WO2005084828A1

WO2005084828A1 - Flächenreinigungskopf

Info

Publication number: WO2005084828A1
Application number: PCT/EP2005/002178
Authority: WO
Inventors: Felix Treitz
Original assignee: Alfred Kärcher Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2004-03-05
Filing date: 2005-03-02
Publication date: 2005-09-15
Also published as: EP1720666A1; ATE486671T1; EP1720666B1; DE102004013057B3; DK1720666T3

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Flächenreinigungskopf (10) mit einem haubenförmigen, eine Flüssigkeitsabgabeöffnung (19) aufweisenden Gehäuse (12), in dem um eine Drehachse (35) frei drehbar zumindest ein Sprüharm (40, 41, 42) gelagert ist, der eine Düse (47, 48, 49) trägt, die bei Beaufschlagung mit unter Druck stehender Reinigungsflüssigkeit zusammen mit dem Sprüharm (40, 41, 42) um die Drehachse (35) umläuft. Um den Flächenreinigungskopf (10) derart weiterzubilden, daß eine Fläche (22) mit gleichmäßiger Reinigungswirkung auch in Eck- und Randbereichen gereinigt werden kann, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Flüssigkeitsabgabeöffnung (19) in einem schräg oder senkrecht zur Drehachse (335) ausgerichteten Bereich des Gehäuses (12) angeordnet ist, wobei von der Düse (47, 48, 49) durch die Flüssigkeitsabgabeöffnung (19) hindurch ein die zu reinigende Fläche (22) streifenförmig überdeckender Reinigungsflüssigkeitsstrahl abgebbar ist.

Description

Flächenreinigungskopf

Die Erfindung betrifft einen Flächenreinigungskopf mit einem haubenförmigen, eine Flussigkeitsabgabeoffnung aufweisenden Gehäuse, in dem um eine Drehachse frei drehbar zumindest ein Sprüharm gelagert ist, der eine Düse trägt, die bei Beaufschlagung mit unter Druck stehender Reinigungsflüssigkeit zusammen mit dem Sprüharm um die Drehachse umläuft.

Derartige Flächenreinigungsköpfe können an eine Quelle für unter Druck stehende Reinigungsflüssigkeit, beispielsweise an ein Hochdruckreinigungsgerät, angeschlossen werden. Aus der DE 102 06 013 Cl ist ein Flächenreinigungskopf bekannt, bei dem die Drehachse des Sprüharmes senkrecht zu der zu reinigenden Fläche ausgerichtet ist, die von allen Düsen gleichzeitig mit auf einer Kreisbahn umlaufenden Flüssigkeitsstrahlen beaufschlagt wird. Damit kann zwar eine gute Reinigungswirkung erzielt werden, es hat sich aber gezeigt, daß insbesondere Eck- und Randbereiche einer zu reinigenden Fläche nicht in allen Fällen vollständig von den Reinigungsflüssigkeitsstrahlen überdeckt werden können. Außerdem führt die kreisförmige Beaufschlagung der zu reinigenden Fläche zu Flächenüberschneidungen der Flüssigkeitsstrahlen, wenn der Flächenreinigungskopf entlang einer Arbeitsrichtung bewegt wird. Dies wiederum hat eine ungleichförmige Reinigungswirkung zur Folge.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Flächenreinigungskopf der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß eine Fläche mit gleichmäßiger Reinigungswirkung auch in Eck- und Randbereichen gereinigt werden kann.

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Diese Aufgabe wird bei einem Flächenreinigungskopf der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Flussigkeitsabgabeoffnung in einem schräg oder senkrecht zur Drehachse ausgerichteten Bereich des Gehäuses angeordnet ist, wobei von der umlaufenden Düse durch die Flussigkeitsabgabeoffnung hindurch ein die zu reinigende Fläche streifenförmig überdeckender Reinigungsflüssigkeitsstrahl abgebbar ist.

Erfindungsgemäß ist die Drehachse des Sprüharmes und der Düse schräg oder senkrecht zur Flussigkeitsabgabeoffnung des Gehäuses ausgerichtet, so daß die um die Drehachse umlaufende Düse nur entlang eines Teilbereichs ihrer Umlaufbewegung der Flussigkeitsabgabeoffnung zugewandt ist, während sie im restlichen Bereich ihrer Umlaufbewegung der Flussigkeitsabgabeoffnung abgewandt ist. Sie überstreicht daher bei ihrer Umlaufbewegung die Flussigkeitsabgabeoffnung und kann durch diese hindurch die zu reinigende Fläche streifenförmig mit einem Reinigungsflüssigkeitsstrahl beaufschlagen. Dies hat den Vorteil, daß die Fläche streifenförmig abgereinigt wird, wenn der Flächenreinigungskopf entlang einer Arbeitsrichtung bewegt wird. Der Abstand der Düse zur zu reinigenden Fläche kann sehr gering gehalten werden, so daß ein intensiver Reinigungsflüssigkeitsstrahl auf die Fläche gerichtet werden kann.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung hat außerdem den Vorteil, daß mittels des Flächenreinigungskopfes eine große Arbeitsbreite erzielbar ist bei geringem Abstand der Düse zu der zu reinigenden Fläche. Flächenüberschneidungen des Reinigungsflüssigkeitstrahles, wie sie bei der aus der DE 102 06 013 Cl bekannten Konstruktion nicht zu umgehen sind, können bei der erfindungs- gemäßen Ausgestaltung vermieden werden. Die zu reinigende Fläche kann gleichmäßig abgereinigt werden, wobei sich die stärkste Reinigungswirkung in einem zentralen Bereich des Flächenreinigungskopfes ergibt, während bei der aus der DE 102 06 013 Cl bekannten Konstruktion die stärkste Reinigungswirkung in einem Randbereich des Flächenreinigungskopfes auftritt.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Flächenreinigungskopfes besteht darin, daß dieser sehr flach ausgestaltet sein kann. Dies ist insbesondere zur Reinigung von Rand- und Eckbereichen einer Fläche, beispielsweise zur Reinigung von Treppenstufen, von großem Vorteil.

