügt dabei, wenn nur das eine untere Prallwandelement derart locker zurückgehalten wird. Also können beispielsweise der mitrotierende Zahnkranz bzw. die Vielzahl von Zahnkränzen, auf dem Boden der Topfwandung fest angebracht sein, wenn zumindest das untere der nicht rotierend festgehaltenen Prallwandelemente mit den die Flüssigkeit nach innen schlagenden Prallwänden nur lose auf dem Topfwandboden '. mxt seinem Eigengewicht aufliegt; dabei kann das obere Prallwandelement, der Schaumaustreiber, mit den nach außen drängenden Praliwänden, an der nicht rotierenden motortragenden Grundgeräteplatte über den Topfen befestigt sein. Dieses obere Prallwandelement kann aber auch, und zwar vorteilhafterweise, von dem Antriebsgrundgerät nur locker festgehalten werden und kann dann seinerseits mit dem unteren nicht rotierenden Prallwandelement festverbunden, also in einem Stück gearbeitet sein. Es sind aber auch Ausführungsformen möglich und können in mancher Hinsicht Vorteile aufweisen, bei denen auch das rotierende Zahnkran^element nur lose eingelegt ist und nur von z.B. in die vorhandenen Schaumdurchtrittsöffnung in den Topfseitenwänden eingreifenden Vorsprüngen angetrieben wird; solche Ausführungen können die Herstellung der Töpfe verbilligen und sie erlauben zudem eine Verminderung der Toleranzen für die begrenzte gegenseitige Beweglichkeit der aneinander vorbeigeführten Elemente.

Solche lose aufeinander und aneinander vorbeischleifenden starren Bauelemente, besonders dann, wenn sie aus .Kunststoff gefertigt sind, finden wie gesagt durch die Schmiermittelwirkung des vorhandenen flüssigen Schaumgemisches fast widerstandslos und- praktisch auch völlig verschleißfrei statt und fast die gesamte aufgewendete Antriebskraft für diese Zusatzeinrichtung dient ausschließlich der Schaumerzeugung. Durch die Schwerkraftwirkung und durch das Hin- und Herrütteln wird

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ein Unterwandern der Prallwandelemente durch einen Flüssigkeitsfilm völlig unterbunden und die Teile können mit verhältnismäßig großer Toleranz ausgebildet sein, d.h., sie erfordern keine Präzisionsgestaltung. Als ausreichende Toleranzen haben sich Abstände von 2 bis 3 mm als genügend erwiesen. Geringere Toleranzen von bis zu 0,5 mm sind ebenfalls brauchbar, bieten jedoch keine besonderen Vorteile» Toleranzen von mehr als 3 mm Abstand sind ebenfalls noch brauchbar, führen jedoch zu einem etwas unruhigen Lauf und bieten keine Vorteile.

Eine das Fluidum zum Rotations Zentrum schlagende Schrägstellung der Prallwände besteht, wie leicht ersichtlich, in ihrer von der Radialrichtung abweichenden, zum peripheren Ende hin nach hinten - in Drehrichtung gesehen - weisenden Anordnung. Das Umgekehrte gilt .für die das Fluidum, den Schaum, nach außen drängende Schrägstellung des oberen Prallwandelementes.

Von dem unteren Prallwandelement, dem Schaumverwirbelungselement mit den das Fluidum nach innen schlagenden Prallwänden, wird die Flüssigkeit unter Einarbeiten der vorhandenen Luft zunächst zu einem Naßschaum verarbeitet, der zunehmend trockener wird; der Trockenschaum steigt infolge seines geringeren spezifischen Gewichtes gegenüber dem Naßschaum nach oben und gelangt in den Bereich des oberen Prallwandelementes, dem Schaumaus treiber. Von hier wird er durch die Durchtrittsöffnungen der peripheren Topfwände zu den Borstenkränzen und schließlich zum Teppich hin gefördert. Diese Förderwirkung ist wichtig, um ein Verstopfen dieser Austrittsöffnungen zu verhindern und den weiteren Luftzutritt zusammen mit der Flüssigkeitszugabe zu gewährleisten.

