Einstellvorrichtung für Bodenpflegegeräte

Abstract

 Bei Anordnungen dieser Art mit angetriebener Bürstwalze ist vorgesehen, daß die Bürstwalze (2) drehmomentenabhängig selbsttätig höheneinstellbar ist. Hierzu wird zwischen Antrieb (1) und Bürstwalze (2) eine Feder (11) als Kupplungselement angeordnet, die auf das Drehmoment für die Arbeitsphase abgestimmt ist. Bei Abweichungen vom eingestellten Drehmoment werden Stellsignale für eine motorische Hö­heneinstellung der Laufrolle (6) erzeugt bis das vorgege­bene Drehmoment der Bürstwalze (2) sich wieder einstellt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Einstellvorrichtung für Bodenpflegegeräte, insbesondere Teppichreinigungs­geräte, in Form eines Bürststaubsaugers mit motorge­triebener Bürstwalze, wobei die Bürstwalze in einem dem Boden zugewandten Bürstvorsatz mit Laufrollen angeord­net ist und zur Anpassung der Bürstwalze an die vor­liegenden Arbeitsverhältnisse, wie Florhöhe und Bür­stenabnutzung, wenigstens eine Laufrolle höhenein­stellbar zur Verstellung der Bürstwalze zum Boden an­geordnet ist.

[0002] Bodenpflegegeräte dieser Art sind zur wirkungsvollen Pflege von Teppichen bekannt. Es bestehst dabei im Be­reich der Bürstsauger die Unterscheidung, zwischen Ge­räten mit einem Motor, der gleichzeitig saugt und die Bürste antreibt, und sogenannten Zweimotoren-Geräten. Es sind bereits derartige Bürstsauger bekannt, bei de­nen die Bürstenfunktion elektronisch überwacht wird, indem der vom Bürstenantriebsmotor aufgenommene Strom als Meßgröße genutzt wird. Die elektronische Schaltung zeigt dabei über Anzeigemittel an, ob der Motor mit Normalbelastung oder mit einer einen vorbestimmten Grenzwert über- oder unterschreitenden Belastung be­trieben wird. Damit wird angezeigt, ob die Bürstwalze noch genügend in den Teppichflor eingreift, um eine effektive Reinigung zu erreichen. Wenn dieses nicht der Fall war, wurde die Bürste durch manuelles Verstellen von Laufrollen bzw. der Bürstwalze selbst entsprechend nachgestellt, um somit wieder eine optimierte Einstel­lung zu erzielen.

[0003] Insbesondere im gewerblichen Anwendungsbereich bei der Reinigung verschiedenartiger Teppiche, muß somit zur effektiven Reinigung die Höheneinstellung ständig ge­ändert werden. Dieses wird aber in der Praxis nur be­dingt durchgeführt.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, eine selbsttätige Höhen­anpassung der Bürstwalze an die vorliegenden Verhält­nisse mit einem geringen Aufwand zu schaffen, um eine gute Reinigungswirkung auf verschiedenen Belägen zu ermöglichen und die Schiebekraft des Gerätes gering zu halten sowie auch eine Berücksichtigung der Abnutzung der eingesetzten Bürstwalze zu gewährleisten.

[0005] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß da­durch, daß zwischen der Bürstwalze und dem Antrieb eine Einrichtung zur Erfassung eines auftretenden Drehmo­mentes angeordnet und ein Vergleich mit einem einge­stellten Drehmoment für die Arbeitsphase durchführbar ist und daß ermittelte Abweichungen als Stellsignale für eine motorische Höheneinstellung der Laufrolle des Bürstvorsatzes zur Einstellung auf das vorgegebene Drehmoment der Bürstwalze erzeugbar sind.

[0006] Hierdurch ist auf einfache Weise ein gleichbleibendes Drehmoment an der Bürstwalze mit einer optimierten Reinigungswirkung einstellbar, wobei die Art des zu reinigenden Bodens, die Höhe des Teppichflors und der Grad der Abnutzung der Bürstwalze selbsttätig berück­sichtigt werden. Gleichzeitig wird dadurch die Schie­bekraft bei guter Reinigungswirkung gering gehalten.

[0007] Eine einfache Ausgestaltung der Erfindung besteht dar­in, daß zwischen dem Antrieb und der Bürstwalze eine Feder als Kupplungselement angeordnet ist, die auf das Drehmoment für die Arbeitsphase abgestimmt ist und zwischen Bürstwalze und Antrieb korrespondierende Ele­mente in der Art von Steuerscheiben zur Aufnahme von Steuerbahnen und Kontakten derart angeordnet sind, daß bei vom eingestellten Drehmoment abweichenden Drehmo­menten eine Verdrehung der Steuerscheiben infolgedessen eingestellt und Stellsignale zur Höheneinstellung der Laufrolle erzeugt werden.

