Bodenbearbeitungsmaschine

Abstract

 Das Maschinengehäuse (11) ist mit Laufrädern (12) und einer Deichsel (14) versehen. Ein Arbeitselement (33) mit einem zentralen Durchlass und mit einer Bearbei­tungsfläche (42), die in Arbeitsstellung ganzflächig auf dem zu bearbeitenden Boden (43) aufliegt, ist mittels eines am Maschinengehäuse (11) montierten Elektromotors (15) in Drehung versetzbar. In dem durch den Durchlass umschlossenen Raum (34) ist eine Lenkrolle angeordnet, deren Lenkachse mit der Drehachse (31) des Arbeitsele­mentes (33) zusammenfällt. Die Lenkrolle (35) ist in Richtung ihrer Lenkachse verschiebbar gelagert und steht unter der Wirkung eines Druckfederelementes, das die Lenkrolle (35) gegen den Boden (43) drückt. Um eine Ver­fahrbarkeit der Maschine in beliebigen Richtungen zu ge­währleisten, und das Arbeitselement (33) auch mit be­scheidener Motorleistung mit einer hohen Drehzahl be­treiben zu können, sind die Laufräder (12) in Arbeits­stellung der Maschine vom Boden (43) abgehoben, während die Lenkrolle (35) mit einer Kraft auf den Boden (43) drückt, die dem Eigengewicht der Maschine (10) bis auf einen Rest entspricht, der einen spezifischen Auflage­druck des Arbeitselementes (33) auf dem Boden (43) von höchstens etwa 0,25 N/cm² ergibt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Bodenbearbeitungsmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Gattung.

[0002] Eine solche Bodenbearbeitungsmaschine ist beispielsweise aus der US-PS 4,365,377 bekannt. Das Arbeitselement kann beispielsweise aus einem Filz, aus einem groben Wirrfa­servlies, aus steifen, gekräuselten Filamenten oder aus einer Scheibenbürste bestehen. Das Arbeitselement ver­dankt diesem Gefüge bzw. Aufbau eine begrenzte Kompres­sibilität. Bei der bekannten Maschine ist die durch die Bearbeitungsfläche definierte Ebene eine Tangentialebene zu den koaxial zueinander angeordneten Laufräder. Das heisst, dass die Maschine in Arbeitsstellung zumindest mit einem Teil ihres Eigengewichtes über die Laufräder auf dem zu bearbeitenden Boden abgestützt ist.

[0003] Dadurch ist es zwar möglich, den schwersten Teil der Ma­schine, nämlich den Elektromotor, so anzuordnen, dass dessen Gewicht grösstenteils über die Laufräder abge­stützt ist. Andererseits birgt dies den Nachteil in sich, dass die Maschine in Arbeitsstellung normalerweise nur in einer zur gemeinsamen Achse der Laufräder recht­winkligen Richtung bewegt werden kann. Die unter Wirkung der Druckfeder stehende, in der Mitte des Arbeitselemen­tes angeordnete Lenkrolle soll lediglich dazu dienen, das seitliche "Wegdriften" der Maschine (und damit das "Radieren" der Laufräder) zu vermindern und der Bedie­nungsperson die Kraftanstrengung zu ersparen, die Ma­ schine über die Deichsel "auf Kurs" zu halten. Diese Tendenz zum seitlichen "Wegdriften" soll nur dann auf­treten, wenn die bekannte Maschine in der durch ihre Laufräder bestimmten Fahrrichtung beschleunigt oder ver­zögert wird und ist eine Folge der beschränkten Kompres­sibilität (d.h. des erhöhten Reibschlusses zum Boden, wenn komprimiert) des Arbeitselementes.

[0004] Ausserdem sind an der bekannten Maschine keine Massnah­men vorgesehen, um der unvermeidbaren Abnützung, d.h. der beim Gebrauch eintretenden Dickenverminderung des Arbeitselementes Rechnung zu tragen. Dies hat zur Konse­quenz, dass schon nach kurzer Benützungszeit das Ar­beitselement gar nicht mehr in der Lage ist, ganzflächig auf dem zu bearbeitenden Boden aufzuliegen, mit der Fol­ge, dass der spezifische Auflagedruck des Arbeitselemen­tes auf dem Boden nicht mehr regelmässig verteilt ist, womit die Tendenz zum seitlichen "Wegdriften" trotz der Lenkrolle erst recht ausgeprägt auftritt.

