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Langgestreckt-zylindrischer Bürstenkörper
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aus Kunststoff Die Erfindung betrifft einen langgestreckt-zylindrischen
Bürstenkörper aus Kunststoff, für eine im Rahmen einer Boden- und Teppich-Reinigungsmaschine,
mittels ein# Riementriebes rotierend antreibbare Reinigungsbürste, mit einem aus
verschleißfestem Kunststoffmaterial bestehenden, dreh- und verschiebefest am Bürstenkörper
festgelegten Antriebs#ing, der zwischen radialen Vcrsprüngen des Bürstenkörpers
angeordnet ist.
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Bürstenkörper dieser Art sind allgemein bekannt. Bei solchen Bürstenkörpern
ist der Antriebsring, an dem der Antriebsriemen angreift, aus zwei gleich gestalteten
Hälften zusammengesetzt, die eine zentrale, langlochförmige Aussparung begrenzen,
deren lichter Querschnitt dem Querschnitt eines zwischen zwei radialen Flanschen
des Bürstenkörpers verlaufenden Abschnitt desselben entspricht. Diese beiden Antriebsringhälften
werden zwischen diesen beiden Flanschen an den Bürstenkörper
angesetzt
und miteinander verklebt, wobei einerseits durch den formschlüssigen Eingriff des
nunmehr geschlossenen Antriebsringkörpers mit dem diesen durchsetzenden Abschnitt
des Bürstenkörpers eine drehfeste Verbindung zwischen Bürstenkörper und Antriebsring
erzielt ist und andererseits der Antriebsring durch die radialen Bürstenkörperflansche
gegen Verrückungen in dessen Längsrichtung gesichert ist.
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Das lagerichtige Ansetzen der Antriebsringhälften an den Bürstenkörper
und- deren Verklebung miteinander sind Arbeitsgänge, die den Einsatz von Handarbeit
erfordern und daher sehr lohnintensiv sind, was bei den Herstellungskosten des bekannten
Bürstenkörpers erheblich zu Buche schlägt. Aus der zweiteiligen Ausführung des Antriebsringes
resultiert auch in aller Regel eine erhöhte Verschleißanfälligkeit, sei es dadurch,
daß durch herstellungsbedingte, unvermeidliche Maßtoleranzen der Ringhälften deren
Mantel- oder Stirnflächen nicht genau miteinander fluchten oder dadurch, daß die
Klebestellen nicht sorgfältig genug ausgeführt worden sind und deswegen den langzeitlichen
Betriebsbelastungen nicht standhalten.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Bürstenkörper der eingangs
genannten Art zu schaffen, dessen Antriebsring einfacher herstellbar unx in einem
rasch ausführbaren Arheitsgang belastungssicher am Grundkörper des Bürstenkörpers
festlegbar ist und eine erhöhte Langzeitstandfestigkeit vermittelt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil
des Hauptanspruchs genannten Merkmale gelöst. Hiernach ist der Antriebsring als
ein einstückiger, geschlossener Kunststoffring ausgebildet, der in einem einzigen
- maschinellen - Arbeitsgang herstellbar ist, woraus schon eine erhebliche Vereinfachung
der Herstellung des Bürstenkörpers insgesamt resultiert.
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Dieser Antriebsring ist durch Aufschieben auf einen Ringsitz des zylindrischen
Bürstenkörpers an diesem durch Rastwirkung sowohl kraft- als auch formschlüssig
dreh- und verschiebefest fixierbar, wobei der Antriebsring auf seinem Sitz unter
radialer Vorspannung stehend angeordnet ist und erschütterungsbedingte Relativbewegungen
zwischen dem Antriebsring und dem übrigen Bürstenkörper zuverlässig ausgeschlossen
sind, wodurch insgesamt eine wesentlich erhöhte Verschleißfestigkeit des erfindungsgemäßen
Bürstenkörpers resultiert.