[0008] Zur Ausbildung der Steuerung wird vorgeschlagen, daß die Steuerbahnen durch elektrische Kontaktbahnen für das Anheben und das Absenken auf der einen Steuer­scheibe gebildet sind, denen ein Schleifkontakt auf der anderen Steuerscheibe zugeordnet ist und zwischen den Kontaktbahnen in der Stellung für das vorgegebene ein­gestellte Drehmoment keine Kontaktbahn ausgebildet ist.

[0009] Zur Überlastungssicherung ist vorgesehen, daß der An­trieb für die Bürstwalze zusätzlich über einen Bolzen mit der Steuerscheibe gekoppelt ist, wobei der Bolzen in einer zugeordneten Nut der Steuerscheibe im Bereich der Verdrehung für die Stellsignale der Höheneinstel­lung frei beweglich ist und bei einer Blockierung der Bürstwalze eine Verdrehung der Steuerscheibe mit einer Zuordnung korrespondierender elektrischer Kontakte zur elektrischen Ausschaltung des Antriebes einstellbar ist.

[0010] Um einen einwandfreien Betrieb bei der Inbetriebnahme zu schaffen, wird vorgeschlagen, daß der elektrischen Schaltungsanordnung eine Verzögerungsschaltung für die Einschaltphase des Antriebsmotors vorgeschaltet ist.

[0011] Eine günstige Ausgestaltung besteht darin, daß eine zum Antrieb dienende Riemenscheibe mit ihrer Stirnfläche gleichzeitig als Steuerscheibe ausgebildet ist.

[0012] Zur Absicherung der Anordnung, wird in Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß zwischen der Riemen­scheibe und der Bürstwalze eine Rutschkupplung als Überlastschutz angeordnet ist. Hierbei ist vorgesehen, daß die Riemenscheibe die Rutschkupplung aufnimmt, wo­bei eine mit der Bürstwalze verbundene Bremstrommel angeordnet ist und die Riemenscheibe mit Bremsbelägen verbundene Federn trägt.

[0013] Eine einfache Steuerung wird dadurch ermöglicht, daß die höheneinstellbare Laufrolle über einen elektrischen Stellmotor unter Zwischenschaltung eines Getriebes steuerbar ist.

[0014] Ferner wird zur Erzielung von schnellen Einstellmög­lichkeiten mit kurzen Stellwegen vorgeschlagen, daß die höheneinstellbare Laufrolle über einen Exzenter ange­ordnet ist. Alternativ wird vorgeschlagen, daß die hö­heneinstellbare Laufrolle über eine gekröpfte Welle angeordnet ist.

[0015] In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfin­dung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Bürstvorsatz in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung einer Drehmoment­erfassungs- und Vergleichseinrichtung mit einer Feder,

Fig. 3 eine Seitenansicht auf eine Riemenscheibe, die gleichzeitig als Steuerscheibe mit elektrischen Kontaktbahnen ausgebildet ist,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer Ein­stellvorrichtung mit Rutschkupplung.

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Dreh­momenterfassungs- und Vergleichseinrich­tung gemäß Fig. 2.

[0016] Der dargestellte Bürstvorsatz nimmt einen Gebläse­motor 1 auf, der gleichzeitig eine Bürstwalze 2 über Zahnriemen 3 und 4 antreibt. Der gesamte Bürstvorsatz ist über zwei hintere Laufrollen 5 und eine vordere Laufrolle 6 gegenüber dem Boden abgestützt. Die Lauf­rolle 6 ist dabei höhenverstellbar angeordnet, so daß hierdurch die Bürstwalze 2 mit ihren Borsten ebenfalls höhenverstellbar angeordnet ist und eine Anpassung an den zu bearbeitenden Teppichflor durchgeführt wird. Zur Verstellung der Laufrolle 6 ist ein Stellmotor 7 ange­ordnet, der über ein Getriebe 8 auf die Laufrolle 6 einwirkt. Die Laufrolle 6 ist über einen Exzenter 9 gelagert, um mit geringen Stellbewegungen eine große Höhenänderung herbeizuführen.

[0017] Zur Anpassung an den zu reinigenden Boden, unter Be­rücksichtigung des Teppichflors, wird das zu übertra­gende Drehmoment an der Bürstwalze 2 konstant gehalten und dementsprechend eine Verstellung der Laufrolle 6 vorgenommen.

