DE4140641A1 - Bodenreinigungsmaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Boden­ reinigungsmaschine, insbesondere Scheuer- oder Poliermaschine mit einem Fahrgestell und min­ destens einer hieran horizontal aufgehängten, um ihre Längsachse rotierend angetriebenen Walzenbürste. Gemäß einem alternativen Vor­ schlag betrifft sie eine Bodenreinigunsma­ schine, insbesondere Scheuer- oder Polierma­ schine mit einem Fahrgestell und mindestens einer hieran aufgehängten Reinigunseinheit, welche mindestens zwei um ihre horizontal aus­ gerichteten Längsachsen rotierbare Umlenkwal­ zen und ein um diese umlaufendes Reinigungs­ band umfaßt, wobei mindestens eine der Umlenk­ walzen rotierend angetrieben ist.

Derartige Bodenreinigungsmaschinen sind im Stand der Technik bekannt und im Einsatz. Sie dienen der nassen bzw. trockenen Reinigung von Fußböden, insbesondere in Hallen, Büroräumen, Geschäften, aber auch im Freien. Je nach der Größe der Bodenreinigungsmaschine erfolgt der Antrieb der Walzenbürste(n) bzw. der Umlenk­ walze(n), um welche das Reinigungsband um­ läuft, mittels eines Antriebsmotors oder aber mittels einer mechanischen Koppelung mit den Rädern des Fahrgestells, insbesondere unter Verwendung eines Riementriebes. Der An­ triebsmotor für die Walzenbürste(n) bzw. die Umlenkwalze(n) kann über ein Kabel aus dem Stromnetz oder aber über eine bordeigene Ener­ gieversorgung, insbesondere in Form von Akku­ mulatoren gespeist werden. Je nach dem Bedie­ nungskomfort werden größere Maschinen dabei von der Bedienperson geschoben oder besitzen einen Fahrantrieb; im zweitgenannten Fall kann die Bodenreinigungsmaschine als Selbstfahrer ausgebildet sein.

Bei den bekannten Bodenreinigungsmaschinen, insbesondere Poliermaschinen besteht die Ge­ fahr, daß der zu reinigende Boden verbrennt, wenn die Maschine zulange an einer Stelle ver­ weilt. Denn die bei längerem Einwirken der Walzenbürste(n) bzw. der Reinigungsbänder durch die Reibung der Borsten bzw. Pads auf dem Boden erzeugte Wärme läßt insbesondere be­ stimmte Kunststoffböden schmelzen. An diesen Stellen entstehen auf dem Fußboden Streifen. Die durch die lokale Verbrennung von Böden verursachten Schäden sind nahezu irreparabel. Zudem ist die Reinigungsleistung bei festsit­ zendem Schmutz häufig nicht zufriedenstellend.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Bodenreinigungsmaschine zu schaffen, bei welcher die Gefahr, daß der zu reinigende Boden bei Unterbrechung der Fortbewegung des Fahrzeuges verbrennt, redu­ ziert wird. Dabei soll gleichzeitig die Reini­ gungswirkung positiv beeinflußt werden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei Reinigungsmaschinen mit Walzenbürsten dadurch gelöst, daß die Walzenbürste(n) eine ihre Ro­ tation überlagernde oszillierende Bewegung in horizontaler Richtung ausführt (ausführen). Indem die Überlagerung der Rotation der Bürste mit ihrer oszillierenden Bewegung in horizon­ taler Richtung dazu führt, daß sich sowohl der Ort der Einwirkung der einzelnen Borsten auf den Boden als auch die Richtung ihrer Bewegung über ihm ständig ändert, wird die Gefahr, daß der Boden verbrannt wird, wenn die Bodenreini­ gungsmaschine angehalten wird, beträchtlich reduziert. Denn das Verbrennen des Bodens bei herkömmlichen Maschinen ist insbesondere da­ durch verursacht, daß immer dieselben Borsten in hoher Frequenz nacheinander in der selben Richtung über dieselbe Stelle des Bodens be­ wegt werden. Hierdurch wird der Boden lokal, streifenweise, in Umfangsrichtung der Walzen­ bürste überhitzt.

