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Die Erfindung betrifft ein Bürstenelement
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für Walzenbürsten von Kehrmaschsen für Verkehrsflächen, insbesondere
für Flugzeugrollbahnen u. dgl., mit einem Träger, an dem Borstenbüschel befestigt
sind, wobei die Befestigungspunkte der Borstenbüschel am Träger auf mehreren Schraubenlinien
liegen und die Borstenbüschel gegenüber, in Richtung der Achse des Trägers gesehen,
unmittelbar benachbarten Borstenbüscheln in Umfangsrichtung des Trägers versetzt
angeordnet sind.
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Kehrmaschinen für Verkehrsflächen, insbesondere für Flugzeugrollbahnen,
sind beispielsweise aus der DE-AS 15 34 178 bekannt. Derartige Kehrmaschinen, die
auch mit Gebläsen zur Entfernung der von den Walzenbürsten weggekehrten Verunreinigungen,
wie Sand, Schotter oder auch Schnee, kombiniert sein können, sind zur raschen Reinigung,
insbesondere großer Verkehrsflächen bestimmt.
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Die Walzenbürsten derartiger Kehrmaschinen besitzen eine Breite von
beispielsweise 4,5 m und laufen mit Drehzahlen bis 2500 U/min um. Bei den bekannten
Walzenbürsten bzw. den Bürstenelementen, aus welchen die Walzen zusammengesetzt
sind, sind die Borstenbüschel in Reihen angeordnet, die parallel zur Achse der Walzenbürste
bzw. des Bürstenelementes verlaufen. Weiters sind die einander in Umfangsrichtung
des Bürstenelementes benachbarten Borstenbüschel nicht versetzt zueinander angeordnet,
sondern sie liegen in zur Achse des Bürstenelementes senkrechten Ebenen.Dadurch
und dadurch, daß die Borstenbüschel am Träger starr befestigt sind, ergeben sich
bei Betrieb der mit derartigen Walzenbürsten ausgerüsteten Kehrmaschinen starke
Vibrationen, weil die Borsten der starr am Träger befestigten Borstenbüschel bei
jedem Auftreffen auf die Verkehrsfläche gebogen werden und darüber hinaus die Borstenbüschel
der parallel zur Achse der Walzenbürste verlaufenden Reihen nacheinander, d.h. mit
kurzen Intervallen, auf die zu reinigende Verkehrsfläche en auftreffen. Diese Vibration/beanspruchen
nicht nur die La, ger der Walzenbürste ganz erheblich, sonder erschweren darüber
hinaus die exakte Steuerung der Kehrmaschine. Schließlich sind diese Vibrationen
für die die Kehrmaschine bedsnende
Person physisch unangenehm.
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Ein Bürstenlement der eingangs genannten Gattung ist aus der US-PS
2 907 064 bekannt. Bei dieser bekannten Bürste sind die einzelnen Borstenbüschel
am Träger in den Kreuzungspunkten der vorerwähnten Schraubenlinien mit zur Rotationsache
konzentrischen und zu dieser senkrecht stehenden Kreisen befestigt. Dies hat zur
Folge, daß zwischen den jeweils in einer Radialebene stehenden Borstengruppen Zwischenräume
entstehen, wodurch die Kehrwirkung beeinträchtigt wird. Zusätzlich hat die Anordnung
der Borstenbüschel gemäß der US-PS 2 907 064 noch den Nachteil, daß aus räumlichen
Gründen am Träger viel weniger Borstenbüschel befestigt werden können, was zu einer
vergleichsweise geringen Borstendichte führt.Auch bei der US-PS 2 907 064 sind die
die Borstenbüschel haltenden Hülsen durch Schweißnähte am Träger befestigt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bürstenelement der
eingangs genannten Gattung anzugeben, welches die vorerwähnten Nachteile nicht aufweist
und dennoch einen guten Kehr-effekt gewährleistet.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Borstenbüschel
am Träger um z-ur Achse des Trägers im wesentlichen parallele Achsen verschwenkbar
befestigt sind und daß die Befestigungspunkte der Borstenbüschel in Kreuzungspunkten
zwischen den Schraubenlinien und einer weiteren Schraubenlinie liegen, deren Steigung
kleiner ist als die Steigung der Schraubenlinien.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Bürstenelementes kommt
es beim Auftreffen der Borstenbüschel auf den Boden zu einer nur geringfügigen Biegung
der einzelnen Borsten, so daß diese wesentlich geringer abgenützt werden. Da darüber
hinaus dank der besonderen erfindungsgemäßen Anordnung der Borstenbüschel diese
nicht mit Intervallen auf den Boden auftreffen, ergeben sich praktisch keine Vibrationen.