Günstig ist es, wenn die am Sprüharm gehaltene Düse als Punktstrahldüse ausgestaltet ist, denn dadurch kann ein intensiver Strahl von Reinigungsflüssigkeit erzeugt werden, der die zu reinigende Fläche streifenförmig überdeckt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Flächenreinigungskopfes ist die Düse während ihrer Umlaufbewegung um die Drehachse ungleichförmig mit Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar, wobei die größte Rei- nigungsflüssigkeitsbeaufschlagung bei Ausrichtung der Düse in Richtung auf die Flussigkeitsabgabeoffnung erfolgt. Wie bereits erläutert, ist die Düse entlang eines Teilbereichs ihrer Umlaufbewegung in Richtung der Flussigkeitsabgabeoffnung ausgerichtet, während sie im restlichen Bereich der Umlaufbewegung der Flussigkeitsabgabeoffnung abgewandt ist. Günstig ist es, wenn die Düse praktisch nur während ihres der Flussigkeitsabgabeoffnung zugewandten Teilbereiches der Umlaufbewegung mit Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar

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ist, während sie bei ihrer restlichen Umlaufbewegung praktisch keine Reini- gungsflüssigkeitsbeaufschlagung erfährt.

So daß kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die Düse über einen ersten, der Flussigkeitsabgabeoffnung zugewandten Teilbereich ihrer Umlaufbewegung mit einer maximalen Menge an Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar ist, während sie über einen zweiten, der Flussigkeitsabgabeoffnung abgewandten Teilbereich ihrer Umlaufbewegung mit einer minimalen Menge an Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, daß sie während ihres zweiten Teilbereiches überhaupt nicht mit Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar ist, das heißt während des zweiten Teilbereiches der Umlaufbewegung eine Reinigungsflüssigkeitzufuhr zur Düse unterbrochen ist.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Flächenreinigungskopf mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Sprüharme aufweist, an denen jeweils eine Düse gehalten ist, wobei die Düsen bei ihrer Umlaufbewegung jeweils mit mehr Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar sind, wenn sie der Flussigkeitsabgabeoffnung zugewandt sind als wenn sie der Flussigkeitsabgabeoffnung abgewandt sind. Die gemeinsam um die Drehachse umlaufenden Düsen werden immer dann mit einer größeren Menge von Reinigungsflüssigkeit versorgt, wenn sie der Flussigkeitsabgabeoffnung zugewandt sind. Somit erfolgt eine Reinigungsflüssigkeitzufuhr zu den Düsen sequentiell, indem jeweils die Düse mit einer größeren Menge an Reinigungsflüssigkeit versorgt wird, die gerade der Flussigkeitsabgabeoffnung zugewandt ist, während die der Flussigkeitsabgabeoffnung in diesem Moment abgewandten Düsen mit einer geringeren Menge an Reinigungsflüssigkeit versorgt werden, insbesondere kann für die letzt genannten Düsen die Reinigungsflüssigkeitzufuhr vollständig unterbrochen sein.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Flächenreinigungskopf drei in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnete Sprüharme mit einer Düse aufweist, wobei die Düsen jeweils über einen Teilbereich von etwa mindestens 120° ihrer Umlaufbewegung mit mehr Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar sind als über den restlichen Bereich ihrer Umlaufbewegung.

Von besonderem Vorteil ist es hierbei, wenn die Düsen jeweils über einen Teilbereich ihrer Umlaufbewegung von etwa 130° bis ungefähr 150°, insbesondere ca. 140°, mit mehr Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar sind als über den restlichen Bereich ihrer Umlaufbewegung. Eine derartige Ausgestaltung hat zur Folge, daß die Reinigungsflüssigkeitzufuhr zu den umlaufenden Düsen in einem Überschneidungsbereich von ungefähr 10° bis ca. 30°, insbesondere etwa 20°, gleichzeitig zu zwei Düsen erfolgt. Dies ist dann der Fall, wenn eine erste Düse ihren der Flussigkeitsabgabeoffnung zugewandten Teilbereich der Umlaufbewegung gerade verläßt, während eine zweite, in Umlaufrichtung nachfolgende Düse gerade in diesen Teilbereich eintritt.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist der mindestens eine Sprüharm drehbar an einer Hohlwelle gehalten, wobei die Hohlwelle eine Axialbohrung aufweist, die über eine in Umfangsrichtung der Hohlwelle lediglich über einen Teilbereich verlaufende Verbindungsnut mit einer Durchgangsbohrung des Sprüharmes in Strömungsverbindung bringbar ist. Ist der Sprüharm im Bereich der Verbindungsnut der Hohlwelle angeordnet, so besteht eine Strö- - 6

mungsverbindung zwischen der Axialbohrung der Hohlwelle und der Durchgangsbohrung der Sprüharmes. Die Verbindungsnut erstreckt sich allerdings in Umfangsrichtung lediglich über einen Teilbereich der Hohlwelle, so daß die Strömungsverbindung zwischen der Axialbohrung und der Durchgangsbohrung unterbrochen ist, wenn der Sprüharm eine Position außerhalb der Verbindungsnut einnimmt. Der um die Hohlwelle umlaufende Sprüharm wird somit bei einer Umlaufbewegung ungleichmäßig mit Reinigungsflüssigkeit versorgt, nämlich immer dann, wenn eine Strömungsverbindung zwischen der Axialbohrung und der Durchgangsbohrung über die Verbindungsnut besteht. Die am Sprüharm angeordnete Düse wird demzufolge während ihrer Umlaufbewegung ungleichmäßig mit Reinigungsflüssigkeit versorgt.