[0005] Der Erfindung ist daher die Aufgabe zugrundegelegt, eine Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der Nutzen aus den bei der bekannten Maschine als nachteilig beschriebenen Eigenschaften gezogen wird, d.h. dass die Maschine durch geschickte Führung durch die Bedienungs­person in beliebige Richtungen verfahren werden kann, und bei der der spezifische Auflagedruck des Arbeitsele­mentes (und damit das durch den Elektromotor zu überwin­dende Bremsmoment) zum einen im wesentlichen regelmässig verteilt und zum anderen praktisch unabhängig vom Eigen­gewicht der Maschine und praktisch unabhängig von der Abnützung des Arbeitselementes ist. Damit ist es auch möglich, mit einer relativ bescheidenen Nennleistung des Motors, d.h. mit einer bescheidenen, auch aus einer her­kömmlichen Steckdose beziehbaren Stromaufnahme des Mo­tors, dem Arbeitselement hohe Drehzahlen in der Grössen­ordnung von 1000 U/min. und mehr anstelle der bisher üb­lichen 400 - 500 U/min. zu erteilen, was namentlich beim Polieren von Fussböden mit glatten Oberflächen erwünscht ist.

[0006] Zur Lösung dieser Aufgabe weist die vorgeschlagene Ma­schine die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 um­schriebenen Merkmale auf.

[0007] In Arbeitsstellung sind damit die Laufräder vom zu bear­beitenden Boden abgehoben und dienen nur noch als Trans­porträder bei hochgekippter Maschine. Durch geschicktes "Verwinden" der Deichsel nach der einen oder andern Sei­te durch die Bedienungsperson kann dadurch die Maschine zur selbsttätigen Bewegung vorwärts oder rückwärts ver­anlasst werden. Auch das seitliche "Wegdriften" der Ma­schine wird damit zur herbeigewünschten Tugend, ohne dass die Regelmässigkeit des Auflagedruckes dank der Taumelfähigkeit des Arbeitselementes auf dem Boden we­sentlich beeinträchtigt würde, wobei dieser spezifische Auflagedruck nicht mehr vom Gesamtgewicht der Maschine abhängig ist, sondern nur noch von dessen vom Druckfe­derelement nicht kompensierten Rest.

[0008] Bei der vorgeschlagenene Maschine kommt damit der Lenk­rolle und dem dieser zugeordneten Druckfederelement die eigentliche Rolle einer ununterbrochenen, teilweisen Ab­stützung des Maschinengewichtes zu.

[0009] Weitere Vorteile der vorgeschlagenen Maschine ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfüh­rungsbeispieles anhand der Zeichnung. Es zeigt:

Fig. 1 eine Maschine in Arbeitsstellung, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 in grösserem Massstab einen Schnitt durch den zentralen Teil der Maschine, und

Fig. 3 eine Seitenansicht der Maschine in hochgekipp­ter Transportstellung.

[0010] Die in der Zeichnung dargestellte Bodenbearbeitungsma­schine 10 besitzt ein Gehäuse 11, das an seinem einen Ende mit einem Paar frei drehbar gelagerter, koaxial zueinander angeordneten Laufräder 12 (nur eines davon ist in Fig. 1 sichtbar) und mit einer bei 13 auf arre­tierbare Weise angelenkten Deichsel 14 versehen ist. Auf der Oberseite des bespielsweise aus Druckguss bestehen­den Gehäuses 11 ist ein vertikalachsiger Elektromotor 15, beispielsweise ein Doppelkondensatormotor für ein­phasigen Anschluss, angeflanscht, dessen zugeordnete, aus Anlauf- und Betriebskondensatoren bestehene Konden­satorbatterie mit 16 bezeichnet ist und ebenfalls auf der Oberseite des Gehäuses 11 verankert ist.