Als weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Bo­ denreinigungsmaschine ergibt sich insbesondere bei Scheuermaschinen eine gegenüber herkömmli­ chen Maschinen höhere Reinigungsleistung in­ folge der stets wechselnden Angriffsrichtung der Borsten gegen den auf dem Boden haftenden Schmutz. Diese höhere Reinigungsleistung der erfindungsgemäßen Scheuermaschinen gegenüber solchen nach dem Stand der Technik führt dazu, daß bei erfindungsgemäßen Bodenreinigungsma­ schinen der Anpreßdruck der Walzenbürste auf den Boden reduziert werden kann, was wiederum die Verringerung der zum Antrieb der Walzen­ bürste erforderlichen Leistung ermöglicht. So­ mit ergibt sich bei netzunabhängigen Maschinen in besonders vorteilhafter Weise eine längere Betriebsdauer mit einer Akkumulator-Füllung als bei herkömmlichen Maschinen.

Des weiteren ergibt sich als Vorteil der erfin­ dungsgemäßen Bodenreinigungsmaschine, daß die Grenzen der bearbeiteten Fläche sich nicht als scharfer Rand auf dem Boden abzeichnen. Denn die Grenzen des bearbeiteten Streifens sind entsprechend der Amplitude der oszillierenden Bewegung der Walzenbürste "ausgefranst"; die Intensität der Bodenbearbeitung nimmt inner­ halb eines schmalen Randstreifens, dessen Breite der Amplitude der oszillierenden Bewe­ gung entspricht, ab. Hierdurch wird die bei herkömmlichen Maschinen zu beobachtende Strei­ fenbildung auf dem Boden unterdrückt.

Besonders bevorzugt sind die Walzenbürsten so am Fahrgestell aufgehängt, daß ihre Rotations­ achsen quer zur Arbeitsrichtung der Maschine verlaufen, wobei die Richtung der oszillieren­ den Bewegung ebenfalls quer zur Arbeitsrich­ tung der Maschine, in axialer Richtung der Walzenbürsten verläuft. Allerdings können die Walzenbürsten auch schräg zur Arbeitsrichtung der Maschine angeordnet sein, und die Richtung der oszillierenden Bewegung kann mit der Axialrichtung der Walzenbürsten einen Winkel einschließen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn mindestens zwei Walzenbürsten vorgesehen sind, welche ge­ genläufig zueinander oszillieren. Bei einer derartigen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bodenreinigungsmaschine ergibt sich ein Mas­ senausgleich, welcher ein Vibrieren der Ma­ schine unterdrückt. Werden jeweils zwei Wal­ zenbürsten um dieselbe Achse rotierend ange­ ordnet, so ergibt sich zusätzlich ein Momen­ tenausgleich, welcher ein Schlingern der Ma­ schine um ihre Hochachse unterdrückt.

Die vorteilhaften Wirkungen der erfindungsge­ mäßen Bodenreinigungsmaschine sind besonders ausgeprägt, wenn die maximale Geschwindigkeit der oszillierenden Horizontalbewegung der Walzenbürsten im wesentlichen der Umfangsgeschwindigkeit der Borstenenden ent­ spricht. In diesem Falle verändert sich die Bewegungsrichtung der Borsten auf dem Boden innerhalb eines Winkelbereiches von 90°, näm­ lich jeweils 45° schräg zur Umfangsrichtung. Sowohl ein besonders wirksames Entfernen von Schmutz mit Scheuermaschinen als auch ein vollkommen streifenfreies Polieren mit Polier­ maschinen ergibt sich bei einer derartigen Ge­ staltung.

Der Antrieb, welcher die Walzenbürsten in os­ zillierende Bewegungen versetzt, kann auf ver­ schiedene Weise realisiert werden. Insbeson­ dere bei kleinen Maschinen ist es zweckmäßig, die oszillierende Bewegung der Bürsten mecha­ nisch an deren Rotation zu koppeln, da in die­ sem Falle ein eigener Antriebsmotor für die oszillierende Bewegung nicht erforderlich ist; bei größeren Maschinen ist es umgekehrt vor­ teilhaft, für die oszillierende Bewegung und die Rotation der Bürsten getrennte Antriebsmo­ toren vorzusehen, weil sich dann die beiden Bewegungen unabhängig voneinander zur Anpas­ sung an den zu reinigenden Boden, dem Ver­ schmutzungsgrad und dgl. verändern lassen. Im erstgenannten Fall ist bei einer bevorzugten Ausführungsform mit jeder Walzenbürste minde­ stens eine Nockenscheibe mit Axialnocken ver­ bunden, welche auf einem am Fahrgestell fest angeordneten Gegennocken abläuft. Dies stellt eine besonders einfache und robuste technische Realisierung dar. Besonders zweckmäßig ist es dabei, an jeder Walzenbürste zwei Nockenschei­ ben mit kongruenten Nockenbahnen anzuordnen, welche zwischen zwei festen Gegennocken die oszillierende Bewegung der Walzenbürsten zwangsweise steuern. Selbstverständlich kann die Anordnung von Nockenscheibe und Gegen­ nocken an Walzenbürste und Fahrgestell auch umgekehrt sein.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung des An­ triebs der Walzenbürsten für ihre oszillie­ rende Bewegung besteht darin, Exzenterantriebe oder Kurbelantriebe vorzusehen. Diese können im Sinne der vorstehenden Unterteilung entwe­ der von gesonderten Motoren angetrieben wer­ den, oder aber sie sind an den Antriebsmotor für die Rotation der Bürsten mechanisch gekop­ pelt. In beiden Fällen können die Exzenter bzw. Kurbeln beispielsweise über Pleuel auf jeweils einen die Walzenbürsten aufnehmenden, mit diesen oszillierenden, im Fahrgestell in Horizontalführungen geführten Rahmen wirken zu lassen. Besonders zweckmäßig ist es jedoch, die Walzenbürsten drehfest, aber axial ver­ schieblich auf Bürstenwellen zu lagern, welche ihrerseits drehbar, aber axial fest in dem Fahrgestell gelagert sind. Denn auf diese Weise lassen sich die oszillierenden Massen minimieren.

