EP2033560A2 - Bodenbearbeitungsgerät mit einer rotierbaren Walze - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a harrow with a rotatable roller, which is arranged in a housing and at least partially protrudes from a suction port located in a part of the housing, and which is driven by a brush motor, wherein the distance of the axis of rotation of the roller is variable to the part ,
- Such a harrow is used for example as a permanently installed ground unit of an upright vacuum cleaner, but also as a floor nozzle for floor or hand vacuum cleaner.
- the roller is usually equipped with bristles, but it can also elastic lips or the like are used.
- the rotating brushes help to clean the vacuum cleaner because it removes the dirt from the floor coverings and, in the case of carpets, bends the fibers so that the suction also reaches the base of the fiber.
- the drive of such rollers can take place via an electric motor, a turbine arranged in the suction air flow or a transmission coupled to the chassis
- the present invention is limited to such tillage equipment in which the roller is driven by means of an electric motor.
- the distance of the roller to the ground is decisive for the cleaning result. The more pressure is applied to the floor, the higher the cleaning effect. The appropriate distance depends primarily on the floor covering to be processed. For hard floors or low-pile carpets, the distance between the roller and the floor can be small, but it should be selected larger for high-pile carpets.
- the invention thus raises the problem of always setting an optimum distance between the roller and the ground in a cultivator of the type mentioned above with simple means.
- roller is resiliently mounted within the housing.
- the optimum distance between the roller and the floor covering is established quickly and automatically at all times.
- the technical effort is low and the tillage device so cheaper than embodiments with a manual or sensor-controlled adjustment.
- the mechanical damping between housing and roller also ensures a pleasant, low noise and a quiet running. It is expedient if the resilient mounting takes place in such a way that the roller is pressed by means of spring force on the soil to be processed.
- the roller is held laterally by pivotally and resiliently mounted rockers.
- a simple structure is achieved.
- the axis of rotation of the drive shaft of the electric motor is spaced from the axis of rotation of the roller, it is also advantageous if the axis of rotation of the drive shaft of the electric motor coincides with the pivot axes of the rockers. As a result, the distance between the drive shaft and roller remains constant, which is desirable when using drive belts or other transmission components.
- the floor unit 2 of an upright vacuum cleaner in FIG. 1 shown in exploded view, comprises a housing, which is formed by a housing insert 5, a rear housing lower part 6, a front housing lower part 7, a bumper strip 8 and a cover part 9.
- the housing insert 5 acts as a carrier for a number of electrical and mechanical components, and the aforementioned housing parts are attached to it. It forms with the rear housing lower part 6 with the interposition of an engine compartment seal 10, a space for receiving an engine blower 11, which generates the vacuum necessary for suction operation.
- a sealing ring 13 is arranged around the fan inlet 12, which is also supported on the two aforementioned housing parts 5 and 6.
- rubber buffer 14 are inserted.
- a brush roller 17 which is resiliently mounted on two lateral rockers 18 and 19 and is driven by a brush motor 20 via a belt 21.
- the parts 22 and 23 represent a two-piece belt cover.
- the brush motor 20 is also secured to the housing insert 5, the rockers 18 and 19 are pivotally mounted there.
- the two housing bases 6 and 7 carry the chassis of the upright, which is formed of front wheels 24 and 25 and rear wheels 26 and 27.
- the rear wheels 26 and 27 are connected to stabilize by means of an axle 28 and adjustable via a respective wheel mechanism 29 and 30 in their position.
- a board 31 is attached to LED's 32, which is covered to the front by a lens 33.
- the viewing window 33 is held in a recess 34 in the bumper 8.
- the air generated by the engine fan 11 is blown through an opening 35 in the housing insert 5 and a corresponding opening 36 in the cover part 9 in the environment.
- a filter frame 37 is used, which receives a not shown exhaust filter for cleaning the air blown out of fines.
- the filter frame 37 is covered by a grid receptacle 38 and a grid 39 in the cover part 9 and is interchangeable from there.
- Both the tilting joint and the pivot joint between the bottom unit 2 and an upper body, not shown in the drawings, are formed by a rigid, fork-shaped channel component.
- This component also includes parts of the air duct from the suction port 15 to the upper body 3 and the air guide from the upper body 3 to the exhaust opening (openings 35 and 36).
- the component is referred to below as fork 40. It consists of two plastic parts, an upper shell 41 and a lower shell 42, which are interconnected by welding.
- the two ends 43 (right) and 44 (left) of the fork 40 are pivotally mounted in recesses 45 and 46 provided for this purpose, to avoid abrasion, they are respectively surrounded by metallic bushings 47 and 48.
