DE60113886T2

DE60113886T2 - Gestapelte Werkzeuge zum Überkopfkehren

Info

Publication number: DE60113886T2
Application number: DE60113886T
Authority: DE
Inventors: Michael T. Maple Grove Basham; Karl Cottage Grove Hansen; Joseph F. Minnetonka D'Costa
Original assignee: Tennant Co
Current assignee: Tennant Co
Priority date: 2000-02-04
Filing date: 2001-02-01
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2021-02-02
Also published as: EP1122364B1; US6421870B1; DE60113886D1; EP1122364A3; EP1122364A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Flächenreinigungsmaschinen und insbesondere eine Kombination einer Kehrbürste und einer Förderbürste, die Schmutz von einer Fläche, die gereinigt wird, auf eine sehr effiziente Weise in Richtung eines Schmutztrichters bewegt, der sich vor den Bürsten befindet. Es ist ein primäres Überkopfkehrwerkzeug vorhanden, das in Zusammenwirkung mit einem sich gleichsinnig damit drehenden, gestapelten sekundären Werkzeug oder einer solchen Bürste arbeitet, um Schmutz in einen weiter vorne angebrachten Trichter zu bewegen. Diese spezifische Kombination aus sich gleichsinnig drehenden Werkzeugen oder Bürsten, die angeordnet sind, um Schmutz nach oben und nach vorne zu einem Schmutztrichter zu werfen, sorgt in Kombination mit einer beweglichen Vorderschürze bzw. -klappe und einer Profilkehrzone, die durch eine nach vorne gerichtete Spirale und eine Hinterwand gebildet wird, für eine hocheffiziente Weise des Kehrens aller Arten von Schmutz, einschließlich Sand, Kies und leichtem Abfall, zu dem Schmutztrichter, wo er gesammelt wird.
US-A-2,448,328 beschreibt eine strombetriebene Kehrmaschine, bei der zwei Bürsten verwendet werden, um den gekehrten Schmutz zu einem Schmutztrichter zu bewegen. Diese Konstruktion hat den Nachteil, dass die Bürsten eine hinter der anderen in der Fahrtrichtung der Kehrmaschine liegen, was die Folge einer langen Kehrmaschine hat.
US-A-4,310,944 beschreibt eine motorisch betriebene Kehrmaschine mit einer einzigen Kehrbürste, um Schmutz aufzunehmen.
Der Schmutz wird durch die Wirkung eines Luftgebläses zu dem Schmutztrichter bewegt. Dies führt dazu, dass die Maschine ein kompliziertes Luftumwälzsystem benötigt.
DE-U-86 03 415.4 beschreibt eine strombetriebene Kehrmaschine, bei der zwei Bürsten verwendet werden, um den gekehrten Schmutz zu einem Schmutztrichter zu bewegen. Die Stellungen der beiden Bürsten sind relativ zueinander festgelegt. Diese Anordnung trägt den Veränderlichkeiten bei den Kehr- und Fördervorgängen keine Rechnung.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Flächenreinigungsmaschine mit zwei Bürsten zum Fördern von Schmutz zu schaffen, der auf den Kehr- und Fördervorgang anspricht.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flächenkehrmaschine und insbesondere eine solche Maschine, die eine primäre Überkopfkehrbürste aufweist, die mit einer sich gleichsinnig drehenden, gestapelten sekundären Bürste zusammenwirkt, um Schmutz zu einem weiter vorne angebrachten Schmutztrichter zu bewegen.
Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kehrmaschine wie beschrieben bereitzustellen, bei der sich gleichsinnig drehende, gestapelte Kehrbürsten verwendet werden, um Schmutz in einen sich weiter vorne befindenden Schmutztrichter zu werfen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kehrmaschine wie beschrieben bereitzustellen, die eine bewegliche Vorderschürze bzw. -klappe aufweist.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Schmutzsammelmaschine wie beschrieben, bei der es eine Kehrzone gibt, die aus einer gebogenen oder gekrümmten Rückwand und einer profilierten Vorderwand oder Spirale (einem nach Art einer Spirale gebogenen Körper) gebildet ist und dabei hilft, effizient Schmutz von Bürste zu Bürste und anschließend zu dem Schmutztrichter zu bewegen.