Eine sehr einfache Ausführungsform, die von diesem Prinzip Gebrauch macht und sich als gut funktionsfähig erwiesen hat, besteht aus folgenden drei in den Bürstentopf einzufügenden Teilen:

a) das untere Prallwandelement, welches locker auf den Topfboden aufgelegt wird, bestehend aus einem zylindrischen äußeren Ring, von welchem spiralig nach innen führende senkrechte Prallwände ausgehen;

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b) darüber ist ein S chaumaus treibee lernen t eingelegt, welches in der Nähe des Zentrums einen zylindrischen Ring besitzt, von welchem spiralig nach außen führende Prallwände ausgehen ;

c) oberhalb dieser beiden Prallwandelemente ist mit einer vertikalen Toleranz ein an der wotor-tragenden Antriebsgerätgrundplatte festgeschraubter Rückhaltebauteil mit sich nach unten erstreckenden Rückhaltezapfen, welche in entsprechende Klauen des unteren Schaumverwirbelunaselementes eingreifen und dieses am Rotieren hindern.

Das mittlere Pral!wandelement, der Schaumaustreiber, greift durch entsprechende Vorsprünge an geeigneter Stelle in die Topfwand (beispielsweise die AustrittsÖffnungen in der seitlichen Topfwand) ein und wird auf diese Weise zur Rotation gebracht.

Wenn di-e Schaumerzeugungsflüssigkeit in der Nähe der /ichshalterung auf den Topfwandboden gelangt, breitet sie sich als ein Film auf dem Topfboden aus, wird von diesem mitgenommen und strebt spiralig nach außen. Sie wird jetioch an dieser Bewegung gehindert durch das darüberstreifende untere Prallwandelement, welches die Flüssigkeit immer wieder nach dem Zentrum hin schabt. Bei diesem Flüssigkeitsanprall spritzen Tröpfchen hoch und vermischen sich mit Luft; sie bilden einen Schaum, der nach oben aufschwimmt, je mehr sein spezifisches Gewicht durch die eingemischte Luft abnimmt. Schließlich gelangt von dem verhältnismäßig trockenen oberen Schaum der obere Teil in den Bereich des oberen Prallwandelementes, das von dem Bürstentopf zur Rotation gebracht wird und den Schaum nach außen abschiebt.

Diese Bauteile können natürlich auf verschiedenste Weise durch Zwischenringscheiben und Kupplungsteile- Verstärkt und ausgestaltet sein. Bei dieser Konstruktion wird also durch die Kupplung des am Grundgerät befestigten Rückhalteteiles bei rotierender Topfbürste das darin zuerst eingelegte Teil am mitdrehen gehindert, das auf dem nicht rotierenden Teil in der Topfscheibe aufliegende Teil wird durch seine Verzahnung

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mit dem Topfbürstenrand bei der Drehung mitgenommen. Die Prallwände des nicht -rotierenden unten eingelegten Teiles sind derart orientiert^ daß Flüssigkeit bzw, entstehender Naßschaum auf dem Topfscheiaenboden von der Peripherie nach innen geschabt wird» Dieser Schaum gewinnt ständig an Volumen und steigt über den oberen Rand der Prallwände hinaus. Damit gerät der Schaum in den Bereich der Prallwände des darüberliegenden Teiles, welches mit der Topfscheibe rotiert. Die Prallwände dieses Teils sind so orientiert, daß sie den Schaum, der über die Prallwände des unteren Teiles hinausragt, abstreichen und nach außen abschieben .

Bei dieser Ausführungsform gibt es also zwei lose aufeinanderliegende Einsatzteile in der Topfbürste, wovon das zuerst eingesetzte Teil durch die Klauenkupplung während der Rotation der Topfbürsten und des von ihr mitgenommenen zweiten Einsatzteiles stillsteht. Allerdings ist von dieser Ausführungsform je nach Drehrichtung der Topfbürsten ein "linkes" und ein "rechtes" Teil notwendig, damit die erforderliche Schrägstellung . der Prallwände gegenüber der Flüssigkeitsströmung im Topf gewährleistet ist. Es besteht also eine gewisse Komplikation beim Zusammensetzen des Gerätes für einen Laien: die Bedienungsperson muß die richtige Einsatzlage des linken bzw. rechten Teiles je nach Drehrichtung einhalten. Die technisch richtige Einfügung kann natürlich durch entsprechende Farbgebung zusammengehöriger Teile erleichtert werden, die Teile werden hierdurch jedoch aufwendiger.