- the left in the direction of travel fork 44 is designed as hollow and coupled via a seal 49 with the blower inlet 12.
- a bearing pin 50 is formed at the right in the direction of travel fork 43 . It also has an opening 51 which is connected via an elastic tube 52 to the suction port 15.
- the connecting region of the two fork ends 43 and 44 hereinafter referred to as fork web 53, surrounded by a front cover 54 and a rear cover 55 on the bottom unit 2, which perform the pivoting movement of the fork 40 with.
- the space between the front and rear cover and the housing insert 5 is bridged by aperture 56 and 57.
- the first 58 of two cable channels 58 and 59 is attached.
- the fork ends 43 and 44 carry toothed segments 60 and 61 which cooperate with the wheel mechanisms 29 and 30.
- a trim cover 62 for a connection cable, not shown attached.
- a step lever 63 is mounted on the housing insert 5, which engages in this position in the left fork end 44 and thus prevents the pivoting movement of the fork 40. By depressing the lever 63, the locking position can be released. In the latched position is also prevented by two spring-loaded bolts 64 and 65 a rotational movement.
- the air ducts, which are formed by the fork ends 43 and 44, are combined in the region of the fork web 53 to a first portion 66 of a coaxial line.
- FIGS. 2 and 3 are the essential parts of the invention in section ( FIG. 2 ) or in perspective ( FIG. 3 ).
- the housing of the bottom unit 2 is here only the front housing lower part 7, in FIG. 2 in addition, the bumper 8 and parts of the housing insert 5 are shown.
- the rotatable roller 171 is arranged within the housing lower part 7, the rotatable roller 171 is arranged. This wears as in FIG. 2 can be clearly seen, spirally revolving bristles 172 and is therefore also referred to as a brush roller.
- the roller 171 is mounted rotatably on both sides about the axis 152 in the wings 18 and 19.
- the brush motor 20 is arranged in a recess provided for this purpose for the front housing lower part 7. Its drive shaft 201 protrudes into the cover 22 and 23.
- the two rockers 18 and 19 are pivotally mounted in recesses in the front housing lower part 9, wherein the pivot axes 151 of both rockers 18 and 19 coincide with the axis of rotation 150 of the drive shaft 201.
- springs 100 are arranged, which press the front portion of the rockers 18 and 19 and here the roller 171 through the suction port 15 to the ground.
- the springs are designed with respect to their clamping force so that they are compressed when placed on a commercial langflorigen carpet and consequently the roller 171 occupies a greater distance from the ground.
- the two-sided resilient mounting of the roller 171 allows an optimal adaptation of the bristle spacing when cleaning transitions between long pile carpet and short pile (or smooth floors).
- the coaxial arrangement of the drive shaft 201 and the rocker pivot axes 151 ensures that the toothed belt 21 performs the same rotation angle as the rockers 18 and 19 and is therefore not subject to changes in length.
- a lateral arrangement of the toothed belt in the vicinity of a rocker also ensures that act at a different deflection of the rockers 18 and 19, only small torsional forces on the toothed belt 21.
Landscapes
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Soil Working Implements (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Bodenbearbeitungsgerät mit einer rotierbaren Walze, welche in einem Gehäuse angeordnet ist und wenigstens teilweise aus einem in einem Teil des Gehäuses befindlichen Saugmund ragt, und welche durch einen Bürstenmotor angetrieben wird, wobei der Abstand der Rotationsachse der Walze zu dem Teil veränderbar ist.
- Ein solches Bodenbearbeitungsgerät wird beispielsweise als fest installierte Bodeneinheit eines Upright-Staubsaugers verwendet, aber auch als Bodendüse für Boden- oder Handstaubsauger. Die Walze ist in der Regel mit Borsten bestückt, es können aber auch elastische Lippen oder Ähnliches zum Einsatz kommen. Durch die rotierenden Bürsten wird die Reinigungswirkung des Staubsaugers unterstützt, weil sie den Schmutz von den Bodenbelägen lösen und bei Teppichen die Fasern aufbiegen, so dass der Sog auch den Fasergrund erreicht. Der Antrieb solcher Walzen kann über einen Elektromotor, eine im Saugluftstrom angeordnete Turbine oder ein an das Fahrwerk gekoppeltes Getriebe erfolgen
- Die vorliegende Erfindung beschränkt sich auf solche Bodenbearbeitungsgeräte, bei denen die Walze mittels eines Elektromotors angetrieben wird. Der Abstand der Walze zum Boden ist ausschlaggebend für das Reinigungsergebnis. Je mehr Druck auf den Boden aufgebracht wird, desto höher ist die Reinigungswirkung. Der geeignete Abstand hängt in erster Linie von dem zu bearbeitenden Bodenbelag ab. Bei Hartböden oder niederflorigen Teppichen kann der Abstand zwischen Walze und Boden klein sein, bei hochflorigen Teppichen sollte er größer gewählt werden.