Ein weiteres Ziel ist es, eine Kehrmaschine bereitzustellen, bei der die einzigartige Kombination aus einer profilierten Vorderwand, sich gleichsinnig drehenden, gestapelten Bürsten und einer beweglichen Vorderschürze bzw. -klappe verwendet wird, um Schmutz, der in Richtung eines vorne angebrachten Schmutztrichters gekehrt wird, effizient zu bewegen.
Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung auf eine Flächenreinigungsmaschine, wie in Anspruch 1 beschrieben, gerichtet. Zusätzliche vorteilhafte Merkmale sind in den Unteransprüchen 2 bis 10 beschrieben.
Ein Beispiel einer Flächenreinigungsmaschine, die erfindungsgemäß hergestellt ist, wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
1 eine Seitenansicht mit weggebrochenen Teilen der erfindungsgemäßen Kehrmaschine;
2 eine vergrößerte Seitenansicht der Kehrbürsten, des Schmutztrichters und der Wände, die die Kehrzone begrenzen;
3 eine schematische Darstellung der Bürsten und der angehobenen und abgesenkten Stellungen der Vorderschürze bzw. -klappe; und
4 eine schematische Darstellung der angehobenen und abgesenkten Kehrstellungen der gleichlaufend bewegbaren Kehrbürsten.
Das gestapelte Bürstensystem der vorliegenden Erfindung ist als effizientes Hochleistungskehrsystem für alle Arten von Schmutz, einschließlich Sand, Kies und leichtem Abfall, konstruiert. Die Bauteile sind für eine erhöhte Haltbarkeit ausgewählt und werden im Verhältnis zueinander so zusammengebaut, dass ein Versagen des Systems und ein Verstopfen auf ein Minimum herabgesetzt sind.
Bei dem gestapelten Bürstenkehrsystem der vorliegenden Erfindung wird eine Drehbürste mit einer Spirale (einem nach Art einer Spirale gebogenen Körper) und einer beweglichen Vorderschürze bzw. -klappe als erste Stufe oder Abteilung für das Anheben des Schmutzes verwendet. Diese erste oder Hauptkonfiguration wird in der Branche als Überkopfsystem bezeichnet. Die Vorderschürze bzw. -klappe kann vom Boden angehoben werden, so dass sich sperriger Schmutz leicht in die Kehrkammer befördern lassen kann. Ein zweites Werkzeug oder eine (zweite) Förderbürste ist oberhalb der ersten Stufe bzw. Abteilung oder Kehrbürste stapelartig angeordnet, um den Schmutz höher und in einen weiter vorne angebrachten Trichter anzuheben. Eine gemeinsame Vorderwand verbindet das Kehr- und das Fördersystem miteinander, um Schmutz durch das System zu führen. Die Vorderwand ist profiliert, um Schmutz wirksam von Bürste zu Bürste zu bewegen und eine Kehr"spirale" für sowohl die Förderbürste als auch für die Kehrbürste zu schaffen.