Günstig ist es, wenn der Sprüharm an einem die Hohlwelle umgebenden Lagerelement festgelegt ist. Das Lagerelement kann ein an der Hohlwelle anliegendes Gleitlager ausbilden, wobei zumindest dessen Gleitfläche beispielsweise aus Kunststoff gefertigt sein kann, insbesondere auf Basis eines PEEK (Poly- etheretherketon)-Materials. Alternativ kann vorgesehen sein, daß das Lagerelement mit Hilfe von Kugel- oder Wälzlagern an der Hohlwelle gehalten ist.

Die Hohlwelle ist bevorzugt aus Messing, Bronze oder rostfreiem Stahl gefertigt.

Zum Betreiben des Flächenreinigungskopfes wird dieser an eine Quelle für unter Druck stehende Reinigungsflüssigkeit, beispielsweise an eine Versorgungsleitung eines unter Druck stehenden Wasserversorgungssystems oder an eine Pumpe, insbesondere eine Hochdruckpumpe, angeschlossen und mit un-

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ter Druck stehender Reinigungsflüssigkeit versorgt. Letztere wird über den Sprüharm zur Düse geführt. Dabei baut sich einseitig, nämlich im Umfangs- bereich der Verbindungsnut, ein Druckfeld auf, das das Lagerelement in diesem Bereich von der Hohlwelle wegdrückt, wobei gleichzeitig auf der diametral gegenüberliegenden Seite das Lagerelement gegen die Hohlwelle gedrückt wird. Dies kann die Gleichförmigkeit der Drehbewegung des Lagerelements beeinträchtigen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist deshalb die Hohlwelle axial versetzt zur Verbindungsnut von mindestens einer Ringnut umgeben. Die Ringnut ermöglicht in Umfangsrichtung der Hohlwelle einen Druckausgleich und dient gleichzeitig der axialen Begrenzung des einseitig wirkenden Druckfeldes. Die Ringnut kann in geringem Abstand zur Verbindungsnut angeordnet sein, vorzugsweise in einem Abstand kleiner als etwa 3 mm, insbesondere in einem Abstand von etwa 0,5 mm bis etwa 3 mm.

Vorzugsweise ist in axialer Richtung zu beiden Seiten der Verbindungsnut eine Ringnut angeordnet. Es hat sich gezeigt, daß durch eine derartige Ausgestaltung eine besonders stabile Umlaufbewegung des Sprüharms erzielt werden kann.

Um eine strömungsdichte Verbindung zwischen der Hohlwelle und dem umgebenden Lagerelement zu gewährleisten, ist es günstig, wenn die Hohlwelle axial versetzt zur Verbindungsnut in Umfangsrichtung von einem Dichtungselement umgeben ist, vorzugsweise von einem Kolbenring.

Von Vorteil ist es hierbei, wenn die Hohlwelle an beiden Seiten der Verbindungsnut von einem Kolbenring umgeben ist.

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Der mindestens eine Kolbenring ist bei einer bevorzugten Ausführungsform aus einem Kunststoff auf Basis eines PEEK-Materials gefertigt, denn dies ermöglicht eine besonders leichtgängige Drehbarkeit des Lagerelementes.

Zur Erzielung einer Umlaufbewegung ist die Düse des erfindungsgemäßen Flächenreinigungskopfes schräg zum Sprüharm ausgerichtet, so daß von der abgegebenen Reinigungsflüssigkeit ein Rückstoßimpuls auf die Düse und den Sprüharm ausgeübt wird, aufgrund dessen der Sprüharm zusammen mit der Düse in Drehung versetzt wird. Hierbei sind in Abhängigkeit vom Druck der Reinigungsflüssigkeit Drehzahlen von etwa 500 Umdrehungen pro Minute bis ca. 6.000 Umdrehungen pro Minute erzielbar, vorzugsweise liegen die Drehzahlen in einem Bereich von etwa 1.500 Umdrehungen pro Minute bis etwa 3.000 Umdrehungen pro Minute.

Um die Drehzahlen des mindestens einen Sprüharmes zu begrenzen, ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, daß an mindestens einem Sprüharm ein Bremsflügel angeordnet ist, der die Luftreibung des Sprüharmes erhöht und dadurch die Umlaufbewegung des Sprüharmes abbremst.

Von Vorteil ist es hierbei, wenn am Gehäuse dem Bremsflügel benachbart zumindest eine Luftzufuhröffnung angeordnet ist. Dadurch kann ein "Luftkisseneffekt" erzielt werden, der die Führung des Flächenreinigungskopfes entlang der zu reinigenden Fläche erleichtert, indem Luft über die Luftzufuhröffnung in das Gehäuse einströmt und über die Flussigkeitsabgabeoffnung in Richtung der zu reinigenden Fläche aus dem Gehäuse austritt. Außerdem kann dadurch die Bremswirkung der Bremsflügel verstärkt werden.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die mindestens eine Luftzufuhröffnung wahlweise freigebbar und verschließbar ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Luftzufuhröffnung stufenlos freigebbar ist, so daß die Drehzahl des Sprüharmes und der durch den "Luftkisseneffekt" erzielte Auftrieb des Flächenreinigungskopfes vom Benutzer stufenlos verändert werden können.