- Es sind Bodenbearbeitungsgeräte bekannt, bei denen die Verstellung des Abstands mittels eines Tritthebels oder eines Drehknopfes erfolgt. Bei solchen Geräten wird die Möglichkeit der Verstellung häufig vergessen oder unterbleibt aus Bequemlichkeit. Hierdurch ist das Reinigungsergebnis und die aufzubringende Schiebekraft nicht optimal, außerdem können die Borsten verschleißen. Bekannt ist auch eine automatische Einstellung der Walzenhöhe. Dabei wird durch einen Unterdrucksensor der bearbeitete Bodenbelag erkannt und in Abhängigkeit davon der Abstand zwischen Walze und Boden eingestellt. Eine solche Automatik ist aufwändig und teuer. Außerdem benötigt sie eine gewisse Bearbeitungszeit, um aus dem ermittelten Unterdruck sicher auf den vorhandenen Bodenbelag schließen zu können. Sie ist deshalb zu langsam, um auf wechselnde Bodenbeläge zu reagieren.
- Der Erfindung stellt sich somit das Problem, bei einem Bodenbearbeitungsgerät der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln einen stets optimalen Abstand zwischen Walze und Boden einzustellen.
- Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Bodenbearbeitungsgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
- Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile ergeben sich dadurch, dass die Walze innerhalb des Gehäuses federnd gelagert ist. Hierdurch stellt sich jederzeit schnell und selbsttätig der optimale Abstand zwischen Walze und Bodenbelag ein. Der technische Aufwand ist gering und das Bodenbearbeitungsgerät damit günstiger als Ausführungsformen mit einer manuellen oder sensorgesteuerten Verstellung. Die mechanische Dämpfung zwischen Gehäuse und Walze sorgt außerdem für ein angenehmes, geringes Geräusch und eine hohe Laufruhe. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die federnde Lagerung in der Art erfolgt, dass die Walze mittels Federkraft auf den zu bearbeitenden Boden gedrückt wird.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Walze seitlich von schwenkbar und federnd gelagerten Schwingen gehalten. Hierdurch wird ein einfacher Aufbau erreicht. Insbesondere dann, wenn die Drehachse der Antriebswelle des Elektromotors zur Rotationsachse der Walze beabstandet ist, ist es auch vorteilhaft, wenn die Drehachse der Antriebswelle des Elektromotors mit den Schwenkachsen der Schwingen zusammenfällt. Hierdurch bleibt der Abstand zwischen Antriebswelle und Walze konstant, was bei der Verwendung von Antriebsriemen oder anderen Getriebebauteilen wünschenswert ist.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
- Figur 1
- die Bodeneinheit eines Upright-Staubsaugers in Explosionsdarstellung;
- Figur 2
- die erfindungswesentlichen Bauteile der Bodeneinheit nach
Figur 1 im Schnitt; - Figur 3
- die in
Figur 2 gezeigten Bauteile in perspektivischer Darstellung bei entferntem Gehäusedeckel. - Die Bodeneinheit 2 eines Upright-Staubsaugers, in
Figur 1 in Explosionsdarstellung gezeigt, umfasst ein Gehäuse, welches durch einen Gehäuseeinsatz 5, ein hinteres Gehäuseunterteil 6, ein vorderes Gehäuseunterteil 7, ein Stoßband 8 und ein Deckelteil 9 gebildet wird. Der Gehäuseeinsatz 5 fungiert als Träger für eine Reihe elektrischer und mechanischer Bauteile, auch die vorgenannten Gehäuseteile sind an ihm befestigt. Er bildet mit dem hinteren Gehäuseunterteil 6 unter Zwischenlage einer Motorraumdichtung 10 einen Raum zur Aufnahme eines Motorgebläses 11, welches den zum Saugbetrieb notwendigen Unterdruck erzeugt. Auf der Saugseite ist um den Gebläseeinlass 12 herum ein Dichtring 13 angeordnet, der sich ebenfalls an den beiden vorgenannten Gehäuseteilen 5 und 6 abstützt. Auf der gegenüberliegenden Seite sind Gummipuffer 14 eingelegt. Zur Tiefenreinigung von Teppichen ragt in den Saugmund 15, einer Öffnung im vorderen Gehäuseunterteil 7 und dem daran befestigten Bodenblech 16, eine Bürstwalze 