Beide Bürsten drehen sich gleichsinnig oder drehen sich in der selben Richtung, sodass Schmutz an der gebogenen oder gekrümmten Vorderwand des Kehrsystems zu dem vorne angebrachten Trichter angehoben wird. Dieser Ansatz ist viel wirksamer als die sich gegenläufig drehenden Bürsten, die im Stand der Technik verwendet werden. Sich gegenläufig drehende Bürstensysteme neigen dazu, Schmutz über die Hauptbürste zu der darüber liegenden Förderbürste zu werfen. Es hat sich herausgestellt, dass ein größerer Prozentsatz des Schmutzes bei sich gegenläufig drehenden Bürsten wieder in Umlauf gerät, und deshalb geht Schmutz, der über die Oberseite der Hauptbürste getragen wird, in Richtung des Bereichs hinter der Hauptbürste verloren. Es ist auch wahrscheinlicher, dass sich gegenläufig drehende Bürstensysteme verklemmen, weil Schmutz nicht positiv auf die Förderbürste gerichtet werden kann. Bei einem sich gegenläufig drehenden Bürstensystem gibt es einen "Krümmungs- oder Wendepunkt", an dem sich Papier und anderes sperriges Material stauen kann. Dies geschieht an der Rückwand, wo Schmutz von einer Bürste zur anderen übertragen wird. Das Problem ist, dass beide Bürsten in diesem Bereich auf den Schmutz einwirken und versuchen, ihn gleichzeitig in zwei unterschiedlichen Richtungen zu bewegen. Große Schmutzteile können eine Brücke im Bürstenspalt bilden und eingeklemmt werden; anderer Schmutz hängt sich an dieser ersten Verstopfung auf, und die Verstopfung wird bei einem sich gegenläufig drehenden System immer schlimmer. Das sich gleichsinnig drehende System der vorliegenden Erfindung besitzt keinen ausgeprägten "Krümmungs- oder Wendepunkt", sodass sich Schmutz glatt durch das System bewegt, der Wirkungsgrad höher ist und es weniger wahrscheinlich ist, dass Schmutz eingeklemmt wird.
Die Vorder- und die Rückwand, die den Kehr- und Förderkanal bilden, erstrecken sich um die gestapelten Bürsten und werden eingesetzt, um Schmutz reibungslos zu führen. Die Vorderwand oder die Vorderspirale (der vordere, nach Art einer Spirale gebogene Körper) sorgt für einen zeitweiligen Puffer oder Schwabbel für Schmutz, sodass er erneut durch die Förderbürste gekehrt werden kann. Auf diese Weise wird das erneute Kehren von Schmutz durch die Kehrbürste auf ein Minimum herabgesetzt, die Förderung ist verbessert, da die Bewegungsenergie bzw. der Impuls des Schmutzes reibungslos von den sich drehenden Bürsten auf den Schmutz übertragen wird und die Flugbahn des Schmutzes wird genau gesteuert. Eine reibungslose Bewegung des Schmutzes durch das Fördersystem minimiert den Aufprall und eine potentielle Beschädigung der Bauteile.
Die Hauptkehrbürste und die Förderbürste berühren ihre jeweiligen rollen- oder spiralförmigen Körper nicht, und Schmutz wird in den Hohlraumbereichen zwischen den Förderbürsten-Borsten mitgerissen, sodass es sehr wenig Reibkontakt gibt, der die Bürsten oder die Wände, die die Kehrkammer begrenzen, abnutzen würde. Da die Geschwindigkeit der Förderbürstenspitze auf die Geschwindigkeit des Schmutzes, der sich durch das System bewegt, abgestimmt ist, gibt es eine sehr geringe Aufprallbelastung auf die Bürstenbauteile.
Die Hauptkehrbürste und die Förderbürste sind an einem gemeinsamen Drehzapfen angebracht, sodass sich beide Bürsten zusammen bewegen, wenn sich die Hauptbürste nach oben und unten bewegt. Eine solche Bewegung kann erforderlich sein, damit die Hauptbürste dem Bodenniveau während des Kehrens folgen kann oder damit der Abnutzung während eines Langzeitbetriebs Rechnung getragen wird. Das Bewegen der Werkzeuge zusammen an einem gemeinsamen, in geeigneter Weise angeordneten Drehzapfen setzt Veränderungen bei den Kehr- und Fördervorgängen auf ein Minimum herab, indem die Bürsten in einem korrekten Verhältnis zueinander und zu den Wänden, die die Kehrkammer begrenzen, gehalten werden, was alles zusammen für ein sehr effizientes Kehrsystem sorgt.
In 1 ist eine Bodenreinigungsmaschine gezeigt, die ganz allgemein mit 10 bezeichnet ist und bei der ein Fahrersitz 12, ein Lenkrad 14 und eine Steuerkonsole 16 angebracht sein können. Räder 18 stützen den Maschinenrahmen 20 ab. Eine Scheuervorrichtung ist mit 22 bezeichnet und kann einen Gummiwischer umfassen, wie er im US-Patent 5,940,928 gezeigt ist, dessen Inhaberin die Tennant Company, Minneapolis, Minnesota ist, auf die die vorliegende Anmeldung übertragen wurde. Das '928 Patent wird hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.