Schließlich wird die Kehrwirkung durch die besondere Anordnung der Borstenbüschel
erheblich verbessert. Dieser Effekt tritt besonders deutlich beim Kehren bzw. Kehr-Blasen
von Schnee auf.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
daß die weitere Schraubenlinie gleichsinnig wie die Schraubenlinien verlaufen.
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Normalerweise wird im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, daß die
Schraubenlinien mit der weiteren Schraubenlinie in Achsprojektion einen Winkel von
30 - 850, vorzugsweise von 45 - 650, einschließen.
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Eine besonders einfache Konstruktion ergibt sich, wenn, wie im Rahmen
der Erfindung vorgesehen, die Borstenbüschel an mindestens einer vom Träger nach
außen abstehenden schraubenlinienförmigen Rippe befestigt sind.
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In einer praktischen Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß der
Träger aus einem schraubenlinienförmig gebogenen U-Profil besteht, dessen Flansche
nach außen weisend die Rippen bilden. Diese Ausführungsform zeichnet sich durch
eine besondere Stabilität des Trägers und eine einfache Montagemöglichkeit für die
Borstenbüschel aus.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
daß die Borstenbüschel über die Borsten haltende Hülsen am Träger befestigt sind,
wobei die Borsten in den Hülsen durch die Schwenkachsen der Borstenbüschel fixiert
sind.
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Zur Begrenzung der Verschwenkbarkeit der Borstenbüschel, die im Bereich
zwischen 45 und 300 nach jeder Seite betragen kann, kann im Rahmen der Erfindung
vorgesehen sein, daß die Hülsen dem Träger zugekehrte, zu den Borstenbüscheln geneigte
Anschlagflächen aufweisen, die den Verschwenkbereich der Borstenbüschel begrenzen.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus
der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigt: Fig.1
im Achsialschnitt ein Bürstenelement, Fig.2 im Querschnitt die Befestigung eines
Borstenbüschels am Träger und Fig.3 die Befestigung eines Borstenbüschels am Träger
im Achsialschnitt.
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Das in Fig. 1 gezeigte Bürstenelement 1
umfaßt einen
ringförmigen Träger 2 und an diesem befestigte Borstenbüschel 3 und ist zur Rotation
um die Achse x bestimmt. Mehrere solcher Bürstenelemente 1 werden nebeneinander
auf einer Trägerwelle einer Kehrmaschine angeordnet und bilden so Walzenbürsten
mit einer Länge von etwa 4,5 m und einem Durchmesser von etwa 1 m.
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Wie in Fig. 1 angedeutet, sind die einzelnen Borstenbüschel 3 an
schraubenlinienförmig verlaufenden Rippen 4 an der Außenseite des Trägers 2 befestigt.
Die Rippen 4 verlaufen parallel zur in Fig. 1 eingezeichneten Schraubenlinie a.
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In der in Fig. 1 gezeigten praktischen Ausführungsform eines Bürstenelementes
1 besteht der Träger 2 aus einem schraubenlinienförmig gebogenen U-Profil 5, dessen
Flanken 6 die Rippen 4 und dessen Steg 7 den Mantel des ringförmigen Trägers 2 bilden.