Um die Reinigungswirkung zu erhöhen, umfaßt der Flächenreinigungskopf bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ein mit dem mindestens einen Sprüharm umlaufendes, die Flussigkeitsabgabeoffnung durchgreifendes mechanisches Reinigungselement. Mittels des mechanischen Reinigungselementes kann die zu reinigende Fläche mechanisch abgereinigt werden. So können beispielsweise die Flussigkeitsabgabeoffnung durchgreifende Reinigungsborsten zum Einsatz kommen. Es hat sich gezeigt, daß die kombinierte Verwendung eines Reinigungsflüssigkeitstrahles und eines mechanischen Reinigungselementes eine besonders gute Reinigung einer Fläche, insbesondere einer Hartfläche, ermöglicht.

Das mechanische Reinigungselement ist vorzugsweise an mindestens einem Sprüharm gehalten. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, daß ein mechanisches Reinigungselement axial versetzt zum Sprüharm an der Hohlwelle drehbar gelagert ist. Das mechanische Reinigungselement ist zusammen mit dem Sprüharm in Drehung versetzbar.

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Von Vorteil ist es, wenn die Flussigkeitsabgabeoffnung in Umfangsrichtung zumindest teilweise von einem flexiblen Spritzschutzelement umgeben ist. Dadurch kann auf konstruktiv einfache Weise sichergestellt werden, daß nur der von der Flussigkeitsabgabeoffnung überdeckte Bereich einer Fläche mit Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt wird.

Als Spritzschutzelement kommt vorzugsweise ein die Flussigkeitsabgabeoffnung umgebender Borstenstreifen oder eine Gummilippe zum Einsatz. Die Verwendung eines flexiblen Spritzschutzes hat zudem den Vorteil, daß mit seiner Hilfe eine mechanische Abreinigung der Fläche möglich ist.

Die Lagerung der voranstehend erläuterten Hohlwelle kann derart erfolgen, daß diese an einer in der Gebrauchslage der Flächenreinigungskopfes schräg oder senkrecht zur zu reinigenden Fläche ausrichtbaren Gehäusewand, vorzugsweise der Rückwand des Gehäuses, gehalten ist. Die Ausrichtung der Hohlwelle kann bevorzugt parallel oder in einem Winkel von maximal etwa 45° zur zu reinigenden Fläche erfolgen. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Hohlwelle senkrecht zur Gehäusewand ausgerichtet. Hierbei kann vorgesehen sein, daß die Hohlwelle das Gehäuse durchgreift und sowohl an einer Rückwand als auch an einer parallel zu dieser ausgerichteten Vorderwand des Gehäuses gehalten ist. Vorzugsweise umfaßt das Gehäuse eine bogenförmige Deckenwand, über die die Vorderwand mit der Rückwand verbunden ist. 11

Um die von der mindestens einen Düse auf die zu reinigende Fläche aufgebrachte Reinigungsflüssigkeit wieder aufnehmen zu können, ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, daß der Flächenreinigungskopf eine an die zu reinigende Fläche anlegbare Abstreiflippe aufweist. Mittels der Abstreiflippe kann die Reinigungsflüssigkeit entlang der Fläche verschoben werden. Hierbei ist es günstig, wenn die Abstreiflippe durch Verkippen des Gehäuses um eine parallel zur zu reinigenden Fläche ausrichtbare Kippachse an die Fläche anlegbar ist. Dies gibt die Möglichkeit, in einer ersten Kippstellung die Abstreiflippe im Abstand zur Fläche zu halten, um zunächst den Flächenreinigungskopf entlang der Fläche hin und her zu bewegen, anschließend kann das Gehäuse mit der Abstreiflippe in die zweite Kippstellung überführt werden, um die aufgebrachte Reinigungsflüssigkeit an der Fläche entlang zu verschieben.

Um die Handhabung des Flächenreinigungskopfes zu vereinfachen, ist es von Vorteil, wenn der Flächenreinigungskopf zumindest einen Rollkörper, beispielsweise zwei Laufräder, zum Abstützen des Flächenreinigungskopfes an der zu reinigenden Fläche aufweist. Hierbei ist es günstig, wenn der mindestens eine Rollkörper in Arbeitsrichtung hinter dem oder seitlich neben dem Gehäuse des Flächenreinigungskopfes angeordnet ist, denn dadurch wird eine Reinigung von Eckbereichen einer Fläche durch den Rollkörper kaum behindert.

Um die Aufnahme von auf die Fläche aufgebrachter Reinigungsflüssigkeit zu vereinfachen, ist es vorteilhaft, wenn der Flächenreinigungskopf einen an eine Unterdruckquelle anschließbaren Absaugkanal aufweist. Dies ermöglicht die Ausgestaltung des Flächenreinigungskopfes als Sprüh-Extraktionsgerät, mit - 12 -

dessen Hilfe eine zu reinigende Fläche mit Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar und diese anschließend wieder absaugbar ist.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Figur 1 : eine Schnittansicht entlang der Linie 1-1 in Figur 2 einer ersten Ausführungsform eines Flächenreinigungskopfes;

Figur 2: eine Schnittansicht der ersten Ausführungsform entlang der Linie 2- 2 in Figur 1;

Figur 3 : eine Schnittansicht entsprechend Figur 2 einer zweiten Ausführungsform eines Flächenreinigungskopfes;

Figur 4: eine vergrößerte Darstellung einer Hohlwelle des Flächenreinigungskopfes gemäß Figur 3;

Figur 5: eine Schnittansicht längs der Linie 5-5 in Figur 4;

Figur 6: eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines Flächenreinigungskopfes in einer ersten Kippstellung und

Figur 7: eine schematische Darstellung der dritten Ausführungsform des Flächenreinigungskopfes in einer zweiten Kippstellung. 13

