DE3913390A1 - Einstellvorrichtung fuer bodenpflegegeraete - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einstellvorrichtung
für Bodenpflegegeräte, insbesondere Teppichreinigungs
geräte, in Form eines Bürststaubsaugers mit motorge
triebener Bürstwalze, wobei die Bürstwalze in einem dem
Boden zugewandten Bürstvorsatz mit Laufrollen angeord
net ist und zur Anpassung der Bürstwalze an die vor
liegenden Arbeitsverhältnisse, wie Florhöhe und Bür
stenabnutzung, wenigstens eine Laufrolle höhenein
stellbar zur Verstellung der Bürstwalze zum Boden an
geordnet ist.
Bodenpflegegeräte dieser Art sind zur wirkungsvollen
Pflege von Teppichen bekannt. Es bestehst dabei im Be
reich der Bürstsauger die Unterscheidung, zwischen Ge
räten mit einem Motor, der gleichzeitig saugt und die
Bürste antreibt, und sogenannten Zweimotoren-Geräten.
Es sind bereits derartige Bürstsauger bekannt, bei
denen die Bürstenfunktion elektronisch überwacht wird,
indem der vom Bürstenantriebsmotor aufgenommene Strom
als Meßgröße genutzt wird. Die elektronische Schaltung
zeigt dabei über Anzeigemittel an, ob der Motor mit
Normalbelastung oder mit einer einen vorbestimmten
Grenzwert über- oder unterschreitenden Belastung be
trieben wird. Damit wird angezeigt, ob die Bürstwalze
noch genügend in den Teppichflor eingreift, um eine
effektive Reinigung zu erreichen. Wenn dieses nicht der
Fall war, wurde die Bürste durch manuelles Verstellen
von Laufrollen bzw. der Bürstwalze selbst entsprechend
nachgestellt, um somit wieder eine optimierte Einstel
lung zu erzielen.
Insbesondere im gewerblichen Anwendungsbereich bei der
Reinigung verschiedenartiger Teppiche, muß somit zur
effektiven Reinigung die Höheneinstellung ständig ge
ändert werden. Dieses wird aber in der Praxis nur be
dingt durchgeführt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine selbsttätige Höhen
anpassung der Bürstwalze an die vorliegenden Verhält
nisse mit einem geringen Aufwand zu schaffen, um eine
gute Reinigungswirkung auf verschiedenen Belägen zu
ermöglichen und die Schiebekraft des Gerätes gering zu
halten sowie auch eine Berücksichtigung der Abnutzung
der eingesetzten Bürstwalze zu gewährleisten.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß da
durch, daß zwischen der Bürstwalze und dem Antrieb eine
Einrichtung zur Erfassung eines auftretenden Drehmo
mentes angeordnet und ein Vergleich mit einem einge
stellten Drehmoment für die Arbeitsphase durchführbar
ist und daß ermittelte Abweichungen als Stellsignale
für eine motorische Höheneinstellung der Laufrolle des
Bürstvorsatzes zur Einstellung auf das vorgegebene
Drehmoment der Bürstwalze erzeugbar sind.
Hierdurch ist auf einfache Weise ein gleichbleibendes
Drehmoment an der Bürstwalze mit einer optimierten
Reinigungswirkung einstellbar, wobei die Art des zu
reinigenden Bodens, die Höhe des Teppichflors und der
Grad der Abnutzung der Bürstwalze selbsttätig berück
sichtigt werden. Gleichzeitig wird dadurch die Schie
bekraft bei guter Reinigungswirkung gering gehalten.
Eine einfache Ausgestaltung der Erfindung besteht dar
in, daß zwischen dem Antrieb und der Bürstwalze eine
Feder als Kupplungselement angeordnet ist, die auf das
Drehmoment für die Arbeitsphase abgestimmt ist und
zwischen Bürstwalze und Antrieb korrespondierende Ele
mente in der Art von Steuerscheiben zur Aufnahme von
Steuerbahnen und Kontakten derart angeordnet sind, daß
bei vom eingestellten Drehmoment abweichenden Drehmo
menten eine Verdrehung der Steuerscheiben infolgedessen
eingestellt und Stellsignale zur Höheneinstellung der
Laufrolle erzeugt werden.
Zur Ausbildung der Steuerung wird vorgeschlagen, daß
die Steuerbahnen durch elektrische Kontaktbahnen für
das Anheben und das Absenken auf der einen Steuer
scheibe gebildet sind, denen ein Schleifkontakt auf der
anderen Steuerscheibe zugeordnet ist und zwischen den
Kontaktbahnen in der Stellung für das vorgegebene ein
gestellte Drehmoment keine Kontaktbahn ausgebildet ist.