Es war also wünschenswert, Einsatzteile zu konstruieren, welche unabhängig von der Drehrichtung der Topfbürsten in jedem Falle die richtige Förderungsrichtung für den unteren Naßschaum (zum Zentrum hin) und für den oberen Trockenschaum (zur Peripherie hin) ausüben. Um dieses Problem zu lösen'; kann man erfindungsgemäß folgenden Trick anwenden: Man versieht jedes Prallwandelement mit Prallwänden in beiden Schrägstellungsrichtungen und läßt diese zwei Serien von Prallwänden für das untere Prallwandelement (den Schaumverwirbler) mit der nach innen schlagenden Wirkung mit denjenigen Vertikalkanten aneinandergrenzen, die

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sich dem Zentrum am meisten annähern, wogegen die Prallwände für das obere Prallwandelement( dem Schaumaustreiber mit der nach außen drängenden Prallwirkung) mit denjenigen Kanten aneinandergrenzen, welche der Peripherie am nächsten liegen« Bei solcher. Prallwandelementen kann der Naßschaum bei dem unteren Prallwandelement ganz gleich von welcher Richtung her die Flüssigkeitsströmung auf die Prallwände stößt, niemals hinter diese Prallwände gelangen.

Von diesen aneinandergrenzenden Prallwandpaaren kommen also immer nur Prallwände derjenigen Schrägstellungsrichtungen zur Rückschlagwirkung bzw. zur Abdrängungswirkung, an welche das Fluidum je nach seiner Rotationsrichtung anflutet. Die jeweils anders gerichtete Prallwand übt. nur eine etwas ansaugende umgekehrte Fluidumsverlagerungswirkung aus. Wenn die Prallwände mit unterschiedlicher Schrägstellungsriehtung winklig aneinandergrenzen, müssen die Prallwandpaare für die nach innen schlagende Wirkung mit ihrer Winkelspitze zum Zentrum und für die nach außen drängende Wirkung zur Peripherie hin zeigen. Jedoch können sie auch abgerundet aneinandergrenzen und müssen dann für die nach innen weisende Wirkung zum Zentrum hin und für die nach außen drängende Wirkung zur Peripherie hin konkav sein. Für die nach innen weisende Prallwirkung kann man aber auch die Schrägstellungsrichtung derart stark von der Radialrichtung abweichen lassen, daß sie auf der Radialriehtung senkrecht steht. Die Prallwandpaare bilden dann eine plane Ebene ohne Winkelspitze und diese Ausgestaltung bietet, wie später am Ausführungsbeispiel näher erläutert, ganz besondere Vorteile.

.Das später genauer beschriebene Ausführungsbeispiel macht von dieser Prallwandanordnung Gebrauch. Der große Vorteil besteht darin, daß die Einsatzteile für die Topfb'ürs tens cheiben mit unterschiedlicher Rotationsrichtung die gleiche Form besitzen und bei dem Einsetzen in die Topfscheiben keine Fehler gemacht werden können.

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Eine erfindungsgemäß besonders vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie als zusätzliches Element ein zwischen die Prallwände des unteren Prallwandelementes mit zum ausweichen vor Unebenheiten der sich gegenseitig berührenden aneinanderstreifenden Oberflächen ausreichender Toleranz eingesetztes, vom Bürstentopf mitgeführtes, also im Betrieb rotierendes, Zahnkranzelement mit ein oder mehreren Zahnkränzen in die Topfscheibe eingesetzt ist. Dieses Zahnkranzelement ist zweckmäßig mit dem Topfboden fest verbunden, bzw. in einem Stück hergestellt, es kann jedoch auch als ein Einsatzteil ausgestaltet sein, der beispielsweise durch in die Austrittsöffnungen der Topfwandungen eingreifende Vorsprünge für die Rotationsbewegung mitgeführt wird.