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Die Befestigung der Borstenbüschel 3 an den Flanken 6 des U-Profils
5 kann, wie in den Fig. 2 und 3 angedeutet, ausgebildet sein. Die einzelnen Borstenbüschel
3 bestehen aus U-förmig gebogenen Borsten, die an ihrem am Träger 2 befpstiqten
Ende, also dort, wo so abgebogen sind, in einer Hülse 8 aufgenommen und von dieser
gehalten werden. Die Hülse 8 wird von einem Bolzen 9 dúrchsetzt, der verhindert,
daß die einzelnen Borsten aus der Hülse 8 herausrutschen können, wenn das Bürstenelement
als Teil einer Walzenbürste bei Betrieb mit Drehzahlen bis zu 2.500 U/min um die
Achse x umläuft. Diese Art der Befestigung hat also insbesondere bei Borsten aus
Stahldraht besondere Vorteile. Bei Borsten aus Kunststoff genügt es wegen der geringen
Beanspruchung derselben, diese einfach durch Umgießen mit einem härtbaren Kunstharz
in den Hülsen zu fixieren. Freilich können auch Kunststoffborsten in der in den
Fig. 2 und 3 gezeigten Art und Weise in den Hülsen fixiert sein. Zusätzlich können
auch die Hülsen von gemäß den Fig. 2 und 3 fixierten Borsten mit einem härtbaren
Kunstharz ausgegossen werden, um die Borsten zusätzlich zu sichern.
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Wie insbesondere Fig. 3 zeigt, sind die Enden des Bolzens 9 über
die Hülse 8 hinaus verlängert
und sind in den Flanken 6 des U-Profils
5 betestigt.
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Auf diese Weise ist nicht nur eine einfache Befestigung der Borstenbüschel
3 am Träger 2 gewährleistet, sondern die Borstenbüschel können auch um die vom Bolzen
9 gebildete Achse, die im wesentlichen parallel zur Achse x verläuft, verschwenkt
werden. Der Verschwenkbereich kann zwischen 25 und 450 betragen und wird bestimmt
durch die Anordnung von an der Hülse 8 vorgesehenen Anschlagflächen 10 und 10',
die am Ende des Verschwenkbereiches der Borstenbüschel 3 auf der Außenseite des
Steges 7 des U-Profils 5 anschlagen.
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Die in Fig. 1 durch kleine Kreise symbolisierten Befestigungspunkte
11 der Borstenbüschel 3 sind auf mindestens einer Schraubenlinie angeordnet. Im
in Fig. 1 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel wird diese Schraubenlinie a von der
Steigung des U-Profils 5 bestimmt.
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Die auf der Schraubenlinie a liegenden BeEstigungspunkte 11 der Borstenbüschel
3 bzw. die Borstenbüschel selbst sind gegenüber, in Richtung der Achse x benachbarten
Borstenbüscheln 3 bzw. Befestigungspunkten 11 in Umfangsrichtung des Trägers 2,
d.h. in Richtung des Verlaures des U-l'rsfiles 5, versetzt angeordnet. Im in Fig.
1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Befestigungspunkte 11 bzw. die Borstenbüschel
3 so gegeneinander in Umfangsrichtung versetzt, daß die Befestigungspunkte 11 auf
zweiten Schraubenlinien b liegen. Eine dieser zweiten Schraubenlinien b ist in Fig.
1 eingezeichnet, und es ist auch der Steigungswinkel ß in Fig. 1 eingetragen.
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Durch die zuvor beschriebene Anordnung ergibt sich, daß Befestigungspunkte
11 in den Kreuzungspunkten zwischen der ersten Schraubenlinie a und den zweiten
Schraubenlinien b liegen. Die erwähnten Schraubenlinien a und b schließen miteinander
in Achsprojektion den Winkel rvein, der 30 - 850, vorzugsweise 45 - 650, betragen
kann.
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Wie bereits weiter oben angedeutet, wird die Kehrwirkung durch die
besondere Anordnung der Borstenbüschel 3 am Träger 2 bewirkt, wobei man es in der
Hand hat, durch Wahl der Winkel und und somit des Winkels/ die Kehreigenschaften
des erfindungsgemäßen Bürstenelementes den jeweiligen Verhältnissen anzupassen.
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Wie Fig. 3 zeigt, können die die Borstenbüschel 3 am Träger 2 festlegenden
Bolzen 9 auch dazu herangezogen werden, die einzelnen Windungen des U-Profils 5
zu einer starren Einheit zu verbinden. Hierzu erstreckt sich der Bolzen 9 nicht
nur durch Öffnungen in den Flanken 6 des U-Profils, an welchem das Borstenbüschel
3 befestigt ist, sondern auch Öffnungen in den unmittelbar angrenzenden Flanken
6 der benachbarten Windungen des U-Profils 5.