An der Vorderseite der Maschine 10 befindet sich ein Schmutztrichter 24, und Schmutz wird durch das zu beschreibende Bürstensystem dort hinein geworfen, wie durch die Pfeile 26 gezeigt. Es gibt einen Staubsammelfilter 28 und ein Vakuumgebläse 30, das ein Luftsystem zum Ansaugen von Staub aus dem Kehrbereich in den Staubsammelfilter bildet. Die Vorderseite der Maschine 10 kann ein Paar von sich drehenden Seitenbürsten 32 aufweisen.
Unter besondere Hinwendung auf 2 gibt es eine Hauptkehrbürste 34, die sich in einer Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn um eine Achse 36 dreht. Die Bürste 34 wird durch einen Elektromotor 38 angetrieben. Es gibt eine Förderbürste oder Stapelbürste 40, die sich ebenfalls in einer Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn und um eine Achse 42 dreht. Der Antriebsmotor 38 treibt beide Bürsten über einen Hauptantriebsriemen 44 an, der ein Scheibensystem 46 dreht, das seinerseits einen gemeinsamen Riemen 48 antreibt, welcher um die Antriebselemente beider Bürsten 34 und 40 umläuft.
Es gibt eine Kehrkammer, die von einer gebogenen oder gekrümmten Rückwand 50 gebildet wird, die so profiliert ist, dass sie entweder zu der Kehr- oder zu der Förderbürste eng benachbart ist, jedoch nicht in Kontakt mit ihr steht, sondern die Rückwand des Weges für den Schmutz bildet, der sich von dem Bereich direkt benachbart der Bürste 34 in den Schmutztrichter 24 bewegt. An der Unterseite der Rückwand 50 kann sich eine Umlaufschürze oder -klappe 52 befinden, die eng an die Rückseite der Kehrbürste 34 angepasst ist, wie dies im Stand der Technik üblich ist.
Die Vorderwand der Kehrkammer ist durch einen spiralartig nach vorne ausgerichteten Körper 54 gebildet, der einen unteren gebogenen Teil 56 aufweist, welcher allgemein der Kontur der Kehrbürste 34 folgt und dann eine Biegung 58 aufweist, die den unteren Teil 56 mit einem oberen nach vorne geneigten Wandteil 60 verbindet. Der Wandbereich 60 endet in Kontakt mit dem Schmutztrichter 24. Der spiralartig gebogene Körper 54 besitzt ein Profil oder eine Kontur, die dabei hilft, den Schmutz von den sich gleichsinnig drehenden Kehrbürsten 34 und 40 in den Schmutztrichter zu lenken, wie dies durch die Pfeile 26 gezeigt ist.
Die Bürste 34 wird an ihren entgegengesetzten Enden durch Arme 62 abgestützt. In ähnlicher Weise ist die Förderbürste 40 an Armen 64 angebracht. Sowohl die Arme 62 als auch die Arme 64 werden um einen gemeinsamen Punkt 66 geschwenkt. So hebt die nach oben und unten gerichtete Bewegung des gemeinsamen Drehpunkts 66 die Kehrbürste und die Förderbürste gleichzeitig an und senkt sie ab und hält sie damit in einem unveränderlichen Verhältnis zueinander, wie in den Zeichnungen gezeigt ist. 4 zeigt eine normale Arbeitsstellung für die Bürsten und eine obere Stellung für die Bürsten, und in jedem Fall ist es klar, dass die räumliche Beziehung zwischen den Bürsten unverändert bleibt. Die Bürsten können abgesenkt werden, um der Bürstenabnutzung Rechnung zu tragen, und können für den Transport angehoben werden.