Neben mechanischen Oszillationsantrieben kom­ men auch andere Antriebe zur Erzeugung der os­ zillierenden Bewegung der Walzenbürsten in Be­ tracht, insbesondere ein elektromagnetischer Schwingungserreger.

Unter entsprechender Anwendung der vorstehen­ den Überlegungen wird die genannte Aufgabe bei Bodenreinigungsmaschinen mit ein um Umlenkwal­ zen umlaufendes Reinigungsband umfassenden Reinigungseinheiten, dadurch gelöst, daß die Reinigungseinheit(en) eine oszillierende Bewe­ gung in horizontaler Richtung ausführt (ausführen). Die vorstehend geschilderten Vor­ teile, welche sich im Hinblick auf die Reini­ gungswirkung der Borsten von Walzenbürsten er­ geben, gelten entsprechend für die umlaufenden Pads und Borsten von Reinigungsbändern. Die in den Unteransprüchen mit Bezug auf Anspruch 1 angegebenen Merkmale lassen sich auf die Bo­ denreinigungsmaschine gemäß Anspruch 12 ent­ sprechend übertragen und führen auch hier zu vorteilhaften Ausgestaltungen mit den gleichen Vorteilen, wie sie sich bei Walzenbürsten auf­ weisenden Bodenreinigungsmaschinen ergeben.

Zweckmäßigerweise ist bei derartigen Bodenrei­ nigungsmaschinen die gesamte Reinigungseinheit oszillierbar am Fahrgestell aufgehängt. Dazu wird ein Rahmen, in welchem die Umlenkwalzen gelagert sind, in horizontalen, querverlaufen­ den Führungen im Fahrgestell geführt. Zur Vermeidung umfangreicher Übertragungsmittel für die Antriebskraft zum Antrieb der Umlenk­ walze(n) ist dabei bevorzugt auf jedem Rahmen ein eigener Antriebsmotor vorgesehen, welcher die oszillierenden Bewegungen des Rahmens der Reinigungseinheit mitmacht.

Um die Reinigungsleistung von beiden vorste­ hend beschriebenen erfindungsgemäßen Bodenrei­ nigungsmaschinen weiter zu erhöhen, können die Reinigungseinheiten bzw. die Walzenbürsten zu­ sätzlich eine oszillierende Schwenkbewegung um eine vertikale Schwenkachse ausführen. Bei derartig ausgestalteten Maschinen ist zweck­ mäßigerweise für jede Bürste bzw. Reinigungs­ einheit ein Schwenklager mit vertikaler Schwenkachse vorgesehen, welches in einer Horizontalführung verschieblich im Fahrgestell gelagert ist. Schwenkbewegung und horizontale translatorische Bewegung werden zweckmäßiger­ weise miteinander gekoppelt, indem beide Bewe­ gungen von demselben Antrieb erzwungen werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Draufsicht auf eine als Polierma­ schine ausgestaltete erfindungsgemäße Bodenreinigungsmaschine mit zwei Walzenbürsten bei abgenommener Verkleidung und

Fig. 2 die Draufsicht auf eine Bodenreini­ gungsmaschine nach der Erfindung mit zwei je­ weils zwei Umlenkwalzen und ein umlaufendes Pad umfassenden Reinigungseinheiten.