In den Figuren 1 und 2 ist schematisch eine erste Ausführungsform eines insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 belegten erfindungsgemäßen Flächenreinigungskopfes dargestellt. Dieser umfaßt ein aus Kunststoff gefertigtes, haubenartiges Gehäuse 12 mit einer ebenen Rückwand 13, einer im Abstand zu dieser angeordneten ebenen Vorderwand 14 und einer die Rückwand 13 mit der Vorderwand 14 verbindenden bogenförmigen Deckenwand 15. Die Deckenwand 15 bildet eine geschlossene, halbzylinderförmige Oberseite des Gehäuses 12, und an die Deckenwand 15 schließen sich ebene Seitenwände 16, 17 an, die ebenfalls eine Verbindung zwischen der Rückwand 13 und der Vorderwand 14 ausbilden. Der Deckenwand 15 abgewandt begrenzen die Seitenwände 16 und 17 zusammen mit der Vorderwand 14 und Rückwand 13 eine Flussigkeitsabgabeoffnung 19 des Gehäuses 12, die von einem Borstenkranz 20 in Umfangsrichtung umgeben ist. Der Borstenkranz 20 ist an eine zu reinigende Fläche 22 anlegbar, ermöglicht eine mechanische Abreinigung dieser Fläche und dient gleichzeitig als Spritzschutz.

Die Vorderwand 14 ist von einer Stirnwand 24 überdeckt, die im Abstand zur Vorderwand 14 angeordnet ist und an ihrem der zu reinigenden Fläche 22 zugewandten Ende eine Abstreiflippe 25 aus Gummi trägt. Die Stirnwand 24 und die Vorderwand 14 begrenzen einen Absaugkanal 27, an dessen der zu reinigenden Fläche 22 abgewandtes Ende sich ein Absaugstutzen 28 anschließt, der an eine an sich bekannte und deshalb in der Zeichnung nicht dargestellte Absaugleitung anschließbar ist.

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Das Gehäuse 12 umgibt eine Hohlwelle 30, die an der Rückwand 13 gehalten ist und eine Axialbohrung 31 aufweist. Die Hohlwelle 30 trägt außerhalb des Gehäuses 12 einen Anschlußstutzen 33 zum Anschluß an eine an sich bekannte und deshalb in der Zeichnung nicht dargestellte Versorgungsleitung eines Versorgungssystems für unter Druck stehende Reinigungsflüssigkeit, beispielsweise an das Trinkwasserversorgungsnetz oder an die Druckleitung einer Pumpe, insbesondere an die Hochdruckleitung eines Hochdruckreinigungsgerätes. Die Hohlwelle 30 ist an der Rückwand 13 drehfest gehalten, und an der Hohlwelle 30 ist innerhalb des Gehäuses 12 um die durch die Längsachse der Hohlwelle 30 definierte Drehachse 35 frei drehbar ein Rotor 36 gelagert mit einer an der Hohlwelle 30 anliegenden Lagerbuchse 38 und von dieser radial abstehenden, in Umfangsrichtung in gleichmäßigem Abstand zueinander angeordneten Sprüharmen 40, 41 und 42. Die Lagerbuchse 38 bildet ein Gleitlager für den Rotor 36 und ist aus Kunststoff auf Basis eines PEEK- Materials gefertigt. Alternativ kann zur Herstellung der Lagerbuchse 38 ein Karbonwerkstoff zum Einsatz kommen.

Die Sprüharme 40, 41 und 42 weisen jeweils eine Durchgangsbohrung 43, 44 bzw. 45 auf und tragen an ihrem freien Ende jeweils eine Düse 47, 48 bzw. 49, die vorzugsweise lösbar mit dem jeweiligen Sprüharm 40, 41 bzw. 42 verbunden ist und beispielsweise als Punktstrahldüse ausgestaltet sein kann. Die Düsen 47, 48, 49 sind schräg zur Längsachse des jeweiligen Sprüharmes 40, 41 bzw. 42 ausgerichtet, vorzugsweise in einem Winkel von etwa 5° bis ca. 80°. Die winklige Anordnung der Düsen hat zur Folge, daß der Rotor 36 in Drehung versetzt wird, sobald die Düsen 47, 48, 49 mit Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt werden, das von den Düsen 47, 48, 49 entlang eines Teilbereiches ih-

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rer Umlaufbewegung auf die Flussigkeitsabgabeoffnung 19 gerichtet werden kann.

Die Strömungsverbindung zwischen der Axialbohrung 31 der Hohlwelle 30 und den Durchgangsbohrungen 43, 44, 45 der Sprüharme 40, 41, 42 erfolgt über eine Radialbohrung 51 der Hohlwelle 30 und eine sich in Strömungsrichtung an diese anschließende Verbindungsnut 52, die sich in Umfangsrichtung bezogen auf die Drehachse 35 lediglich über einen Teilbereich, nämlich einen Winkelbereich von etwa 120° erstreckt. Dies wird insbesondere aus Figur 1 deutlich.