Es gibt eine Vorderschürze bzw. -klappe 70, die der Unterseite des spiralartigen Bereichs 56 benachbart angeordnet ist und die mittels eines mit 72 bezeichneten Hebelsystems angehoben und abgesenkt wird. Dies ist detaillierter in dem US-Patent 5,991,953 gezeigt, das hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird und dessen Inhaberin die Tennant Company, Minneapolis, Minnesota, ist. Das '953 Patent zeigt einen Mechanismus, durch den die Vorderschürze bzw. -klappe in einer Umgebung angehoben oder abgesenkt werden kann, die ähnlich der hier offenbarten ist. Die Schürze bzw. Klappe 70 wird durch die Bedienungsperson angehoben und abgesenkt, damit sperriger Schmutz leichter in die durch den spiralartigen Körper und die Rückwand gebildete Kehrkammer eintreten kann. 3 zeigt eine abgesenkte Stellung und eine angehobene Stellung der Vorderschürze bzw. -klappe und die entsprechende Bewegung des Gestänges 72. Die Bedienungsperson der Maschine steuert sowohl das Anheben als auch das Absenken der Vorderschürze bzw. -klappe und das Anheben und das Absenken der sich gleichzeitig bewegenden Kehrbürste und Förderbürste.
Bei normalem Betrieb gleitet die Vorderschürze bzw. -klappe, bei der ein unterer flexibler Bereich aus einem nachgiebigen Material besteht, entlang des Bodens vor der Hauptbürste. Die Aufhängung oder das Gestänge 72 gestattet es, dass sich die Schürzen- bzw. Klappenanordnung nach oben und über Hindernisse hinweg bewegt, um eine Beschädigung zu verhindern. Schmutz, der unter der Schürze bzw. Klappe hindurchtritt und in die Kehrkammer eintritt, die durch den vorderen spiralartigen Körper und die Rückwand gebildet ist, wird von der sich entgegen dem Uhrzeigersinn drehenden Bürste 34 hinauf zu der sich gegen den Uhrzeigersinn drehenden Förderbürste 40 transportiert. Die Weitergabe verläuft problemlos, und der profilierte spiralartige Körper 54 hilft dabei, den Schmutz langsam von einer Bürste zur anderen zu bewegen und dann den Schmutz nach oben entlang des Teils 60 des spiralartigen Körpers und in den sich vorne befindlichen Schmutztrichter 24 zu bewegen. Die Kehrkammer wird durch die beiden Wände gebildet, und die Rückwand 50 folgt eng dem Umriss der gestapelten Bürsten. Die Wiederumlaufschürze bzw. -klappe an der Unterseite der Rückwand dient dazu, solchen Schmutz zurückzuführen, der möglicherweise über die Oberseite der Hauptbürste geworfen wird, statt durch die Förderbürste in den Trichter gefördert zu werden. Ein solcher zurückgeführter Schmutz wird dann zurück zur Hauptbürste geführt, um auf die beschriebene Weise aufgekehrt zu werden.
Während hier die bevorzugte Form der Erfindung gezeigt und beschrieben wurde, sollte erkannt werden, dass es viele Abwandlungen, Austauschvarianten und Änderungen daran geben kann.