Die Bodenreinigungsmaschine gemäß Fig. 1 ist auf einer Grundplatte 1 aufgebaut. An deren Unterseite sind drei Räder angeordnet. Dabei ist das vordere Rad 2 in fest an der Grund­ platte montierten Lagerböcken 3 gelagert; die beiden hinteren Räder 4 sind demgegenüber in Lenkböcken 5 gelagert, welche um eine verti­ kale Achse 6 schwenkbar an der Grundplatte an­ gelenkt sind.

Auf der Oberseite der Grundplatte 1 sind zwei Lagerböcke 7 aufgebaut, in welchen die gemein­ same Bürstenwelle 8 der beiden Walzenbürsten 9 drehbar, axial fest gelagert ist. Für den Durchtritt der oben auf der Grundplatte 1 ge­ lagerten Walzenbürsten 9 durch die Grundplatte hindurch nach unten ist in dieser ein recht­ eckiger Ausschnitt 10 vorgesehen.

Zum Antrieb der Walzenbürsten 9 ist auf der Grundplatte ein Elektromotor 11 aufgebaut. Die zu seinem Betrieb notwendige Energie wird von drei Akkumulatoren 12, welche ebenfalls auf der Grundplatte aufgebaut sind, bereitge­ stellt. An den Antrieb des Elektromotors 11 ist die Antriebswelle 13 gekoppelt, welche in den beiden auf der Grundplatte aufgebauten La­ gerböcken 14 gelagert ist. Die Antriebswelle 13 ist mit der Bürstenwelle 8 über einen Rie­ mentrieb gekoppelt, welcher einen Zahnriemen 15 umfaßt, welcher um eine mit der Antriebs­ welle 13 und eine mit der Bürstenwelle 8 fest verbundene Riemenscheibe umläuft. Die Walzen­ bürsten 9 sind mit der Bürstenwelle 8 dreh­ fest, aber axial verschieblich verbunden, zu welchem Zweck die Bürstenwelle einerseits und die Kerne der Walzenbürsten andererseits je­ weils miteinander korrespondierende Vielnut­ profile aufweisen.

Mit den inneren Stirnflächen der Walzenbürsten 9 ist je ein Kulissenring 16 fest verbunden. In die umlaufende Nut jedes der Kulissenringe greift über dessen halbem Umfang ein Gabelele­ ment 17 ein, an welchem eine Pleuelstange 18 um eine horizontale Achse schwenkbar angelenkt ist. Das andere Ende jeder Pleuelstange 18 ist an einem Kurbelzapfen einer Kurbelwelle 19 an­ gelenkt. Die Kurbelwelle selbst ist in zwei auf der Grundplatte 1 aufgebauten Lagerböcken 20 gelagert, und zwar so hoch über der Bür­ stenwelle 8, daß die beiden Kulissenringe 16 unter der Kurbelwelle Platz finden, wenn die beiden Walzenbürsten sich in ihrer am weite­ sten innenliegenden Position befinden. Die Kurbelwelle 19 wird über ein Kegelradgetriebe 21 von der Antriebswelle 13 angetrieben, so daß die Kurbelwelle und die Antriebswelle ein festes Drehzahlverhältnis zueinander besitzen. Die Kurbelzapfen der Kurbelwelle 19 sind be­ züglich einander um 180° versetzt angeordnet, so daß die beiden Walzenbürsten 9 in bezüglich einander entgegengesetzten, oszillierenden Be­ wegungen auf der Bürstenwelle 8 verschoben werden.

Die in Fig. 2 dargestellte Bodenreinigungsma­ schine unterscheidet sich von derjenigen ge­ mäß Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß an­ stelle von zwei Walzenbürsten zwei Reinigungs­ einheiten 22 vorgesehen sind, von denen jede zwei Umlenkwalzen 23, 24 und ein um diese um­ laufendes Reinigungsband 25 umfaßt. Die hinte­ ren Umlenkwalzen 23 sind dabei drehfest, aber axial verschieblich auf der hinteren Umlenk­ walzenwelle 26 geführt, wie es im Zusammenhang mit den Walzenbürsten gemäß Fig. 1 beschrieben wurde; die hinteren Umlenkwalzen 23 werden so­ mit von dem Antriebsmotor 11 angetrieben. Auch sind mit ihnen die Kulissenringe 16 fest ver­ bunden, wie es im Zusammenhang mit Fig. 1 be­ schrieben wurde.