[0018] Hierzu wird der vom Gebläsemotor 1 als Antrieb dienende Zahnriemen 3 über eine Riemenscheibe 10 geführt und die Antriebsleistung des Motors unter Zwischenschaltung einer auf das vorgegebene Drehmoment für die Bürstwalze 2 abgestimmte Feder 11 übertragen. Die weitere Über­tragung der Antriebsbewegung erfolgt über eine Steuer­scheibe 12, die mit einer Welle 13 formschlüssig ver­bunden ist und ein Riemenritzel 14 trägt, das wiederum über einen Riemen 4 die Bürstwalze 2 antreibt. Die Riemenscheibe 10 bildet auf einer Stirnseite eine Steuerscheibe 15 mit elektrischen Kontaktbahnen 28 und 29, die zur Erzeugung eines Stellsignales für das Ab­senken und das Anheben der Laufrolle 6 dienen, während ein unterbrochener Bereich 30 zwischen den Kontakt­bahnen 28, 29 die richtige Einstellung der Laufrolle 6 signalisiert. Hierzu ist der Steuerscheibe 15 die Steuerscheibe 12 zugeordnet, die einen entsprechenden Schleifkontakt 16 trägt und den Kontaktbahnen 28 und 29 zugeordnet ist.

[0019] Ferner besitzt die Steuerscheibe 15 eine weitere Kon­taktbahn 31, der ein Schleifkontakt 18 der Steuer­scheibe 12 zugeordnet ist, um eine Abschaltung des Ge­bläsemotors 1 bei einer Blockierung der Bürstwalze 2 vorzunehmen. Hierbei ist zusätzlich ein Bolzen 19 an der Riemenscheibe 10 angeordnet, der in eine Nut 20 der Steuerscheibe 12 eingreift, wobei die Nut entsprechend des Verdrehwinkels für die Höheneinstellung bemessen ist.

[0020] Bei Überlast durch Blockierung der Bürstwalze 2 oder ein zu hohes Drehmoment erfolgt eine Verdrehung der Steuerscheibe 12 bis zum Anschlag an den Bolzen 19, wobei sich dann der Schleifkontakt 18 auf der Kontakt­bahn 31 befindet und der Gebläsemotor 1 abgeschaltet wird. Die Schleifkontakte 16 und 18 stehen mit ent­sprechenden Schleifbahnen 21, 22 in Verbindung und die Signale werden über entsprechende Kontakte 23, 24 ab­genommen und als Stellsignale entsprechend zu einer Steuerschaltung geführt.

[0021] Wenn das von der Bürste erzeugte Drehmoment durch den Verschleiß der Borsten immer geringer wird und ein Nachstellen durch Einziehen der Laufrolle 6 nicht mehr möglich ist, da diese den Endpunkt erreicht hat, der Schleifkontakt 18 die Schleifbahn 17 erreicht, wird ein Signal zum Bürstenwechsel gegeben.

[0022] Die eingeschaltete Feder 11 ist auf das zu übertragende Drehmoment für eine optimierte Arbeitsweise der Bürst­walze 2 abgestimmt und hält somit während der Überein­stimmung mit diesem Drehmoment die Steuerscheiben 12, 15 in einer Zuordnung, daß der Schleifkontakt 16 sich im Bereich 30 zwischen den Kontaktbahnen 28 und 29 be­findet.

[0023] Beim Verdrehen der Steuerscheiben 12, 15 zueinander in den Bereich der Kontaktbahn 28 ist das abgenommene Drehmoment an der Bürstwalze 2 zu klein, d.h. die Bürstwalze 2 muß abgesenkt werden, da sie nicht tief genug in den Teppichflor eingreift. In diesem Fall wird über die Kontaktbahn 28, den Schleifkontakt 16, die Schleifbahn 21 und den Kontakt 23 ein Stellsignal für den Stellmotor 7 erzeugt, der die Laufrolle 6 einfährt und somit die Bürstwalze 2 abgesenkt wird. Dieser Vor­gang dauert an, bis das vorgegebene Solldrehmoment er­reicht ist und der Schleifkontakt 16 sich wieder im Bereich 30 zwischen den Kontaktbahnen 28 und 29 befin­det.