Zur Überlastungssicherung ist vorgesehen, daß der An
trieb für die Bürstwalze zusätzlich über einen Bolzen
mit der Steuerscheibe gekoppelt ist, wobei der Bolzen
in einer zugeordneten Nut der Steuerscheibe im Bereich
der Verdrehung für die Stellsignale der
Höheneinstellung frei beweglich ist und bei einer
Blockierung der Bürstwalze eine Verdrehung der Steu
erscheibe mit einer Zuordnung korrespondierender elek
trischer Kontakte zur elektrischen Ausschaltung des
Antriebes einstellbar ist.
Um einen einwandfreien Betrieb bei der Inbetriebnahme
zu schaffen, wird vorgeschlagen, daß der elektrischen
Schaltungsanordnung eine Verzögerungsschaltung für die
Einschaltphase des Antriebsmotors vorgeschaltet ist.
Eine günstige Ausgestaltung besteht darin, daß eine zum
Antrieb dienende Riemenscheibe mit ihrer Stirnfläche
gleichzeitig als Steuerscheibe ausgebildet ist.
Zur Absicherung der Anordnung, wird in Ausgestaltung
der Erfindung vorgeschlagen, daß zwischen der Riemen
scheibe und der Bürstwalze eine Rutschkupplung als
Überlastschutz angeordnet ist. Hierbei ist vorgesehen,
daß die Riemenscheibe die Rutschkupplung aufnimmt, wo
bei eine mit der Bürstwalze verbundene Bremstrommel
angeordnet ist und die Riemenscheibe mit Bremsbelägen
verbundene Federn trägt.
Eine einfache Steuerung wird dadurch ermöglicht, daß
die höheneinstellbare Laufrolle über einen elektrischen
Stellmotor unter Zwischenschaltung eines Getriebes
steuerbar ist.
Ferner wird zur Erzielung von schnellen Einstellmög
lichkeiten mit kurzen Stellwegen vorgeschlagen, daß die
höheneinstellbare Laufrolle über einen Exzenter ange
ordnet ist. Alternativ wird vorgeschlagen, daß die hö
heneinstellbare Laufrolle über eine gekröpfte Welle
angeordnet ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfin
dung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Bürstvorsatz in perspektivischer
Darstellung,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung einer Drehmoment-
Erfassungs- und Vergleichseinrichtung mit ei
ner Feder,
Fig. 3 eine Seitenansicht auf eine Riemenscheibe, die
gleichzeitig als Steuerscheibe mit elek
trischen Kontaktbahnen ausgebildet ist,
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer
Einstellvorrichtung mit Rutschkupplung.
Der dargestellte Bürstvorsatz nimmt einen Gebläse
motor 1 auf, der gleichzeitig eine Bürstwalze 2 über
Zahnriemen 3 und 4 antreibt. Der gesamte Bürstvorsatz
ist über zwei hintere Laufrollen 5 und eine vordere
Laufrolle 6 gegenüber dem Boden abgestützt. Die Lauf
rolle 6 ist dabei höhenverstellbar angeordnet, so daß
hierdurch die Bürstwalze 2 mit ihren Borsten ebenfalls
höhenverstellbar angeordnet ist und eine Anpassung an
den zu bearbeitenden Teppichflor durchgeführt wird. Zur
Verstellung der Laufrolle 6 ist ein Stellmotor 7 ange
ordnet, der über ein Getriebe 8 auf die Laufrolle 6
einwirkt. Die Laufrolle 6 ist über einen Exenter 9 ge
lagert, um mit geringen Stellbewegungen eine große Hö
henänderung herbeizuführen.
Zur Anpassung an den zu reinigenden Boden, unter Be
rücksichtigung des Teppichflors, wird das zu übertra
gende Drehmoment an der Bürstwalze 2 konstant gehalten
und dementsprechend eine Verstellung der Laufrolle 6
vorgenommen.
Hierzu wird der vom Gebläsemotor 1 als Antrieb dienende
Zahnriemen 3 über eine Riemenscheibe 10 geführt und die
Antriebsleistung des Motors unter Zwischenschaltung
einer auf das vorgegebene Drehmoment für die Bürstwalze
2 abgestimmte Feder 11 übertragen. Die weitere Über
tragung der Antriebsbewegung erfolgt über eine Steuer
scheibe 12, die mit einer Welle 13 formschlüssig ver
bunden ist und ein Riemenritzel 14 trägt, das wiederum
über einen Riemen 4 die Bürstwalze 2 antreibt. Die
Riemenscheibe 10 bildet auf einer Stirnseite eine
Steuerscheibe 15 mit elektrischen Kontaktbahnen 28 und
29, die zur Erzeugung eines Stellsignales für das Ab
senken und das Anheben der Laufrolle 6 dienen, während
ein unterbrochener Bereich 30 zwischen den Kontakt
bahnen 28, 29 die richtige Einstellung der Laufrolle 6
signalisiert. Hierzu ist der Steuerscheibe 15 die
Steuerscheibe 12 zugeordnet, die einen entsprechenden
Schleifkontakt 16 trägt und den Kontaktbahnen 28 und 29
zugeordnet ist.