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Durch gemäß den Ansprüchen 2 bis 4 vorgesehene und angeordnete Ausgleichsrippen
des Antriebsringes, die sich gegebenenfalls in das etwas nachgiebigere Kunststoff-#
material eingraben können, aus dem das Bürstenkörperteil besteht, auf das der Antriebsring,
unter radialer Aufweitung, aufgeschoben werden kann, wird die kraftformschlüssig
verdrehfeste Fixierung des Ringes und dessen Sicherung gegen axiale Verschiebungen
zusätzlich verbessert.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 5 ist eine diesbezüglich günstige
Dimensionierung der Ausgleichsrippen angegeben.
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Die gemäß Anspruch 6 vorgesehene spezielle Gestaltung des Antriebsringes
und des Bürstenkörpers ergibt eine sichere seitliche Führung für einen als Zahnriemen
ausgebildeten, mit einer Zahnung des Antriebsringes in kämmendem Eingriff stehenden
Treibriemen.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 7 ist eine vorteilhafte Gestaltung
eines Fadenabweisers für diejenige Stirnseite des Bürstenkörpers angegeben, von
der aus der Antriebsring auf seinen Ringsitz aufschiebbar ist.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 8 sind die für die Herstellung des
Bürstenkörpers und seines Antriebsringes erfindungsgemäß bevorzugten Materialien
und Herstellungsverfahren angegeben.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung eines speziellen Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.
Es zeigen: Fig. 1 eine teilweise abgebrochene, teilweise im Längsschnitt dargestellte
Ansicht eines erfindungsgemäßen Bürstenkörpers, etwa im Maßstab 1,5 : 1, Fig. 2
Einzelheiten des in der Fig. 1 umrandeten Detailbereichs II des Bürstenkörpers,
iminiM#s# 10 : 1, und Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 1.
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Der in der Fig. 1, auf deren Einzelheiten ausdrücklich verwiesen sei,
dargestellte, erfindungsgemäße Bürstenkörper 10 für eine im Rahmen einer nicht dargestellten
Teppich-Reinlgungsmaschine rotierend angetriebene Reinigungsbürste hat die Grundform
eines langgestreckten,
kreiszylindrischen Stabes, dessen zwischen
seinen Endstirnflächen 11 und 12 gemessene Länge L etwa 12 bis 15 Mal größer ist
als der auf den weitaus größten Teil der Länge des Bürstenkörpers 10 maßgebliche
Wert des Durchmessers d seines Grundkörpers 13. Beim dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel,
das typische Dimensionen eines erfindungsgemäßen Bürstenkörpers 10 repräsentiert,
beträgt dessen Länge L 258 mm und sein Grundkörperdurchmesser d hat einen Wert von
20 mm.
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Bezüglich des Borstenbesatzes der Bürste, für die der Bürstenkörper
10 bestimmt ist, sei angenommen, daß die Borstenbündel 14, wie lediglich im linken
Teil der Flel. 1 gestrichelt angedeutet, in zwei, in Umfangsrichtung des Bürstenkörpers
10 gesehen um 1800 gegeneinander versetzten Reihen 16 und 17 angeordnet sind, die
rlit schraubenlinienförmigem Verlauf um die zentrale Lar.ysachse 18 des Bürstenkörpers
10 in je einer halben 1800 )-Windung im Uhrzeigersinn und einer halben Windung im
Gegenuhrzeigersinn verlaufen.
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Zur drehbaren Lagerung des Bürstenkörpers 10 am Gehäuse der Bodenreinigungsmaschine
bestimmte Lagerstifte 18 sitzen fest in zentralen, axialen Bohrungen bzw. Aussparungen
19 des Bürstenkörpers 10, die zu den freien Enden desselben hin eine topfförmige
Erweiterung 21 haben, die zur Aufnahme von gehäusefesten Lagerschalen dienen, die
ihrerseits die freien Endabschnitte der Lagerstifte 18 aufnehmende Lagerbohrungen
haben.