17, welche an zwei seitlichen Schwingen 18 und 19 federnd gelagert ist und mittels eines Bürstenmotors 20 über einen Riemen 21 angetrieben wird. Die Teile 22 und 23 stellen eine zweiteilige Riemen-Abdeckung dar. Der Bürstenmotor 20 ist ebenfalls am Gehäuseeinsatz 5 befestigt, die Schwingen 18 und 19 sind dort schwenkbar gelagert. Die beiden Gehäuseunterteile 6 und 7 tragen das Fahrwerk des Uprights, welches aus vorderen Laufrollen 24 und 25 und Hinterrädern 26 und 27 gebildet wird. Die Hinterräder 26 und 27 sind zu Stabilisierung mittels einer Achse 28 verbunden und über je eine Radmechanik 29 bzw. 30 in ihrer Lage verstellbar. Zur Beleuchtung des Fahrwegs ist am Gehäuseeinsatz 5 eine Platine 31 mit LED's 32 befestigt, die zur Vorderseite durch eine Sichtscheibe 33 abgedeckt ist. Die Sichtscheibe 33 wird in einer Ausnehmung 34 im Stoßband 8 gehalten. - Die vom Motorgebläse 11 erzeugte Luft wird über eine Öffnung 35 im Gehäuseeinsatz 5 und eine korrespondierende Öffnung 36 im Deckelteil 9 in die Umgebung geblasen. In die Öffnung 36 ist ein Filterrahmen 37 eingesetzt, welcher einen nicht dargestellten Abluftfilter zur Reinigung der ausgeblasenen Luft von Feinstpartikeln aufnimmt. Der Filterrahmen 37 wird durch eine Gitteraufnahme 38 und ein Gitter 39 im Deckelteil 9 verkleidet und ist von dort auswechselbar.
- Sowohl das Kippgelenk als auch das Drehgelenk zwischen der Bodeneinheit 2 und einem in den Zeichnungen nicht dargestellten Oberkörper werden durch ein starres, gabelförmiges Kanalbauteil gebildet. Dieses Bauteil beinhaltet außerdem Teile der Luftführung vom Saugmund 15 zum Oberkörper 3 und die Luftführung vom Oberkörper 3 zur Ausblasöffnung (Öffnungen 35 und 36). Das Bauteil wird im Folgenden als Gabel 40 bezeichnet. Es besteht aus zwei Kunststoffteilen, einer Oberschale 41 und einer Unterschale 42, die durch Schweißen miteinander verbunden sind. Zur Realisierung des Kippgelenks sind die beiden Enden 43 (rechts) und 44 (links) der Gabel 40 schwenkbar in hierfür vorgesehenen Ausnehmungen 45 und 46 gelagert, zur Vermeidung von Abrieb sind sie jeweils von metallischen Lagerbuchsen 47 und 48 umgeben. Das in Fahrtrichtung linke Gabelende 44 ist als hohl ausgeführt und über eine Dichtung 49 mit dem Gebläseeinlass 12 gekoppelt. An das in Fahrtrichtung rechte Gabelende 43 ist ein Lagerzapfen 50 angeformt. Es besitzt außerdem eine Öffnung 51, welche über einen elastischen Schlauch 52 mit dem Saugmund 15 verbunden ist. Um beim Kippen des Oberkörpers 3 den Einblick ins Innere der Bodeneinheit 2 zu verwehren, ist der Verbindungsbereich der beiden Gabelenden 43 und 44, im Folgenden als Gabelsteg 53 bezeichnet, von einer vorderen Abdeckung 54 und einer hinteren Abdeckung 55 an der Bodeneinheit 2 umgeben, welche die Schwenkbewegung der Gabel 40 mit ausführen. Der Zwischenraum zwischen der vorderen bzw. hinteren Abdeckung und dem Gehäuseeinsatz 5 wird durch Blenden 56 und 57 überbrückt. An dem linken Gabelende 44 ist der erste 58 von zwei Kabelkanälen 58 und 59 befestigt. Des Weiteren tragen die Gabelenden 43 und 44 Zahnsegmente 60 und 61, die mit den Radmechaniken 29 und 30 zusammenwirken. Am Gabelsteg 53 ist ein Verkleidungsdeckel 62 für ein nicht dargestelltes Verbindungskabel befestigt. Um den Upright in der aufrechten Position verrasten zu können, ist am Gehäuseeinsatz 5 ein Tritthebel 63 gelagert, der in dieser Position in das linke Gabelende 44 eingreift und damit die Schwenkbewegung der Gabel 40 verhindert. Durch Herunterdrücken des Hebels 63 kann die Verriegelungsposition gelöst werden. In der verrasteten Position wird außerdem durch zwei federgelagerte Bolzen 64 und 65 eine Drehbewegung verhindert. Die Luftleitungen, die durch die Gabelenden 43 und 44 gebildet werden, sind im Bereich des Gabelstegs 53 zu einem ersten Abschnitt 66 einer Koaxialleitung vereinigt.