Über den Anschlußstutzen 33 kann dem Flächenreinigungskopf 10 unter Druck stehende Reinigungsflüssigkeit zugeführt werden. Die Reinigungsflüssigkeit strömt über die Axialbohrung 31, die Radialbohrung 51 und die Verbindungsnut 52 zur Durchgangsbohrung 43, 44, 45 der Sprüharme 40, 41, 42 und wird anschließend von den Düsen 47, 48, 49 abgegeben. Die Düsen 47, 48, 49 werden hierbei nur dann mit Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt, wenn der jeweilige Sprüharm 40, 41 bzw. 42 im Bereich der Verbindungsnut 52 angeordnet ist. Bei einer derartigen Ausrichtung des Sprüharms ist die jeweilige Düse 47, 48 bzw. 49 in Richtung der Flussigkeitsabgabeoffnung 19 ausgerichtet, so daß ein Reinigungsflüssigkeitsstrahl durch die Flussigkeitsabgabeoffnung 19 hindurchtreten kann und folglich die zu reinigende Fläche 22 streifenförmig vom Reinigungsflüssigkeitstrahl beaufschlagt wird. Nimmt der jeweilige Sprüharm 40, 41, 42 eine Position außerhalb der Verbindungsnut 52 ein, so ist die Reinigungsflüssigkeitzufuhr zur jeweiligen Düse 47, 48, 49 unterbrochen. Dies ist dann der Fall, wenn die jeweilige Düse 47, 48, 49 der Flussigkeitsabgabeoffnung 19 abgewandt ist. Die Reinigungsflüssigkeitzufuhr zu den Düsen 47, 16 -

48, 49 erfolgt somit bei einer Umlaufbewegung der Düsen nur ungleichförmig und zwar wird jeweils diejenige Düse mit Reinigungsflüssigkeit versorgt, die gerade der Flussigkeitsabgabeoffnung 19 zugewandt ist.

In axialer Richtung versetzt zu den Sprüharmen 40, 41, 42 trägt die Lagerbuchse 38, der Vorderwand 14 benachbart, ein mechanisches Reinigungselement in Form von radial abstehenden Reinigungsborsten 54, die drehfest an der Lagerbuchse 38 gehalten sind und mit ihren freistehenden Endbereichen die Flussigkeitsabgabeoffnung 19 durchgreifen, so daß mittels der zusammen mit den Sprüharmen 40, 41, 42 drehbaren Reinigungsborsten 54 die zu reinigende Fläche 22 mechanisch bearbeitet werden kann zur Verstärkung der Reinigungswirkung.

Die von den Düsen 47, 48, 49 auf die zu reinigende Fläche 22 aufgebrachte Reinigungsflüssigkeit kann über den Absaugkanal 27 abgesaugt werden, das heißt der Flächenreinigungskopf 10 kann als Sprüh-Extraktionsgerät zum Einsatz kommen, indem die zu reinigende Fläche 22 mittels des von den Düsen 47, 48, 49 abgegebenen Reinigungsflüssigkeitstrahles sowie der mechanischen Reinigungswirkung des Borstenkranzes 20 und der Reinigungsborsten 54 abgereinigt werden kann, und anschließend kann die auf die Fläche 22 aufgebrachte Flüssigkeit über den Absaugkanal 27 wieder abgesaugt werden.

In den Figuren 3, 4 und 5 ist schematisch eine zweiten Ausführungsform eines insgesamt mit dem Bezugszeichen 60 belegten Flächenreinigungskopfes dargestellt, der weitgehend identisch aufgebaut ist wie der voranstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 erläuterte Flächenreinigungskopf 10. Für identische Bauteile werden daher dieselben Bezugszeichen verwendet wie in den Figuren 1 und 2, diesbezüglich wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die voranstehenden Erläuterungen Bezug genommen.

Der Flächenreinigungskopf 60 umfaßt eine Hohlwelle 62 die sowohl an der Rückwand 13 als auch an der Vorderwand 14 drehfest gehalten ist und über die Vorderwand 14 übersteht. In ihrem überstehenden Endbereich trägt die Hohlwelle 62 eine um die Drehachse 35 drehbare Abdeckplatte 64. Letztere weist eine Ausnehmung 65 auf, die durch Drehung der Abdeckplatte 34 fluchtend zu einer Luftzufuhröffnung 67 der Vorderwand 14 ausgerichtet werden kann. Über die Ausnehmung 65 und die Luftzufuhröffnung 67 kann Luft in das Innere des Gehäuses 12 eintreten. Durch Verdrehen der Abdeckplatte 64 kann die Luftzufuhröffnung 67 abgedeckt werden, um die Luftzufuhr zu unterbinden.

Innerhalb des Gehäuses 12 trägt die Hohlwelle 62 des Flächenreinigungskopfes 60 einen Rotor 69, der entsprechend dem voranstehend erläuterten Rotor 36 des Flächenreinigungskopfes 10 drei radial abstehende Sprüharme 40, 41, 42 umfaßt, wobei in Figur 3 lediglich die Sprüharme 40 und 42 erkennbar sind. Die Sprüharme tragen jeweils zwei Bremsflügel 73, 74, die drehfest am jeweiligen Sprüharm festgelegt sind und den Luftwiderstand der sich drehenden Sprüharme erheblich erhöhen, insbesondere dann, wenn die Luftzufuhröffnung 67 von der Abdeckplatte 64 freigegeben ist. Gleichzeitig wird mittels der Bremsflügel 73, 74 bei geöffneter Luftzufuhröffnung 67 ein Luftkisseneffekt dergestalt erzielt, daß sich eine Luftströmung ausbildet, indem Luft über die Luftzufuhröffnung 67 in das Gehäuse 12 einströmt und über die Flussigkeitsabgabeoffnung 19 in Richtung der zu reinigenden Fläche 22 aus dem Gehäuse 18

12 herausströmt. Durch diese Luftströmung wird das Führen des Flächenreinigungskopfes 60 an der zu reinigenden Fläche entlang erleichtert.