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Der Bürstenkörper 10 ist an seinen beiden lagerseitigeti Endabschnitten
mit sogenannten Fadenabweisern 22 und 23 versehen, durch deren bezüglich der Längsachse
18 des
Bürstenkörpers 10 geneigte, zu den Bürstenkörperenden hin
ansteigende konische Leitflächen 24 wirksam verhindert wird, daß von den endständigen
Borstenbündeln 14 aufgenommene Fäden oder Haare sich in den Lagerungsbereichen ansammeln
und verfangen und dadurch zu einer Schwergängigkeit der Bürste und im Extremfall
zu einer Beschädigung der Bürstenlager führen können.
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Die Anordnung und Gestaltung der Fadenabweiser 22 und 23 ist in allen
funktionswesentlichen Einzelheiten aus der maßstäblichen Darstellung der Fig. 1
ersichtlich.
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In einem etwa 1/3 der Länge L des Bürstenkörpers 10 betragenden Abstand
von dessen einem, gemäß Fig. 1 rechten Ende hat der Bürstenkörper 10 einen ringflanschförmig
ausgebildeten Sitz 26 für einen auf diesem Sitz drehfest angeordneten Antriebsring
27, der als Mitnahmering eines im übrigen nicht näher dargestellten Zahnriementriebes
fungiert, der den rotierenden Antrieb der Reinigungsbürste vermittelt. Der den Ringsitz
26 bildende, flanschförmige Bereich des Bürstenkörpers 10 hat einen größeren Durchmesser
D als der Grundkörper 13.
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Beim dargestellten speziellen Ausführungsbeispiel beträgt der Sitzdurchmesser
25 mm mit einer Toleranz von 0,1 mm. Zur weiteren Erläuterung des Bürstenkörpers
10 sei nunmehr auch auf die Fig. 2 und 3 Bezug genommen, in denen Gestaltungseinzelhei##n
des Ringsitzes 26 und des Antriebsringes 27 des Bürstenkörpers 10 dargestellt sind:
Die zylindrische Mantelfläche 28 des Ringsitzes 26 hat beim dargestellten speziellen
Ausführungsbeispiel eine in Richtung der Längsachse 18 gemessene Breite b
von
8 mm. Der Ringsitz 26 ist gegen den gemäß Fig. 1 sich nach links anschließenden
Teil des Grundkörpers 13 des Bürstenkörpers 10 durch einen radialen Flansch 29 abgesetzt,
dessen Außendurchmesser DA etwas grober ist als der Kopfkreisdurchmesser DK einer
Außenzahnut 32 des Antriebsringes 27, mit der eine komplementäre Zahnung des Antriebsriemens
kämmt. Gegen den sich gel 3 Fig. 1 nach rechts an den Ringsitz 26 anschließenden
Teil des Grundkörpers 23 des Brüstenkörpers 10 ist ar Ringsitz 26 durch eine insgesamt
mit 32 bezeichnete Rastrippe abgesetzt, die mit einer konischen Fasenfläche 33,
die unter etwa 600 zur Längsachse 18 des Bürstenkörpers 10 geneigt verläuft, an
die zylindrische Mantelfläche 28 des Ringsitzes 26 anschließt. Der sich an diese
Fasenfläche 33 anschließende, zylindrische mittlere Bereich 34 der Rastrippe 32,
dessen in Richtung der Längsachse 18 gemessene Breite ca. 1,5 mm beträgt, hat einen
Durchmesser Dr von 25,4 mm, der somit unter Berücksichtigung angemessener Fertigungstoleranzen
des Bürstenkörpers 10 und des Antriebsrinles 27 um 0,4 + 0,2 mm größer ist als der
Durchmesser D ss Ringsitzes 26. Auf dem zylindrischen Mittelbereich 34 der Rastrippe
32 folgt, gemäß Fig. 2 nach rechts hin, eine zweite, um ca. 300 gegen die Längsachse
18 des Bürstenkörpers geneigte konische Fase 36, deren mittlerer Durchmesser D des
Ringsitzes 26 entspricht. Ein sich an die zweite konische Fase 36 anschließender,
in der Darstellung der Fig. 2 ringscheibenförmiger Fortsatz 37, dessen Durchmesser
DF beim dargestellten speziellen Ausführungsbeispiel 24,5 mm beträgt und demjenigen
eines Endflansches 38 des Grundkörpers 23 entspricht, vermittelt schließlich einen
stufenförmigen Anschluß an den mit diesem Endflansch 38 versehenen Grundkörperteil.