Die vorderen Umlenkwalzen 24 sind dreh- und axialverschieblich auf der gemeinsamen vorde­ ren Umlenkwalzenwelle 27 gelagert. Sie besit­ zen die gleichen Abmessungen wie die hinteren Umlenkwalzen 23. Mit diesen sind sie jeweils über eine Koppelstange 28 in der Weise verbun­ den, daß sie der Bewegung der hinteren Umlenk­ walzen in deren axialer Richtung folgen. Die Enden jeder Koppelstange 28 sind zu diesem Zweck auf den Außenring von Wälzlagern aufge­ setzt, deren Innenring fest mit der äußeren Stirnseite der jeweiligen Umlenkwalze verbun­ den ist.

Der Ausschnitt 10 in der Grundplatte 1 ist entsprechend der größeren Abmessung der Reini­ gungseinheiten 22 vergrößert. Ein Vorsprung trägt dabei den vorderen Lagerbock 20 der Kur­ belwelle 19 sowie den mittleren Lagerbock 29 für die vordere Umlenkwalzenwelle 27. Die En­ den der vorderen Umlenkwalzenwelle 27 sind in den beiden äußeren Lagerböcken 30 gelagert.

Das Reinigungsband 25, von dem das obere Trum zur Verdeutlichung des Aufbaus der Reinigungs­ einheiten bei der rechten Reinigungseinheit weggelassen worden ist, ist als im Stand der Technik bekanntes Pad ausgestaltet.

Im übrigen entspricht der Aufbau der Bodenrei­ nigungsmaschine gemäß Fig. 2 demjenigen der in Fig. 1 dargestellten Maschine, so daß auf die entsprechenden Ausführungen und Erläuterungen verwiesen werden kann.

Claims (13)

1. Bodenreinigungsmaschine, insbesondere Scheuer- oder Poliermaschine mit einem Fahrgestell und mindestens einer hieran horizontal aufgehängten, um ihre Längsachse rotierend angetriebenen Walzen­ bürste (9), dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenbürste(n) (9) eine ihre Ro­ tation überlagernde oszillierende Bewegung in horizontaler Richtung ausführt (ausführen).

2. Bodenreinigungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oszillierende Bewegung der Walzen­ bürste(n) (9) eine translatorische Bewegung in axialer Richtung der Walzenbürste(n) ist.

3. Bodenreinigungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Walzenbürsten vorgese­ hen sind, welche bezüglich einander gegen­ läufig oszillieren.

4. Bodenreinigungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit jeder Walzenbürste mindestens eine Nockenscheibe mit Axialnocken verbunden ist, welche auf einem am Fahrgestell fest angeordneten Gegennocken abläuft.

5. Bodenreinigungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Walzenbürste mit mindestens einem Exzenterantrieb wirkungsmäßig verbunden ist.

6. Bodenreinigungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kurbelwelle (19) vorgesehen ist, deren Kurbelzapfen über Pleuelstangen (18) mit der (den) Walzenbürste(n) (9) wir­ kungsmäßig verbunden ist (sind).

7. Bodenreinigungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Geschwindigkeit der os­ zillierenden Horizontalbewegung der Walzenbürste(n) im wesentlichen der Umfangsgeschwindigkeit der Borstenenden entspricht.

8. Bodenreinigungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum rotierenden Antrieb der Walzenbür­ ste(n) (9) ein Antriebsmotor (11) vorgese­ hen ist.

9. Bodenreinigungsmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die Rotationsbewegung und für die oszillierende Axialbewegung zwei unabhän­ gig voneinander einschaltbare Antriebsmo­ toren vorgesehen sind.

10. Bodenreinigungsmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die oszillierende Horizontalbewegung der Walzenbürste(n) von dem Antriebsmotor (11) für die Bürstenrotation erzwungen wird.

11. Bodenreinigungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstenwalze(n) (9) drehfest, axialverschieblich auf mindestens einer motorisch angetriebenen, im Fahrgestell drehbar, axialfest gelagerten Bürstenwelle (8) gelagert ist (sind).

12. Bodenreinigungsmaschine, insbesondere Scheuer- oder Poliermaschine mit einem Fahrgestell und mindestens einer hieran aufgehängten Reinigungseinheit, welche mindestens zwei um ihre horizontal ausge­ richteten Längsachsen rotierbare Umlenk­ walzen und ein um diese umlaufendes Reini­ gungsband umfaßt, wobei mindestens eine der Umlenkwalzen rotierend angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungseinheit(en) eine oszil­ lierende Bewegung in horizontaler Richtung ausführt (ausführen).

13. Bodenreinigungsmaschine nach Anspruch 1 oder Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenbürsten (9) bzw. die Reini­ gungseinheiten zusätzlich zu ihrer oszil­ lierenden Bewegung in horizontaler Rich­ tung eine Schwenkbewegung um eine verti­ kale Schwenkachse ausführen.