[0011] Die Abtriebswelle 17 des Motors 15 erstreckt sich durch das Gehäuse 11 nach unten und trägt eine aufgekeilte Zahnriemenscheibe 18. Diese Zahnriemenscheibe 18 ist mittels eines Zahnriemens 19 formschlüssig an eine wei­tere Zahnriemenscheibe 20 gekoppelt, die über ein Wälz­ lager 21 (Fig. 2) auf einem hohlen Wellenstummel 22 mit einem Endflansch 23 drehbar gelagert ist. Der Endflansch 23 ist auf nicht näher dargestellte Weise am Gehäuse 11 fest verankert.

[0012] Ein Antriebsflansch 24, der zugleich als Klemmring für die äussere Laufbahn des Wälzlagers 21 dient, ist an die Unterseite der Zahnriemenscheibe festgeschraubt und mit­tels einer Ringdichtung 25 gegen den unteren Endbereich des hohlen Wellenstummels 22 abgedichtet.

[0013] Ueber einen Kopplungsring 26 ist eine ringförmige An­triebsscheibe 27 drehfest mit dem Antriebsflansch 24 verbunden. An der Antriebsscheibe 27 ist beispielsweise durch Verklebung, eine elastisch komprimierbare Schicht 28, beispielsweise aus Schaumstoff oder aus Schaumgummi, befestigt, die etwa gleich dick wie die Antriebsscheibe 27 ist. Diese komprimierbare Schicht 28 ist umfangssei­tig von einem nach oben abstehenden Randflansch 29 einer Ringscheibe 30 umschlossen, deren obere, ebene Seite an der unteren Seite der komprimierbaren Schicht 28, bei­spielsweise durch Verklebung, befestigt ist. Dadurch ist die Ringscheibe 30 bezüglich der mit 31 bezeichneten Drehachse gegen die von der komprimierbaren Schicht 28 ausgehende Rückstellkraft beschränkt taumelfähig.

[0014] An der unteren Seite der Ringscheibe 30 ist auf aus­tauschbare Weise, beispielsweise mittels eines Kletten­verschlusses 32 (der Einfachheit halber als Schicht dar­gestellt) ein Arbeitselement 33 befestigt. Wie bereits erwähnt, kann das Arbeitselement 33 aus einem groben Wirrfaservlies (mit oder ohne eingelagertem Abrasiv­ oder Politurmaterial) oder aus einer Scheibenbürste bestehen.

[0015] Aus Fig. 1 und 2 ist zu ersehen, dass alle Elemente 27, 28, 30, 32 und 33 je einen zur Drehachse koaxialen Durchlass aufweisen, welche Durchlässe einen Raum 34 umschliessen. In diesem Raum 34 ist eine Lenkrolle 35 angeordnet, deren Lenkachse mit der Drehachse 31 zusam­menfällt. Der Schaft 36 der Lenkrolle 35 ist längsver­schiebbar in der durchgehenden Bohrung 37 des Wellen­stummels 22 gelagert und ist seinerseits mit einer Sack­bohrung 38 versehen.

[0016] In dieser Sackbohrung 38 steckt der Zylinder 40 eines Gasfederelemtes 39, dessen Kolbenstange 41 in einer Boh­rung an der unteren Seite des Gehäuses 11 abgestützt ist. Es versteht sich, dass das Gasfederelement 39 auch umgekehrt eingebaut werden kann. Das Gasfederelement 39 ist so bemessen, dass in der in Fig. 1 und 2 dargestell­ten Stellung der Maschine, d.h. wenn die Bearbeitungs­fläche 42 des Arbeitselementes 33 ganzflächig auf dem zu bearbeitenden Boden 43 aufliegt, die Lenkrolle 35 mit einer Kraft auf den Boden 43 gedrückt wird, die dem Ge­samtgewicht der Maschine bis auf einen Rest entspricht, wobei dieser Rest über das Arbeitselement 33 flächig mit einem Auflagedruck von höchstens etwa 0,25 N/cm² abge­stützt ist.

[0017] Rein beispielsweise kann das Gesamtgewicht der Maschine etwa bei 400 N liegen, der Aussendurchmesser des Ar­beitselementes 43 cm und sein Innendurchmesser etwa 12 cm betragen. Wird das Federelement so bemessen, dass die Lenkrolle 35 mit etwa 200 N gegen den Boden 43 drückt, dann beträgt der mittlere, spezifische Auflagedruck des Arbeitselementes 33 auf den Boden etwa 0,15 N/cm².