In den Figuren 4 und 5 ist die Hohlwelle 62 vergrößert dargestellt. Daraus wird insbesondere deutlich, daß in axialer Richtung zu beiden Seiten der Radialbohrung 51 und der Verbindungsnut 52 jeweils eine Ringnut 76, 77 verläuft. Die Ringnuten 76, 77 sind in geringem Abstand neben der Verbindungsnut 52 angeordnet, vorzugsweise in einem Abstand von etwa 0,5 mm bis etwa 3 mm. Über die Ringnuten 76, 77 kann sich ausgehend vom Bereich der Verbindungsnut 52 unter Druck stehende Reinigungsflüssigkeit durch Leckage über den gesamten Umfang der Hohlwelle 62 ausbreiten, so daß sich der im Bereich der Verbindungsnut 52 herrschende Druck in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt. Die Ringnuten 76, 77 ermöglichen somit eine Druckentlastung, durch die eine einseitige, lediglich im Bereich der Verbindungsnut 52 herrschende Druckbelastung vermieden wird. Eine einseitige Druckbelastung hätte eine erhöhte Beanspruchung der Gleitlagerung des Rotors 69 zur Folge.

In axialem Abstand zu den Ringnuten 76 und 77 weist die Hohlwelle 62 jeweils eine ringförmige Dichtungsnut 79, 80 auf. An den Dichtungsnuten 79, 80 ist jeweils ein Dichtungselement, vorzugsweise ein Kolbenring 81, 82 angeordnet. Der Kolbenring ist bevorzugt aus Kunststoff auf PEEK-Basis gefertigt, der eine besonders leichtgängige Drehbarkeit des Rotors 69 ermöglicht.

In den Figuren 6 und 7 ist schematisch eine dritte Ausführungsform eines insgesamt mit dem Bezugszeichen 90 belegten Flächenreinigungskopfes dargestellt. Die Darstellung erfolgt sehr schematisiert. Zur Erzielung einer besseren - 19 -

Übersicht wurden in den Figuren 6 und 7 die zum Einsatz kommende Hohlwelle sowie der Rotor des Flächenreinigungskopfes 90 nicht dargestellt. Der Flächenreinigungskopf 90 ist weitgehend identisch ausgestaltet wie der voranstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 3, 4 und 5 dargestellten Flächenreinigungskopf 60. Für identische Bauteile werden daher in den Figuren 6 und 7 dieselben Bezugszeichen verwendet wie in den Figuren 3 bis 5. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird diesbezüglich auf die voranstehenden Erläuterungen Bezug genommen.

Im Unterschied zu den voranstehend erläuterten Flächenreinigungsköpfen 10 und 60 weist der Flächenreinigungskopf 90 in seinem rückwärtigen Bereich zwei um eine gemeinsame Drehachse 92 frei drehbare und starr miteinander verbundene Stützräder auf, wobei in den Figuren 6 und 7 lediglich ein Stützrad 93 dargestellt ist. Die Stützräder 93 sind jeweils an einem Lagerbock 94 gelagert, der außenseitig an die Rückwand 13 angeformt ist. Mittels der Stützräder 93 kann der Flächenreinigungskopf 90 auf einfache Weise an der zu reinigenden Fläche 22 entlang geführt werden.

Alternativ können statt Stützräder auch Gleitkufen zum Einsatz kommen, falls mittels des Flächenreinigungskopfes 90 beispielsweise ein Teppichboden gereinigt werden soll.

Die Stützräder 93 werden von einem außenseitig an die Rückwand 13 angeformten Ausleger 96 übergriffen, der an seinem freien Ende eine Abstreiflippe 97 trägt, die durch Verkippen des Flächenreinigungskopfes 90 um die Drehachse 92 an die zu reinigenden Fläche 22 angelegt werden kann. In einer er- 20

sten Kippstellung, die in Figur 6 dargestellt ist, kann der Flächenreinigungskopf 90 in Arbeitsrichtung 99 hin- und herbewegt werden, um die Fläche 22 mittels des Borstenkranzes 20 sowie des Reinigungsflüssigkeitstrahles abzureinigen. Anschließend kann der Flächenreinigungskopf 90 um die Drehachse 92 in die in Figur 7 dargestellte zweite Kippstellung überführt werden, in der die Abstreiflippe 97 die Fläche 22 abstreift und somit die auf die Fläche 22 aufgebrachte Reinigungsflüssigkeit an dieser entlang schiebt.

Aus dem Voranstehenden wird deutlich, daß mittels der Flächenreinigungsköpfe 10, 60 und 90 eine Fläche 22 streifenförmig abgereinigt werden kann, indem der jeweilige Flächenreinigungskopf 10, 60, 90 an der zu reinigenden Fläche 22 entlang gefühlt wird, wobei mittels mehrerer Düsen immer dann ein Reinigungsflüssigkeitstrahl auf die Fläche 22 gerichtet wird, wenn die Düsen der Flussigkeitsabgabeoffnung 19 des Gehäuses 12 zugewandt sind. Die Flussigkeitsabgabeoffnung 19 ist hierbei in einem Bereich des Gehäuses 12 angeordnet, der schräg oder senkrecht zur Drehachse 35 der Düsen positioniert ist.

Claims

- 21PATENTANSPRÜCHE

1. Flächenreinigungskopf mit einem haubenförmigen, eine Flussigkeitsabgabeoffnung aufweisenden Gehäuse, in dem um eine Drehachse frei drehbar zumindest ein Sprüharm gelagert ist, der eine Düse trägt, die bei Beaufschlagung mit unter Druck stehender Reinigungsflüssigkeit zusammen mit dem Sprüharm um die Drehachse umläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Flussigkeitsabgabeoffnung (19) in einem schräg oder senkrecht zur Drehachse (35) ausgerichteten Bereich des Gehäuses (12) angeordnet ist, wobei von der umlaufenden Düse (47, 48, 49) durch die Flussigkeitsabgabeoffnung (19) hindurch ein die zu reinigende Fläche (22) streifenförmig überdeckender Reinigungsflüssigkeitsstrahl abgebbar ist.

2. Flächenreinigungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (47, 48, 49) während ihrer Umlaufbewegung um die Drehachse (35) ungleichförmig mit Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar ist, wobei die größte Reinigungsflüssigkeitbeaufschlagung bei Ausrichtung der Düse (47, 48, 49) in Richtung der Flussigkeitsabgabeoffnung (19) erfolgt.

3. Flächenreinigungskopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse über einen ersten, der Flussigkeitsabgabeoffnung (19) zugewandten Teilbereich ihrer Umlaufbewegung mit einer maximalen Menge an Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar ist, während sie über einen zweiten, der Flussigkeitsabgabeoffnung (19) abgewandten Teilbereich ihrer Umlaufbe-

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wegung mit einer minimalen Menge an Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar ist.

4. Flächenreinigungskopf nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenreinigungskopf (10; 60; 90) mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Sprüharme (40, 41, 42) aufweist, an denen jeweils eine Düse (47, 48, 49) gehalten ist, wobei die Düsen (47, 48, 49) bei ihrer Umlaufbewegung jeweils mit mehr Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar sind, wenn sie der Flussigkeitsabgabeoffnung (19) zugewandt sind als wenn sie der Flussigkeitsabgabeoffnung (19) abgewandt sind.

5. Flächenreinigungskopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenreinigungskopf (10; 60; 90) drei in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnete Sprüharme (40, 41, 42) mit einer Düse (47, 48, 49) aufweist, wobei die Düsen (47, 48, 49) jeweils über einen Teilbereich von mindestens etwa 120° ihrer Umlaufbewegung mit mehr Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar sind als über den restlichen Bereich ihrer Umlaufbewegung.

6. Flächenreinigungskopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (47, 48, 49) jeweils über einen Teilbereich ihrer Umlaufbewegung von etwa 140° mit mehr Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar sind als über den restlichen Bereich ihrer Umlaufbewegung.

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7. Flächenreinigungskopf nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Sprüharm (40, 41, 42) drehbar an einer Hohlwelle (30; 62) gehalten ist, wobei die Hohlwelle (30; 62) eine Axialbohrung (31) aufweist, die über eine in Umfangsrichtung lediglich über einen Teilbereich verlaufende Verbindungsnut (52) mit einer Durchgangsbohrung (43, 44, 45) des Sprüharmes (40, 41, 42) in Strömungsverbindung bringbar ist.

8. Flächenreinigungskopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprüharm (40, 41, 42) an einem die Hohlwelle (30; 62) umgebenden Lagerelement (38) festgelegt ist.

9. Flächenreinigungskopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (38) ein Gleitlager ausbildet.

10. Flächenreinigungskopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Gleitfläche des Lagerelementes (38) aus Kunststoff auf Basis eines PEEK-Materials besteht.

11. Flächenreinigungskopf nach Anspruch 7, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (62) axial versetzt zur Verbindungsnut (52) von mindestens einer Ringnut (76, 77) umgeben ist.

12. Flächenreinigungskopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der mindestens einen Ringnut (76, 77) zur Verbindungsnut (52) etwa 0,5 mm bis etwa 3 mm beträgt.

13. Flächenreinigungskopf nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß in axialer Richtung zu beiden Seiten der Verbindungsnut (52) eine Ringnut (76, 77) angeordnet ist.

14. Flächenreinigungskopf nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (62) axial versetzt zur Verbindungsnut (52) zumindest einen Kolbenring (81, 82) trägt.

15. Flächenreinigungskopf nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Kolbenring (81, 82) aus Kunststoff auf Basis eines PEEK-Materials gefertigt ist.

16. Flächenreinigungskopf nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem Sprüharm (40, 41, 42) ein Bremsflügel (73, 74) angeordnet ist.

17. Flächenreinigungskopf nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) dem Bremsflügel (73, 74) benachbart zumindest eine Luftzufuhröffnung (67) aufweist.

18. Flächenreinigungskopf nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Luftzufuhröffnung (67) wahlweise freigebbar und verschließbar ist.

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19. Flächenreinigungskopf nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenreinigungskopf (10) ein mit dem mindestens einen Sprüharm (40, 41, 42) umlaufendes, die Flussigkeitsabgabeoffnung (19) durchgreifendes mechanisches Reinigungselement umfaßt.

20. Flächenreinigungskopf nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flussigkeitsabgabeoffnung (19) in Umfangsrichtung zumindest teilweise von einem flexiblen Spritzschutzelement (20) umgeben ist.

21. Flächenreinigungskopf nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Spritzschutzelement als die Flussigkeitsabgabeoffnung (19) umgebender Borstenstreifen (20) oder als Gummilippe ausgestaltet ist.

22. Flächenreinigungskopf nach einem der Ansprüche 7 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (30; 62) an einer in der Gebrauchslage des Flächenreinigungskopfes (10; 60; 90) schräg oder senkrecht zur zu reinigenden Fläche (22) ausrichtbaren Gehäusewand (13) gehalten ist.

23. Flächenreinigungskopf nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (30; 62) senkrecht zur Gehäusewand (13) ausgerichtet ist.

24. Flächenreinigungskopf nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenreinigungskopf (10; 60; 90) eine

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an die zu reinigende Fläche (22) anlegbare Abstreiflippe (25; 97) aufweist.

25. Flächenreinigungskopf nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenreinigungskopf (90) zumindest einen Rollkörper (93) zum Abstützen des Flächenreinigungskopfes (90) an der zu reinigenden Fläche (22) aufweist.

26. Flächenreinigungskopf nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenreinigungskopf (10) einen an eine Unterdruckquelle anschließbaren Absaugkanal (27) aufweist zur Aufnahme von Reinigungsflüssigkeit.