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Der Antriebsring 27 ist als eine zylindrische Hülse ausgebildet, die
unter geringfügiger elastischer Aufweitung, gemäß den Fig. 1 und 2 von rechts her
über die Rastrippe 32 hinweg in ihre dargestellte Gebrauchslage geschoben werden
kann, in der sie, zwischen dem radialen Flansch 29 und der Rastrippe 32 eingerastet
und durch die Abstützung ihrer schmalen Ringstirnfläche 39 an dem radialen Flansch
29 sowie durch Abstützung an der konischen Fasenfläche 33 der Rastrippe 32 gegen
axiale Verrückungen formschlüssig gesichert ist. Damit der Antriebsring 37 trotz
seiner in sich geschlossenen, einstückigen Gestaltung gemäß Fig. 1 von rechts her
auf den Ringsitz 26 aufgeschoben werden kann, ist der ein Fadenabweiser 23 als ein
separates Kunststoff- oder Metallteil ausgebildet, das auf den Endabschnitt des
Bürstenkörpers 10 aufsteckbar ist und in ähnlicher Weise wie der Antriebsring 26
durch Einrasten zwischen einer flachen Rastrippe 41 und Abstützung an dem - niedrigen
-Endflansch 38 gegen axiale Verrsckungen formschlüssig und gegen Verrückungen in
Umfangsrichtung des Bürstenkörpers 10 reibungsschlüssig gehalten ist.
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Zur verdrehfesten Fixierung des Antriebsringes 34 auf seinem Sitz
26 sind insbesondere die folgenden Maßnahmen geeignet, die alternativ oder in ihren
möglichen Kombinationen realisiert sein können: Der Antriebsring 27 ist mit einer
von seiner inneren zylindrischen Nantelfläche radial abstehenden Feder 41 versehen,
die mit einer Nut 42 des Bürstenkörpers 10, die sich über die Breite des Ringsitzes
26 erstreckt und sich über die Rastrippe hinweg fortsetzt, in formschlüssigem Eingriff
steht. Die rechtwinklig zu ihrer
Längsrichtung gemessene Wanddicke
der Feder beträgt beim dargestellten Ausführungsbeispiel ca. 2 mm, ihre radiale
Höhe ca. 1,3 mm. An den parallel zueinander verlaufenden Längsflächen der Feder
41 sind seitlich abstehende, im Querschnitt dreieckförmige oder flach gewölbte Ausgleichsrippen
43 vorgesehen, die, ungeachtet unvermeidbarer Fertigungstoleranzen, eine satte Abstützung
der Feder an den Nutwangen gewährleisten und sich gegebenenfalls etwas in diese
eingraben können.