[0024] Bei einem Wechsel zu einem Teppich mit längerem Flor, tritt zwangsläufig ein höheres Drehmoment auf, da die Bürstwalze 2 tiefer in den Teppich einsinkt. Hierbei werden die zugeordneten Steuerscheiben 12, 15 über die zwischengeschaltete Feder 11 derart verdreht, daß der Schleifkontakt 16 sich im Bereich der Kontaktbahn 29 0befindet und ein entsprechendes Stellsignal für den Stellmotor 7 zum Ausfahren der Laufrolle 6 erzeugt wird, so daß die Bürstwalze 2 angehoben wird und das vorgegebene Solldrehmoment erreicht wird.

[0025] In der Praxis kommt es vor, daß sich das Moment an der Bürstwalze 2 durch eingesaugte Fremdkörper, wie Lappen und Schnüre, stark erhöht. In diesem Fall verdrehen sich die Steuerscheiben 12, 15 soweit gegeneinander, bis der Bolzen 19 am Ende der Nut 20 anschlägt und sich der Schleifkontakt 18 auf der Schleifbahn 31 befindet und dadurch der Gebläsemotor 1 abgeschaltet wird.

[0026] Damit bei betriebsbedingten kurzzeitigen Drehmoment­veränderungen, die beispielsweise bei Änderungen der Bewegungsrichtung auftreten, keine Abschaltung das Ge­rät erfolgt, ist in die Steuerung eine Verzögerungs­schaltung integriert, um einen einwandfreien Betrieb zu gewährleisten.

[0027] In dem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist parallel zur Feder 11 als Kupplungselement eine Rutsch­kupplung eingeschaltet. Hierzu sind mit der Riemen­scheibe 10 Federn 24 verbunden, die mit Bremsbelägen 25 versehen sind und das Drehmoment der Bürstenwalze 2 auf eine zugeordnete Bremstrommel 26 übertragen. Die Vor­spannung der Federn 24 ist dabei auf ein Maximal­drehmoment eingestellt.

[0028] Hierdurch wird bei extremer Erhöhung des Drehmomentes oder einer Blockierung erreicht, daß die Bremsbeläge 25 in der Bremstrommel 26 durchrutschen und eine Beschä­digung des Antriebssystemes nicht auftritt.

[0029] In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Erzeugung eines Stellsignals für das Absenken und das Anheben der Laufrolle 6 dargestellt. Es wird hierbei die Riemenscheibe 10 wiederum vom Antriebsmotor 1 angetrieben und ist über die Feder 11 mit der Steuer­scheibe 12 verbunden, wobei die Feder 11 über eine justierbare Stellscheibe 32 eingreift. Diese Stellscheibe 32 ist mit der Steuerscheibe 12 verzahnt angeordnet und durch eine Stellschraube 33 nach Ein­stellung festlegbar. Hierdurch ist die Federspannung korrigierbar und auf einen gewünschten Stellwert einstellbar. Diese Einstellungsmöglichkeit ist deshalb wichtig, da die Streuung der Federkräfte mitunter größer sein kann, als die durch unterschiedliche Belastung der Bürste auftretenden Kräfte an der Feder. Der weitere Antrieb erfolgt von der Steuerscheibe 12 über die hier außerhalb befindliche Rutschkupplung, bestehend aus Feder 24, Bremsbelag 25 und Bremstrommel 26, auf die Welle 13 und das Riemenritzel 14, von dem über einen Riemen 4 die Bürste 8 angetrieben wird.

[0030] Während bei den Ausführungen gemäß Fig. 2 bis 4 der Verdrehwinkel der beiden Steuerscheiben 12 und 15 zueinander über Schleifbahnen 28,29 und Schleifkontakte 16 zur Auswertung abgenommen wurde, erfolgt bei dieser Variante eine kontaktlose Messung des Verdrehwinkels. Hierzu sind an den Steuerscheiben 12,15 Magnete 34 und 35 angeordnet, deren Winkelabstand durch die Verdrehung vom jeweiligen zu übertragenden Drehmoment abhängt und erregen wechselweise einen zwischen den Steuerscheiben 12,15 angeordneten Sensor 36 als Hallgenerator, der dadurch ein Impuls-Pause-Verhältnis abbildet, das über eine nachgeschaltete Elektronik, wie einen Mikro­prozessor, ausgewertet wird. Die daraus folgenden Steuerbefehle werden an den Stellmotor 7 weitergeleitet und über das Stellgetriebe 8 auf die Stellrolle 6 übertragen.