[0018] Das Gasfederelement 39 bietet den Vorteil einer prak­tisch konstanten Federkraft im Bereich des Federweges. Damit das Gasfederelement 39 den Schaft 36 der (unbela­steten) Lenkrolle 35 nicht aus der Bohrung 37 drücken kann, ist das obere Ende des Schaftes 36 mittels eines Federringes 44 gesichert, der bei unbelasteter Lenkrolle 35 gegen eine Schulter 45 im Endflansch 43 anschlägt.

[0019] Wird die Deichsel 14 in der in Fig. 3 gezeigten Bezugs­lage zum Gehäuse 11 arretiert, lässt sich die ganze Ma­schine 10 vom Boden 43 hochkippen, bis die Laufräder 12 auf dem Boden 43 anstehen. Dann kann die Maschine 11 be­quem transportiert werden.

[0020] Die Schicht 28 dient auch als "Stossdämpfer", der ver­hindert, dass Vibrationen, die von Unebenheiten des zu bearbeitenden Bodens 43 stammen und auf das Arbeitsele­ment 33 übetragen werden, nicht auf das Gehäuse 11 mit dem Motor 15 und an die Deichsel 14 weiterübertragen werden.

[0021] Der Fahrkranz der Lenkrolle 35 ist bezüglich Breite und Material so zu wählen, dass diese mit Sicherheit keine Fahrspuren in dem zu bearbeitenden Boden hinterlässt. Als zweckmässig hat sich eine Doppellenkrolle erwiesen.

[0022] Bei der beschriebenene Maschine lässt sich mit einer Mo­torleistung von lediglich etwa 1100 W bei einem Aussen­ durchmesser des Arbeitselementes von 43 cm dessen Be­triebsdrehzahl auf etwa 1000 U/min. festlegen, ohne dass der Motor überlastet würde. Die Maschine ist also beson­ders für Politurarbeiten geeignet.

Ansprüche

1. Bodenbearbeitungsmaschine mit einem mit Laufrä­dern und einer Deichsel versehenen Maschinengehäuse und mit einem einen zentralen Durchlass aufweisenden Ar­beitselement mit einer ebenen Bearbeitungsfläche, die in Arbeitsstellung der Maschine dazu bestimmt ist, ganzflä­chig auf dem zu bearbeitenden Boden aufzuliegen, und die mittels eines am Maschinengehäuse montierten Elektromo­tors in Drehung versetzbar ist, wobei die Lenkachse einer längs derselben verschiebbar gelagerten Lenkrolle koaxial zur Drehachse des Arbeitselementes angeordnet ist, welche Lenkrolle über ein in Richtung der Lenkachse wirkendes Druckfederelement am Maschinenghäuse abge­stützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufräder von der durch die Bearbeitungsfläche des Arbeitselemen­tes definierten Ebene abgehoben sind und in Arbeitsstel­lung der Maschine das Federelement die Lenkrolle mit einer Kraft auf den zu bearbeitenden Boden drückt, wel­che das Eigengewicht der Maschine bis auf einen Rest kompensiert, der einen spezifischen Auflagedruck des Ar­beitselementes von höchstens etwa 0,25 N/cm ergibt, wo­bei das Arbeitselement bezüglich seiner Drehachse gegen die Wirkung einer Rückstellkraft beschränkt taumelfähig ist.

2. Bodenbearbeitungsmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckfederelement auf eine mindestens näherungsweise konstante Federkraft vorgespannt ist.

3. Bodenbearbeitungsmaschine nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckfederelement durch eine vorgespannte Gasfeder gebildet ist.

4. Bodenbearbeitungsmaschine nach einem der Patent­ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ar­beitselement auf austauschbare Weise auf einer Ring­scheibe befestigt ist, die unter Zwischenlage eines ela­stisch komprimierbaren Elementes an einer Antriebsschei­be befestigt ist.

5. Bodenbearbeitungsmaschine nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisch komprimierba­re Element aus Schaumstoff, beispielsweise aus Schaum­gummi, besteht.

Zeichnung