Dieses Zahnkranzeiercent zwingt das Fluidum zum Durchtritt durch die Zahnlücken und schafft vor und hinter den Prallwänden sich dauernd verengende und erweiternde Hohlräume, übt also eine gewisse Siebwirkung aus, welche den Verengungen im einem gewalkten offenporigen Schwamm entsprechend eine ähnliche starke Schaumentwicklung durch Turbulenzentwicklung hervorrufen. Dieses Einsatzteil bewirkt eine Beschleunigung der Schaurcerzeugung und führt außerdem zur Erzeugung eines äußerst feinporigen stabilen Schaumes. An ihrem oberen Ende üben die Zähne des Zahnkranzelementes eine Mitnehmerfunktion für den fertiaen aufgestiegenen Schaum aus, welcher bei einem hochviskosen Trockenschaum von besonderer Bedeutung ist, um die Förderwirkung des oberen Prallwandelementes, des Schaumaustreibeelementes, zu verstärken.

Im folgenden sei ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand .der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 eine schematische Gesamtansicht des Shampooniergeräts;

Figur 2 eine perspektivische Ansicht eines der Bürstentöpfe (zu sehen schräg von oben) mit herausae-

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nommenem Prallwanceinsatzteil sowie darüber .et'-.-Gs entfernter und nach hinten gekippter Rückhalteplatte (mit Blickrichtuno: schräg von unten) ;

Figur 3 eine perspektivische Ansicht des Prallwandeinsatzteiles;

Figur 4 eine Schnittansicht (scheinatisch mit weggelassenen Teilen) des Prallwandeinsatzteiles, gesehen von unten, mit Strömungsverlauf und

Figur 5 eine vergrößerte Schnitt ansicht eines der Prallx^andelemente des Prallwandeinsatzteiles einschließlich Zahnkränzen und Strömungsverlauf.

Fig. 1 zeigt die schematisch gezeichnete Gesamtansicht des Teppich-Shampooniergerätes mit dem (teilweise weggebrochenen) Bedienungsstab 1 nebst Griff 2, dem daran befestigten Flüssigkeitstank 3 und dessen Füllöffnung 4, Ventilgriff 5, scheinatisch angedeutetes Ventilgestänge'6, Zulaufventil 7 und Auslauföffnung 8.

Unterhalb der Auslauföffnung 8 verteilt sich das Zuführungsverteilerrohr 9 und mündet über einen nicht gezeichneten Ansatzschlauch jeweils in die zentrale Aussparung in der an der Bodenplatte 10 des Antriebsmotorgehäuses 11 festgeschraubten Rückhalteplatten 12.

Durch die zentrale Aussparung der Rückhalteplatten 12 hindurch führen die Antriebsachsstummel 13, die auf die Achsenhalterungen 14 der Topfbürstenscheiben 15 aufgesteckt sind.

Auf der Topfscheibenbodenfläche 16 ist das Zahnkranzelement mit drei Zahnkränzen in den Topfscheibeninnenraum ragend befestigt. In den Topfscheibenseitenwänden befinden sich die Schaumdurchtrittsöffnungen 18 vor den anf'oberen Topfscheibenrand 19 hängend befestigten Ringbürsten-20.

In den Innenraum der Topfscheiben 15 ist der Prallwandeinsatzteil 21 locker eingelegt. Dieser Einsatzteil weist das untere

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Prallwandelement 22 (Schaurnverwirbler) , das obere Prallwandelement 23 (Schaumaustreiber) und die Trageplatte 24 auf. In Aussparungen 25 am Rand dieser Trageplatte 2 4 greifen Rückhaltezapfen 26 der Rückhalteplatte 12 ein« In Fig„ 2 ist die Rückhalteplatte 12, der Prallwandteil 21 und die Topfscheibe 15 auseinandergenommen übereinander perspektivisch gezeichnet, also deutlicher erkennbar. Im Innen-raum der Topfscheibe 15 sieht man auf der Topfscheibenbodenfläche 16 die drei Zahnreihen des Zahnkranzelementes 17 um die Achsenhai te rung 14 herum angeordnet, zv/ischen welche die vier Prallwände des unteren Prallwandelements 22 des Prallwandeinsatzteiles 21 eingreifen, wenn dieser Teil in die Topfscheibe eingelegt ist. Der Prallwandeinsatzteil liegt dann mit seinem Eigengewicht an den Unterflächen der Prallwände, des unteren Prallwandelements 22 auf der Oberfläche des Topfbodens 16 auf und wird durch die Rückhaltezapfen 26 der Rückhalteplatte 12 mit einer seitlichen Toleranz von etwa 2 mm, aber auch mit einem etwa ebenso großen' Höhenspiel, gehalten, d.h. am Mitrotieren in der im Betrieb sich drehenden Topfscheibe gehindert. Um das Höhenspiel zu ermöglichen und gleichzeitig einen ausreichenden Luftzutritt zu der zentralen Aussparung des Prallwandeinsatzteiles zu ermöglichen, ist zwischen der Unterseite der am Motorgehäuse festgeschrauben Rückhalteplatte 12 und der Oberseite des davon gehaltenen Prallwandeinsatzteiles 21, also dessen Trageplatte 24, ein Abstand von etwa 2 bis 3 mm freigelassen. Bei der nach hinten gekippt, also schräg von unten zu sehenden, Rückhalteplatte 12 sieht man am Rande der zentralen Aussparung für die Aufnahme der Achsenstummer 13 die Ausmündung einer kanalartigen Nut,die zum Einklemmen von Schlauchansätzen 9 des Flüssigkeitszuführungsverteilerrohres dient.