Ferner besitzt die Steuerscheibe 15 eine weitere Kon
taktbahn 31, der ein Schleifkontakt 18 der Steuer
scheibe 12 zugeordnet ist, um eine Abschaltung des Ge
bläsemotors 1 bei einer Blockierung der Bürstwalze 2
vorzunehmen. Hierbei ist zusätzlich ein Bolzen 19 an
der Riemenscheibe 10 angeordnet, der in eine Nut 20 der
Steuerscheibe 12 eingreift, wobei die Nut entsprechend
des Verdrehwinkels für die Höheneinstellung bemessen
ist.
Bei Überlast durch Blockierung der Bürstwalze 2 oder
ein zu hohes Drehmoment erfolgt eine Verdrehung der
Steuerscheibe 12 bis zum Anschlag an den Bolzen 19,
wobei sich dann der Schleifkontakt 18 auf der Kontakt
bahn 31 befindet und der Gebläsemotor 1 abgeschaltet
wird. Die Schleifkontakte 16 und 18 stehen mit ent
sprechenden Schleifbahnen 21, 22 in Verbindung und die
Signale werden über entsprechende Kontakte 23, 24 ab
genommen und als Stellsignale entsprechend zu einer
Steuerschaltung geführt.
Wenn das von der Bürste erzeugte Drehmoment durch den
Verschleiß der Borsten immer geringer wird und ein
Nachstellen durch Einziehen der Laufrolle 6 nicht mehr
möglich ist, da diese den Endpunkt erreicht hat, der
Schleifkontakt 18 die Schleifbahn 17 erreicht, wird ein
Signal zum Bürstenwechsel gegeben.
Die eingeschaltete Feder 11 ist auf das zu übertragende
Drehmoment für eine optimierte Arbeitsweise der Bürst
walze 2 abgestimmt und hält somit während der Überein
stimmung mit diesem Drehmoment die Steuerscheiben 12,
15 in einer Zuordnung, daß der Schleifkontakt 16 sich
im Bereich 30 zwischen den Kontaktbahnen 28 und 29 be
findet.
Beim Verdrehen der Steuerscheiben 12, 15 zueinander in
den Bereich der Kontaktbahn 28 ist das abgenommene
Drehmoment an der Bürstwalze 2 zu klein, d.h. die
Bürstwalze 2 muß abgesenkt werden, da sie nicht tief
genug in den Teppichflor eingreift. In diesem Fall wird
über die Kontakbahn 28, den Schleifkontakt 16, die
Schleifbahn 21 und den Kontakt 23 ein Stellsignal für
den Stellmotor 7 erzeugt, der die Laufrolle 6 einfährt
und somit die Bürstwalze 2 abgesenkt wird. Dieser Vor
gang dauert an, bis das vorgegebene Solldrehmoment er
reicht ist und der Schleifkontakt 16 sich wieder im
Bereich 30 zwischen den Kontaktbahnen 28 und 29 befin
det.
Bei einem Wechsel zu einem Teppich mit längerem Flor,
tritt zwangsläufig ein höheres Drehmoment auf, da die
Bürstwalze 2 tiefer in den Teppich einsinkt. Hierbei
werden die zugeordneten Steuerscheiben 12, 15 über die
zwischengeschaltete Feder 11 derart verdreht, daß der
Schleifkontakt 16 sich im Bereich der Kontaktbahn 29
Obefindet und ein entsprechendes Stellsignal für den
Stellmotor 7 zum Ausfahren der Laufrolle 6 erzeugt
wird, so daß die Bürstwalze 2 angehoben wird und das
vorgegebene Solldrehmoment erreicht wird.
In der Praxis kommt es vor, daß sich das Moment an der
Bürstwalze 2 durch eingesaugte Fremdkörper, wie Lappen
und Schnüre, stark erhöht. In diesem Fall verdrehen
sich die Steuerscheiben 12, 15 soweit gegeneinander,
bis der Bolzen 19 am Ende der Nut 20 anschlägt und sich
der Schleifkontakt 18 auf der Schleifbahn 31 befindet
und dadurch der Gebläsemotor 1 abgeschaltet wird.
Damit bei betriebsbedingten kurzzeitigen Drehmoment
veränderungen, die beispielsweise bei Änderungen der
Bewegungsrichtung auftreten, keine Abschaltung das Ge
rät erfolgt, ist in die Steuerung eine Verzögerungs
schaltung integriert, um einen einwandfreien Betrieb zu
gewährleisten.