Claims

Flächenreinigungsmaschine (10), umfassend einen Rahmen (20), Räder (18) zum Abstützen des Rahmens (20), einen Schmutztrichter (24) auf einem vorderen Teil des Rahmens (20), eine zylindrische Kehrbürste (34), die auf dem Rahmen (20) so befestigt ist, dass sie sich um eine Achse (36) drehen kann, die quer zu der Maschinenbewegung ausgerichtet ist, wenn eine Fläche gereinigt werden soll, einen Antrieb für die Kehrbürste (34), wobei die Kehrbürste (34) hinter dem Schmutztrichter (24) auf dem Rahmen (20) angebracht ist und sich in einer Richtung dreht, derart, dass sie Schmutz von einer zu kehrenden Fläche nach vorne in Richtung des Schmutztrichters (24) wirft, eine zylindrische Förderbürste (40), die auf dem Rahmen (20) so befestigt ist, dass sie sich um eine Achse (42) drehen kann, die parallel zur Kehrbürste (34) ist, wobei der Antrieb der Kehrbürste (34) die Förderbürste (40) in derselben Richtung dreht wie die Kehrbürste (34) und die Förderbürste (40) oberhalb der Kehrbürste (34) angeordnet ist und sich relativ zu ihr an einem solchen Ort befindet, dass sie Schmutz, der von der Kehrbürste (34) nach oben transportiert wird, in Aufwärts- und Vorwärts-Richtung in Richtung des Schmutztrichters (24) befördert, und einen nach Art einer Spirale gebogenen Körper (54), der vor der Kehrbürste (34) und der Förderbürste (40) und zwischen den Bürsten (24, 40) und dem Schmutztrichter (24) auf dem Rahmen (20) angebracht ist, um den Schmutzstrom von den Bürsten (34, 40) in Richtung des Schmutztrichters (24) zu lenken, dadurch gekennzeichnet, dass die Kehrbürste (34) mit Hilfe eines Paars von Armen (62), einem an jedem Ende der Kehrbürste (34), auf dem Rahmen befestigt ist und die Förderbürste (40) mit Hilfe eines Paars von Armen (64), einem an jedem Ende der Förderbürste (40), auf dem Rahmen (20) befestigt ist, wobei die Kehrbürsten-Arme (62) und die Förderbürsten-Arme (64) dreh- oder schwenkbar am Rahmen (20) angebracht sind, und zwar an einem gemeinsamen Gelenkpunkt (66) darauf, was die gleichzeitige Bewegung der Bürsten (34, 40) in Richtung einer zu kehrenden Fläche und weg von dieser erlaubt.
Flächenreinigungsmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bürstenantriebe einen Motor (38) und riemen-oder gurtartige Antriebsmittel (44, 46, 48) aufweist, die den Motor (38) sowohl mit der Kehrbürste (24) als auch der Förderbürste (40) verbinden.
Flächenreinigungsmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der nach Art einer Spirale gebogene Körper (54) einen ersten, unteren Teil (56), der von der Kehrbürste (34) beabstandet ist und eine Kurve um sie herum beschreibt, und einen zweiten, oberen Teil (60) besitzt, der sich von einem Ort zwischen den Bürsten (34, 40) nach vorne in Richtung und in Kontakt mit dem Schmutztrichter (24) erstreckt.
Flächenreinigungsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Teil (56) des nach Art einer Spirale gebogenen Körpers eine Krümmung oder Wölbung besitzt, die im Wesentlichen mit dem Umfang der Kehrbürste (34) übereinstimmt bzw. zu diesem passt.
Flächenreinigungsmaschine nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine hintere Wand (50) aufweist, die hinter sowohl der Kehrbürste (34) als auch der Förderbürste (40) am Rahmen (20) befestigt ist, wobei die hintere Wand (50) zusammen mit dem nach Art einer Spirale gebogenen Körper (54) eine Kehrkammer bildet.
Flächenreinigungsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine Rezirkulationsschürze oder -klappe (52) umfasst, die am unteren Ende der hinteren Wand (50) und ganz allgemein benachbart einer hinteren Oberfläche der Kehrbürste (34) angeordnet ist.
Flächenreinigungsmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Förderbürste (40) als auch die Kehrbürste (34) in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden, wobei die Kehrbürste (34) Schmutz nach oben in Richtung der Förderbürste (40) transportiert und die Förderbürste (40) Schmutz von der Kehrbürste (34) in den Schmutztrichter (24) befördert.
Flächenreinigungsmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine untere, bewegliche Vorderschürzen- bzw. -Klappenanordnung (70, 72) umfasst, die vor der Kehrbürste (34) auf dem Rahmen (20) angeordnet ist.
Flächenreinigungsmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderschürzen- bzw. -Klappenanordnung (70, 72) einen unteren biegsamen Teil (70) aufweist und dass die Vorderschürzen- bzw. -Klappenanordnung (70, 72) relativ zu dem nach Art einer Spirale gebogenen Körper beweglich ist.