In Fig. 3 ist der Prallwandeins atzteil 21 etwas größer als in Fig. 2 gezeichnet, und zwar perspektivisch von seiner Unterseite her gesehen derart, daß man einen Einblick■zwischen die Prallwände des unteren Prallwandelements 22, ferner des als Sockel für diese Prallwände ausgebildeten oberen Prallwandelementes 2 3 und der Trageplatte 2 4 mit ihren Aussparungen 25 erhält.

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Fig. 4 zeigt die Prallwirkungen des Prallwandeinsatzteilcs 21 bei unterschiedlicher Rotations richtung. Die mit den Dcpcelkor.f versehenen Pfeile A und B geben den Drehsinn an, also eir.r.al im unteren Teil gemäß Pfeil B im Uhrzeigersinn und andererseits im oberen Teil der Zeichnung gemäß Pfeil A im Gegensinne. Die kleinköpf igen Pfeile a, a bzw. b, b geben die S tröxr.ungs richtungen des Naßschaumes im unteren Bereich der Topfscheibe, also im Bereich des unteren Prallwandelementes 22, dessen mittlere Prallwände unverwinkelte Ebenen mit einer auf der Radialrichtung senkrecht stehenden S ch rä gs te 1 lungs richtung darstellen, von denen die gewünschte Zurückweisung zum Zentrum hin (zurück durch die Lücken in den Zahnreihen) in jeder Rotationsrichtung bewirkt wird. Die großköpfigen Pfeile al bzw. bl geben die Bewegungsrichtung des fertigen Trockenschaumes im oberen Bereich der Töpfe, also im Bereich der oberen Prallwandelemente 2 3 (Schaumaustreiber) , an. Man ersieht aus der Zeichnung deutlich, daß der durch Zentrifugalkraft nach außen und durch die oberer; Zahnenden in Rotationsrichtung gedrängte Schaum immer (also gemäß Pfeil A in der oberen Hälfte der Figur oder gemäß Pfeil B in der unteren Hälfte der Figur) jeweils am Sockelrand, d.h. also am oberen Prallwandelement 2 3 entlang, nach außen abgedrängt wird; dabei treten also immer nur jeweils diejenigen Prallwandteile in Funktion, denen Flüssigkeits- bzw. Schaumströmungen entgegendrängen bzw. entgegengedrängt werden.

Fig. 5 zeigt diese Strömungsverläufe an einem weiter vergrößerten Teilausschnitt des Prallwandeinsatzteiles 21 zwischen den Zahnkranzzähnen noch etwas genauer. Man erkennt, daß die in Richtung des Doppelkopfρfeiles sich zwischen den Prallwänden des unteren Prallwandelementes 22 hindurchbewegenden Zähne den Naßschaum dauernd zwischen den Zahnlücken hindurchtreiben, so daß dieses Flüssigkeits-Luft-Gemisch jeweils durch Verengungen hindurch in größere und kleinere Hohlräume gezwungen wird. Bei jedem Durchströmen einer Verengung bzw. bei jedem Eintritt in einen größeren Hohlraum findet eine Turbulenz statt, die ähnlich dem Hindurchtreiben einer Schaumerzeugungsflüssigkeit durch einen offenporigen Schwamm durch dessen Walkung den Schaum

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feinporiger und stärker lufthaltig macht. Der fertige Sch ansteigt infolge seines verringerten spezifischen Gewichtes nach oben und gelangt in den Bereich der nach außen drängenden Prallwände 23, die hier jeweils als Sockel für die Prallwände des Prallwandelementes 22 dienen, gleichzeitig aber in dem äußeren Teil die Funktion der Austreiberwände übernehmen, den Schaum also nach außen abschieben.