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Dadurch werden jeweils drei benachbarte Windungen des U-Profils 5
an jeder Befestigungsstelle 11 eines Borstenbüschels 3 miteinander fest verbunden.
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Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind die den Verschwenkbereich der Borstenbüschel
3 begrenzenden Anschlagflächen 10 und 10' an von den Befestigungshülsen 8 radial
abstehenden Rippen 13 vorgesehen. Hiebei kann die Anordnung gemäß Fig. 2 auch so
getroffen werden, daß die in Drehrichtung (Pfeil 12) vordere Anschlagfläche 10 senkrecht
zur Achse der Hülse 8 verläuft, wogegen die in Drehrichtung hintere Anschlagfläche
10' unter einem Winkel von beispielsweise 300 zur Achse der Hülse 8 geneigt verläuft.
Durch diese besondere Ausbildung der Anschlagflächen 10 und 10' können die Borstenbüschel
3 beim Auftreffen auf den zu reinigenden Untergrund nach hinten verschwenken, bis
die Anschlagfläche 10' in Anlage an den Steg 7 des U-Profils 5 gelangt. Die in Drehrichtung
vordere Anschlagfläche 10 stellt sicher, daß die Borstenbüschel 3 beim Nachuntenbewegen,
insbesondere bei langsamen Drehzahlen, nicht nach unten kippen und senkrecht auf
den Boden auftreffen. Darüber hinaus verhindern die Anschlagflächen 10, daß die
vom Boden freikommenden Borstenbüschel 3 weit nach oben schwenken.
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Die erfindungsgemäßen Bürstenelemente werden so wie die bekannten
Bürstenelemente auf eine beispielsweise rohrförmige Trägerwelle einer Kehrmaschine
aufgeschoben und zwischen Endflanschen achsial verspannt. Das von einem Antriebsmoirr
abgegebene Drehmoment wird über diese Trägerwelle auf die einzelnen Bürstenelemente
und von diesen an die einzelnen Borsten weitergegeben. Bei den bisher bekannten
Walzenbürsten waren die Borsten als Einzelborsten
oder als Borstenbüschel
auf den Trägerringen starr befestigt, wobei die Borsten bzw. Borstenbüschel radial
zur Drehachse ausgerichtet waren. Diese starre Befestigung der Borsten bzw. Borstenbüschel
ergibt bei verschiedenen Einsatzbedingungen der Kehrgeräte, die ja im Winter und
im Sommer zum Einsatz kommen sollen, große Probleme.
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Dies, weil Borsten, die bei niederen Außentemperaturen, z.B. im Winter,
zum Einsatz kommen, eine andere Elastizität haben müssen als Borsten, die im Sommer
bei höheren Temperaturen verwendet werden. Es ist bis jetzt nicht gelunten, solche
Borsten herzustellen, die für alle zuvor beschriebenen Einsatzbereiche und Temperaturen
(-20 bis + 350 C) gleich gut verwendet werden können.
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Darüber hinaus wird als Borstenmaterial praktisch ausschließlich
Kunststoff verwendet, da Stahlborsten zu leicht brechen und die Luftreifen von auf
den Verkehrsflächen fahrenden Kraftfahrzeugen oder Flugzeugen beschädigt würden.
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Die starre Befestigung hatte also nicht nur den Nachteil zufolge,
daß erhebliche Schwingungen auftreten, sondern machte es auch notwendig, für jeden
Einsatzzweck speziell abgestimmte Borsten zu verwenden.
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Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene gelenkige Befestigung der
Borsten bzw. Borstenbüschel am Träger sind die auf die Borstenbüschel einwirkenden
Kräfte nicht wie bei starr befestigten Borsten zum Zentrum der Drehbewegung gerichtet,
sondern laufen vor diesem vorbei.
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Dadurch ergibt sich auch der Vorteil, daß die einzelnen Borsten nicht
gebogen werden, was erhebliche Vertikalkräfte (bis zu 3 Tonnen) verursachte. Dieses
ständige Biegen und Entspannen der Basten war auch mt dafür verantwortlich, daß
bei den bekannten Walzenbürsten erhebliche Schwingungen auftraten.
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L e e r s e i t e