Ansprüche

1. Einstellvorrichtung für Bodenpflegegeräte, insbe­sondere Teppichreinigungsgeräte, in Form eines Bürststaubsaugers mit motorbetriebener Bürstwalze, wobei die Bürstwalze in einem dem Boden zugewandten Bürstvorsatz mit Laufrollen angeordnet ist und zur Anpassung der Bürstwalze an die vorliegenden Ar­beitsverhältnisse, wie Florhöhe und Bürstenabnut­zung, wenigstens eine Laufrolle höheneinstellbar zur Verstellung der Bürstwalze zum Boden angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Bürstwalze (2) und dem Antrieb (1) eine Einrich­tung (11) zur Erfassung eines auftretenden Dreh­momentes angeordnet und ein Vergleich mit einem eingestellten Drehmoment für die Arbeitsphase durchführbar ist und daß ermittelte Abweichungen als Stellsignale für eine motorische Höheneinstel­lung der Laufrolle (6) des Bürstvorsatzes zur Ein­stellung auf das vorgegebene Drehmoment der Bürst­walze (2) erzeugbar sind.

2. Einstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß zwischen dem Antrieb (1) und der Bürstwalze (2) eine Feder (11) als Kupplungselement angeordnet ist, die auf das Drehmoment für die Ar­beitsphase abgestimmt ist und zwischen Bürst­walze (2) und Antrieb (1) korrespondierende Ele­mente in der Art von Steuerscheiben (12,15) zur Aufnahme von Steuerbahnen (17,28,29 31) und Kon­takten (16,18) derart angeordnet sind, daß bei vom eingestellten Drehmoment abweichenden Drehmomenten eine Verdrehung der Steuerscheiben (12,15) infol­gedessen eingestellt und Stellsignale zur Höhen­einstellung der Laufrolle (6) erzeugt werden.

3. Einstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerbahnen durch elek­trische Kontaktbahnen (28,29) für das Anheben und das Absenken auf der einen Steuerscheibe (15) ge­bildet sind, denen ein Schleifkontakt (16) auf der anderen Steuerscheibe (12) zugeordnet ist und zwi­schen den Kontaktbahnen (28,29) in der Stellung für das vorgegebene eingestellte Drehmoment keine Kon­taktbahn (30) ausgebildet ist.

4. Einstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (1) für die Bürstwalze (2) zusätzlich über einen Bolzen (19) mit der Steuerscheibe (12) gekoppelt ist, wo­bei der Bolzen (19) in einer zugeordneten Nut (20) der Steuerscheibe im Bereich der Verdrehung für die Stellsignale der Höheneinstellung frei beweglich ist und bei einer Blockierung der Bürstwalze (2) eine Verdrehung der Steuerscheibe (12) mit einer Zuordnung korrespondierender elektrischer Kontakte (17,18) zur elektrischen Ausschaltung des Antriebes (1) einstellbar ist.

5. Einstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrischen Schaltungsanordnung eine Verzögerungsschaltung für die Einschaltphase des Antriebsmotors (1) vorge­schaltet ist.

6. Einstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Antrieb (1) und der Bürstwalze (2) eine Feder (11) als Kupplungs­element angeordnet ist, die auf das Drehmoment für die Arbeitsphase abgestimmt ist und zwischen Bürstwalze (2) und Antrieb (1) korrespondierende Elemente in der Art von Steuerscheiben (12,15) zur Aufnahme von Magneten (34,35) und einem zugeord­neten Sensor (36), wie einen Hallgenerator, derart angeordnet sind, daß bei von eingestellten Dreh­momenten abweichenden Drehmomenten eine Verdrehung der Steuerscheiben (12,15) eingestellt und durch ein erfaßtes Impuls-Pause-Verhältnis des Sensors (36) über eine Auswerteschaltung Stellsignale zur Höheneinstellung der Laufrolle (6) erzeugt werden.

7. Einstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine zum Antrieb dienende Riemenscheibe (10) mit ihrer Stirnfläche gleichzeitig als Steuerscheibe (15) ausgebildet ist.

8. Einstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Riemenscheibe (10) und der Bürstwalze (2) eine Rutschkupplung (24 bis 26) als Überlastschutz an­geordnet ist.

9. Einstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, daß die Riemenscheibe (10) die Rutschkupp­lung aufnimmt, wobei eine mit der Bürstwalze (2) verbundene Bremstrommel (26) angeordnet ist und die Riemenscheibe (10) mit Bremsbelägen (25) verbundene Federn (24) trägt.

10. Einstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die höhenein­stellbare Laufrolle (6) über einen elektrischen Stellmotor (7) unter Zwischenschaltung eines Ge­triebes (8) steuerbar ist.

11. Einstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die höheneinstellbare Laufrolle (6) über einen Exzenter (9) angeordnet ist.

12. Einstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die höhenein­stellbare Laufrolle (6) über eine gekröpfte Welle angeordnet ist.

Zeichnung