- In den
Figuren 2 und 3 sind die erfindungswesentlichen Teile im Schnitt (Figur 2 ) bzw. perspektivisch (Figur 3 ) dargestellt. Von dem Gehäuse der Bodeneinheit 2 ist hier nur das vordere Gehäuseunterteil 7, inFigur 2 zusätzlich das Stoßband 8 und Teile des Gehäuseeinsatzes 5 dargestellt. Innerhalb des Gehäuseunterteils 7, ist die rotierbare Walze 171 angeordnet. Diese trägt, wie inFigur 2 gut zu erkennen ist, spiralförmig umlaufende Borsten 172 und wird deshalb auch als Bürstwalze bezeichnet. Die Walze 171 ist an beiden Seiten um die Achse 152 rotierbar in den Schwingen 18 und 19 gelagert. Der Bürstenmotor 20 ist in einer dafür vorgesehenen Ausnehmung des vorderen Gehäuseunterteils 7 angeordnet. Seine Antriebswelle 201 ragt in die Abdeckung 22 und 23. Sie trägt ein Ritzel (nicht dargestellt), welches den Zahnriemen 21 antreibt, welcher wiederum auf einer umlaufenden Zahnung (nicht dargestellt) an der Walze 171 läuft und diese antreibt. Die beiden Schwingen 18 und 19 sind schwenkbar in Ausnehmungen im vorderen Gehäuseunterteil 9 gelagert, wobei die Schwenkachsen 151 beider Schwingen 18 und 19 mit der Rotationsachse 150 der Antriebswelle 201 zusammenfallen. Zwischen den Schwingen 18 und 19 und dem Gehäuseeinsatz 5 sind Federn 100 angeordnet, welche den vorderen Bereich der Schwingen 18 und 19 und hierüber die Walze 171 durch den Saugmund 15 auf den Boden drücken. Dabei sind die Federn bezüglich ihrer Spannkraft so ausgelegt, dass sie beim Aufsetzen auf einen handelsüblichen langflorigen Teppich zusammengedrückt werden und demzufolge die Walze 171 einen größeren Abstand vom Boden einnimmt. Hierdurch werden die Reibkräfte der Borsten 172 auf den Teppich verringert. Die beidseitige federnde Lagerung der Walze 171 ermöglicht eine optimale Anpassung des Borstenabstands beim Reinigen von Übergängen zwischen langflorigem Teppich und kurzflorigem (oder Glattböden). Durch die koaxiale Anordnung der Antriebswelle 201 und der Schwingen-Schwenkachsen 151 ist sichergestellt, dass der Zahnriemen 21 den gleichen Drehwinkel wie die Schwingen 18 und 19 ausführt und somit nicht Längenänderungen unterworfen ist. Eine seitliche Anordnung des Zahnriemens in der Nähe einer Schwinge stellt außerdem sicher, dass bei einer unterschiedlichen Auslenkung der Schwingen 18 und 19 nur geringe Torsionskräfte auf den Zahnriemen 21 wirken.
Claims (5)
- Bodenbearbeitungsgerät mit einer rotierbaren Walze (171), welche in einem Gehäuse (5, 7) angeordnet ist und wenigstens teilweise aus einem in einem Teil des Gehäuses (5, 7) befindlichen Saugmund (15) ragt, und welche durch einen Bürstenmotor (20) angetrieben wird, wobei der Abstand der Rotationsachse (152) der Walze (171) zu dem Teil veränderbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Walze (171) innerhalb des Gehäuses (5, 7) federnd gelagert ist. - Bodenbearbeitungsgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die federnde Lagerung in der Art erfolgt, dass die Walze (171) mittels Federkraft auf den zu bearbeitenden Boden gedrückt wird. - Bodenbearbeitungsgerät nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Walze (171) seitlich von schwenkbar und federnd gelagerten Schwingen (18, 19) gehalten wird. - Bodenbearbeitungsgerät nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Drehachse (151) der Antriebswelle (201) des Bürstenmotors (20) zur Rotationsachse (152) der Walze (171) beabstandet ist. - Bodenbearbeitungseinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Drehachse (150) der Antriebswelle (201) des Bürstenmotors (20) mit den Schwenkachsen (151) der Schwingen (18, 19) zusammenfällt.
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