In dem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist
parallel zur Feder 11 als Kupplungselement eine
Rutschkupplung eingeschaltet. Hierzu sind mit der Rie
menscheibe 10 Federn 24 verbunden, die mit Bremsbelägen
25 versehen sind und das Drehmoment der Bürstenwalze 2
auf eine zugeordnete Bremstrommel 26 übertragen. Die
Vorspannung der Federn 24 ist dabei auf ein Maximal
drehmoment eingestellt.
Hierdurch wird bei extremer Erhöhung des Drehmomentes
oder einer Blockierung erreicht, daß die Bremsbeläge 25
in der Bremstrommel 26 durchrutschen und eine Beschä
digung des Antriebsystemes nicht auftritt.
Claims (11)
1. Einstellvorrichtung für Bodenpflegegeräte, insbe
sondere Teppichreinigungsgeräte, in Form eines
Bürststaubsaugers mit motorbetriebener Bürstwalze,
wobei die Bürstwalze in einem dem Boden zugewandten
Bürstvorsatz mit Laufrollen angeordnet ist und zur
Anpassung der Bürstwalze an die vorliegenden Ar
beitsverhältnisse, wie Florhöhe und Bürstenabnut
zung, wenigstens eine Laufrolle höheneinstellbar
zur Verstellung der Bürstwalze zum Boden angeordnet
ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der
Bürstwalze (2) und dem Antrieb (1) eine Ein
richtung (11) zur Erfassung eines auftretenden
Drehmomentes angeordnet und ein Vergleich mit einem
eingestellten Drehmoment für die Arbeitsphase
durchführbar ist und daß ermittelte Abweichungen
als Stellsignale für eine motorische Höheneinstel
lung der Laufrolle (6) des Bürstvorsatzes zur Ein
stellung auf das vorgegebene Drehmoment der Bürst
walze (2) erzeugbar sind.
2. Einstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß zwischen dem Antrieb (1) und der
Bürstwalze (2) eine Feder (11) als Kupplungselement
angeordnet ist, die auf das Drehmoment für die Ar
beitsphase abgestimmt ist und zwischen Bürst
walze (2) und Antrieb (1) korrespondierende Ele
mente in der Art von Steuerscheiben (12, 15) zur
Aufnahme von Steuerbahnen (17, 28, 29, 31) und Kon
takten (16, 18) derart angeordnet sind, daß bei vom
eingestellten Drehmoment abweichenden Drehmomenten
eine Verdrehung der Steuerscheiben (12, 15) infol
gedessen eingestellt und Stellsignale zur Höhen
einstellung der Laufrolle (6) erzeugt werden.
3. Einstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuerbahnen durch elek
trische Konktaktbahnen (28, 29) für das Anheben und
das Absenken auf der einen Steuerscheibe (15) ge
bildet sind, denen ein Schleifkontakt (16) auf der
anderen Steuerscheibe (12) zugeordnet ist und zwi
schen den Kontaktbahnen (28, 29) in der Stellung für
das vorgegebene eingestellte Drehmoment keine Kon
taktbahn (30) ausgebildet ist.
4. Einstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (1) für
die Bürstwalze (2) zusätzlich über einen Bolzen
(19) mit der Steuerscheibe (12) gekoppelt ist, wo
bei der Bolzen (19) in einer zugeordneten Nut (20)
der Steuerscheibe im Bereich der Verdrehung für die
Stellsignale der Höheneinstellung frei beweglich
ist und bei einer Blockierung der Bürstwalze (2)
eine Verdrehung der Steuerscheibe (12) mit einer
Zuordnung korrespondierender elektrischer Kontakte
(17, 18) zur elektrischen Ausschaltung des Antriebes
(1) einstellbar ist.
5. Einstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrischen
Schaltungsanordnung eine Verzögerungsschaltung für
die Einschaltphase des Antriebsmotors (1) vorge
schaltet ist.
6. Einstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine zum Antrieb
dienende Riemenscheibe (10) mit ihrer Stirnfläche
gleichzeitig als Steuerscheibe (15) ausgebildet
ist.
7. Einstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der
Riemenscheibe (10) und der Bürstwalze (2) eine
Rutschkupplung (24 bis 26) als Überlastschutz an
geordnet ist.
8. Einstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 7, daß die Riemenscheibe (10) die Rutschkupp
lung aufnimmt, wobei eine mit der Bürstwalze (2)
verbundene Bremstrommel (26) angeordnet ist und die
Riemenscheibe (10) mit Bremsbelägen (25) verbundene
Federn (24) trägt.
9. Einstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die höheneinstellbare
Laufrolle (6) über einen elektrischen Stellmotor
(7) unter Zwischenschaltung eines Getriebes (8)
steuerbar ist.
10. Einstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die höhenein
stellbare Laufrolle (6) über einen Exzenter (9)
angeordnet ist.
11. Einstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
höheneinstellbare Laufrolle (6) über eine gekröpfte
Welle angeordnet ist.
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