Man sieht, daß diese Ausführungsform eine äußerste Vereinfachung der Prallwandelemente darstellt: Man kommt mit einem einzigen Einsatzteil aus, dieser Eins atζteil ist völlig symmetrisch und hat unabhängig von der Drehrichtung die gleiche Form. Diese Gestaltung ist auch für die Herstellungstechnik durch Kunststoffformung äußerst günstig.

Der Prallwandeinsatzteil 21 trägt insgesamt vier Sockel rr.it Prall« wandelementen. Auch diese Ausgestaltung hat sich als optimal erwiesen. Es könnten natürlich noch mehr derartige Sockel mit Prallwänden angeordnet sein, jedoch wird dann der Luftzutritt offenbar bereits stark behindert; bei weniger Sockel mit Prallwänden wird die Schaumerzeugung bereits verlangsamt. Bei kleineren Sockeln mit Prallwänden ist insbesondere die Schaumaustreibewirkung verschlechtert. Die Prallwände des unteren Prallwandelementes 22, welche sich jeweils zwischen den Zahnkränzen befinden, sind als senkrechte glatte Wände in Kreissegmentrichtungen ausgebildet. Diese Wände entsprechen jeweils bis zur Hälfte, also jeweils bis zu derjenigen Stelle, welche dem Zentrum am nächsten kommt,der anspruchsgemäß geforderten Schrägstellung, so daß also jeweils derjenige Teil dieser Prallwände, gegen den der Flüssigkeitsstrom anläuft, die erforderliche,nach innen schlagende Funktion übernimmt.

Die dargestellte Gerätekonstellation erzeugt schon bei minimalem Flüssigkeitszufluß einwandfreien Schaum. Nur die Menge des Schaumes wird durch Verstärkung des Zuflusses erhöht. Erst bei

extremen Zuflußmengen beginnt der Schaum flüssiger und nasser zu werden.

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Durch eine (nicht gezeichnete) QuerschnittsVerengung in Bereich der Zweiteilung des Flüssigkeitszustrones wird eine Art Vordosierung pro Zeiteinheit bei Daueröffnung des Ventils gewährleistet. Benötigt dann das Teppichmaterial viel Schaum bzw. Flüssigkeit, so muß die Bedienungsperson langer auf dieser Teppichstelle verweilen. Benötigt der Teppich wenig Schaum bzw. Flüssigkeit, so kann die Bedienungsperson schneller voranarbeiten. Dies entspricht auch der Notwendigkeit, bei hochfloorigen Teppichen (dick) mehr Bürstenreibung pro Flächeneinheit dem Teppich zukommen zu lassen, als bei kurzfloorigen Teppichen (dünn).

Bei einem Durchmesser der Prallwandeinsätze von 10 bis 13 cm und einer Umdrehungszahl von etwa 700 bis 1000 Umdrehungen pro Minute, erhält man einen Schaum, der in seiner Feinporigkeit, Haltbarkeit und Trockenheit einem Schaum aus Aerosoldosen entspricht.· Bemerkenswert dabei ist, daß man die Konzentration der Verschäumungsflüssigkeit gegenüber den bisher üblichen Konzentrationen erheblich absenken kann. Wenn z.B. eine Verdünnung von 1 : 6 für eine normale Topfbürste vorgeschrieben ist, genügt bei Benutzung des'erfindungsgemäßen Gerätes eine Verdünnung von 1 : 40.