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Der Antriebsring 27 ist so ausgebildet, daß er in seiner zwischen
der Rastrippe 32 und dem radialen Flansch 21 eingerasteten Sollage unter Vorspannung
steht und dadurch in radialer Richtung fest an die Sitzfläche 28 angepreßt ist,
um durch eine hieraus resultierende kraft-bzw. reibungsschlüssige Verbindung zwischen
Antriebsrii#.# 27 und Bürstenkörper 10 eine zusätzliche Sicherung n Relativbewegungen
zu erreichen. Hierzu kann der Antriebsring so ausgebildet sein, daß er im entspannten
Zustand einen geringfügig kleineren Innendurchmesseaufweist als der Ringsitz 26,
z.B. einen Durchmesser von 24,8 mm. Der Antriebsring 27 kann auch so ausgebildet
sein, daß das Sollmaß seines Innendurchmessers Dl demjenigen des Ringsitzes 26 entspricht,
und daß an der Innenseite, wie am besten aus der Fig. 3 ersichtlich, Ausgleichsrippen
44 vorgesehen sind, die sich gegebenenfalls etwas in das Material des Bürstenkörpers
10 eingraben können. Die radiale Höhe solcher Ausgleichsrip#en 44 ist mit 0,2 mm
etwas größer als die Summe der Fertigungstoleranzen von Antriebsring 27 und Bürstenkörpe#
10, gesehen in radialer Richtung. Die Ausgleichsrippen 44 sind bezüglich der radialen
Mittelebene 46 synmietrisc
angeordnet und auch bezüglich der zentralen
Längsachse des Antriebsringes 27, die in dessen Gebrauchslage mit der Längsachse
18 des Bürstenkörpers 10 zusammenfällt, axialsymmetrisch gruppiert und in gleichen
Winkelabständen voneinander angeordnet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind
vier, im Querschnitt stumpfwinklig dreieckige Ausgleichsrippen 44 vorgesehen, der
Basisbreite ca. 1 mm beträgt. Der Innendurchmesser L des Antriebsringes 27 ist gleich
dem Durchmesser des Ringsitzes 26 des Bürstenkörpers 10 Der Fußkreisdurchmesser
DG der Zahnung 31 des Antriebsringes 27 beträgt ca. 29,5 mm und damit die radiale
Mindestdicke des Hülsenmantels 2,25 mm. Der Kopfkreisdurchmesser DK der Zahnung
31 des Antriebsringes 27 ist mit 31,5 um ca. 2 mm kleiner als der Außendurchmesser
des radialen Flansches 29 des Bürstenkörpers und eines diesem gegenüberliegend angeorcneten
radialen Ringflansches 46 des Antrlebsringes, der eine Dicke von ca. 2 mm hat. Die
zwischen den beiden Flanschen 29 und 46 gemessene Breite der die Außenzahnung 31
tragenden Antriebsringfläche beträgt 6 mm.
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Zwischen der inneren Mantelfläche 47 des Antriebsringkörpers und der
äußeren Ringstirnfläche 48 seines Ringflansches 46 vermittelt eine schmale konische
Fase 49, der Neigung derjenigen der zur Abstützung ausgenutzten Fase 33 der Rastrippe
32 entspricht. Durch diese schmale Fase 49 des Antriebsringes 27, der beim überqueren
der Rastrippe 32 unter hoher elastischer Vorspannung steht, wird das Einrasten des
Antriebsringes 27 in seine dargestellte Solllage begnstigt.
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Um den Bürstenkörper 10 mit den angegebenen Abmessungen mit engen
Fertigungstoleranzen und mit gleichmäßig glatten Oberflächen herstellen zu können,
ist dieser in kombinierter
Spritzguß- und Schäumtechnik aus einem
Acrylnitril-Butadien-Styrol(ABS-)-Material hergestellt. D#: gemäß der Fig. i linksseitige
Fadenabweiser 22 Ist, 10 Unterschied zu dem zweiten Fadenabweiser 23 einstückig
mit dem Bürstenkörper 10 ausgeführt.
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Der Antriebsring 27 ist als Spritzgußteil ausgebildet und besteht
aus einem hochfesten Poly-Oxy-Methylen(POìl) Material, das die für den bestimmungsgemäßen
Gebraucto des Antriebsringes 37 erforderliche Abriebfestigkeit hat und auch hinreichend
elastisch ist, daß der Antriebsring ohne Gefahr einer Beschädigung in der vorstehend
ausführlich geschilderten Weise am Bürstenkörper 10 festgelegt werden kann.
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