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Claims (7)

Werner & Mertz GmbH Zeichen: We-29-P Datum : 29. April 19 75 Patentansprüche

1. Teppich-Shampooniergerät des Typs der Topfscheibenbürsten mit mindestens einem rotierend angetriebenen, um eine topfförmig nach unten abgesenkte und horizontal auf dem Teppich aufliegende Topfscheibe herum senkrecht hängend ringförmig angebrachten, mit seinen Enden unter das Topfbodenniveau herausragenden, den Teppich berührenden Borstenkranz, sowie mit Zuführungsmitteln für die Schaumerzeugungsflüssigkeit aus einem Vorratstank in die Topfscheibe hinein und mit in dem vertikalen zylindrischen Seitenteil der Topfwandung ausgesparten Austrittsöffnungen für den erzeugten Schaum zu dem Borstenkranz hin, dadurch gekennzeichnet, daß in die lopfscheibe ein die Schaumerzeugunasflüssigkeit unter Ansaugen und Einarbeiten von Luft zu Schaum verarbeitendes Prallwandsystem aus mindestens folgenden zwei Prallwandelementen eingefügt ist:

a) ein mit einer zum Ausweichen vor Unebenheiten der sich gegenseitig berührenden Oberflächen der Prallwandelemente (22, 23) mit der Topfwandbodenfläche (16), ferner vor im Betrieb vorkommenden Schwankungen der Achsenhalterung (14) sowie vor gegebenenfalls eingedrungenen Schmutzteilchen ausreichender Toleranz vom Antriebsgrundgerät (11) locker angehaltenes, also im Betrieb nicht mitrotierendes, an der Topfwandbodenfläche entlangstreifendes, auf der Topfwandbodenfläche (16) mit dem Druck mindestens des Eigengewichtes aufliegendes Schaumverwirbelungselement (22) mit von der Radialrichtung abweichend, das Fluidum im unteren Teil der Topfscheibe nach innen zurückschlagend schräggestellten Prallwänden und

b) ein oberhalb des vorgenannten Prallwandelements (22) angeordnetes, vom Antriebsgrundgerät (11) angehaltenes, also im Betrieb nicht mitrotierendes, Schaumaustreibeelement (23) mit von der Radialrichtung abweichend, den Schaum nach außen drängend schräggestellten Prallwänden.

2. Teppich-Shampooniergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-

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net, daß jedes der zwei Prallwandelemente (22, 23) jeweils Prallwände in beiden Schrägste1lungs richtungen aufweist, wobei die ■jeweiligen Prallwände dieser beiden Prallwandrichtungen bei den unteren Schaumverwirbler-Prallwandelement (22) mit denjenigen Vertikalkanten aneinandergrenzen, welche sich dem Zentrum anmeisten annähern, wogegen die jeweiligen Prallvände der beiden Schrägstellungsrichtungen bei dem oberen Schaumaustreibungs-Prallwandelement (23) mit denjenigen Vertikalkanten aneinandergrenzen, welche sich der Peripherie annähern.

3. Teppich-Shampooniergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem unteren Schaumverwirbelungs-'Prallvandelei'ent (22) die Schrägstellungsrichtung der Prallwände derart stark von der Radialwirkung abweicht, daß sie darauf senkrecht stehe.

4. Teppich-Shampooriergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als zusätzliches Element ein z^ische: die Prallwände des unteren Schaumverwirbelungs-Prallwandeleir.er.-ces (22) mit zum Ausweichen vor Unebenheiten der sich gegenseitig berührenden aneinanderstreifenden Oberflächen ausreichender Toleranz eingesetztes', von der Topfscheibe (15) mitgefüartes, also im Betrieb rotierendes, Zahnkranzelement (17) mit ein oder mehreren Zahnkränzen aufweist.

5. Teppich-Shampooniergerät nach Anspruch 4, dadurch gekenivzeichnet, daß die beiden Prallwandelemente (22, 23) als einheitliche Bauteile mit dem oberen Scha'imaustreibungs-Prallwandelement £23) als Sockel für das untere Schaumverwirbelungs-Prall-wandelement (22) ausgebildet, und daß vier solcher Prallwandkombinationen auf einer gemeinsamen Trägerplatte (2 4) zu einem einheitlichen Prallwandeinsatzteil (21) vereinigt sind.

6. Teppich-Shampooniergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Prallwandeinsatzteil (21) an Aussparungen (25) durch darin eingreifende Zapfen (26) einer am Grundgeräteir.otorgehäuse (11) befestigten Rückhalteplatte (12) mit einer ein Höhen- und Seitenspiel von etwa 2 bis 3 mm gestattenden Toleranz zurückgehalten wird.

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7. Teppich-Shampooniergerät nach einem der vorangeganaenon Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitszufuhrleitung aus dem Flüssigkeitstank eine zur Vordosierung des Flüssigkeitszulaufes bemessene Querschnittsverengung aufweist.

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