-
GEBIET DER TECHNIK
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Fußbodenreinigungsmaschine nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
HINTERGRUND UND STAND
DER TECHNIK
-
Es
sind verschiedene angetriebene Fußbodenreinigungsmaschinen bekannt,
die sich zu zwei Kategorien unterteilen lassen: Im ersten Fall steht
die Bedienungsperson auf dem Fußboden
und läuft
hinter der Maschine ("Nachlaufmaschinen"), im zweiten sitzt
die Bedienungsperson auf der Maschine selbst ("Aufsitzmaschinen"). Beide Systeme haben Vor- und Nachteile.
-
Obgleich
raumsparend und flexibel in der Handhabung, haben die "Nachlaufmaschinen" wie die der
EP 0 788 761 und
1 262138 Nachteile. Zunächst ist
ihre Reinigungsgeschwindigkeit begrenzt, da die Bedienungsperson
sie bewegen muss; ermüdet
diese, sinkt die Reinigungsgeschwindigkeit noch weiter. Da weiterhin
die Bedienungsperson hinter der Maschine herläuft, hat sie nur eine begrenzte
oder auch gar keine Sicht in den Arbeitsbereich. Folglich sind das
Reinigen entlang Kanten und ein präzises Lenken schwierig, was
die Ursache von Schäden
an der Maschine sowie an Einrichtungsgegenständen sein kann. Weiterhin muss
das gesamte Führen
und Lenken der Maschine von Hand erfolgen. In Folge der drehenden
Arbeitselemente will jedoch die Maschine aus der Sollrichtung ausbrechen,
was die Lenkung von Hand weiter erschwert dieses Problem ist in der
EP 0 788 761 angesprochen.
Folglich ist das Rück wärtsanfahren
von Wänden
zur Aufnahme von Reinigungslauge und Schmutz schwierig, wenn nicht unmöglich.
-
"Aufsitzmaschinen" wie die der
EP 0 951 857 beseitigen
die genannten Nachteile der Nachlaufmaschinen, aber um den Preis
anderer Nachteile. Erstens ist der Raumbedarf von Aufsitzmaschinen
gegenüber
Nachlaufmaschinen größer, da
sie groß genug
sein müssen,
dass die Bedienungsperson von einem Sitz aufgenommen werden kann.
Weiterhin ist es unzweckmäßig, dass
die Bedienungsperson fortwährend
ab- und aufsitzen muss, um Gegenstände aus dem Weg zu räumen oder
Müll aufzusammeln. Schließlich muss
in bestimmten Bereichen die Bedienungsperson in zwei Richtungen
lenken: vorwärts zum
Fahren und -seitlich zum Reinigen in der Nähe von Kanten.
-
Die
US 5 044 043 beschreibt
eine Fahr- und Lenksteuerung für
eine Fußbodenreinigungsmaschine,
die – im
Gegensatz zu einer Aufsitzmaschine, bei der die Bedienungsperson
unmittelbar auf der Maschine sitzt – von einer Person bedient
wird, die hinter ihr herläuft
oder auf einem gelenkig angekoppelten Hänger sitzend hinter ihr herfährt. Die
Fahrt- und Lenksteuerung reagiert wie bei einer Nachlaufmaschine,
falls die Bedienungsperson auf dem Hänger sitzt, der mit der Maschine
schwenkbar verbunden ist und ein Räderpaar sowie einen Sitz für die Bedienungsperson
aufweist. Folglich hat diese Maschine die meisten Nachteile herkömmlicher
Nachlaufmaschinen.
-
Die
EP 0 867 331 offenbart eine
Sitzanordnung für
eine von einem Fußgänger bedienbare Saugfegemaschine,
wobei die Sitzanordnung über ein
Chassis auf Rädern
mit der Maschine verbindbar ist und einen schwenkbar auf dem Chassis
gelagerten Sitz aufweist. Der Sitz ist zwischen einer ausgefahrenen
Arbeits- und einer
eingefahrenen Stellung hin- und herfahrbar und das Chassis zwischen
einem Ruhe- und einem Arbeitszustand ausfahrbar. Wie die
US 5 044 043 offenbart diese
Druckschrift einen Hänger
mit einem für
die Bedienungsperson vorgesehenen Sitz, der sich hinter der Maschine
befindet und daher die gleichen Nachteile hat.
-
Die
US 5 507138 beschreibt einen
Rasenmäher,
dessen Bedienungsperson auf einer Plattform zwischen den Hinterrädern steht.
Da diese Maschine nicht auf das Reinigen von Fußböden, sondern auf das Mähen von
Rasenflächen
gerichtet ist und daher auf unebenem Grund ggf. mit steilen Steigungen
fahren muss, liegt die Plattform so nahe am Boden wie möglich. Weiterhin
ist die Maschine mit für den
Außeneinsatz
profilierten Rädern
sowie mit einem schweren Verbrennungskraftmotor für die Mähmechanik
ausgerüstet,
die rauen Außenbedingungen gewachsen
ist. Dabei werden die Hinterräder
jeweils von einem Hydaulikmotor angetrieben, der in Strömungsverbindung
mit einer Hydraulikpumpe steht. Bei laufendem Mähermotor wird die Druckflüssigkeit den
Radmotoren einzeln zugeführt,
wobei die Fahrtrichtung der Motore von der Flussrichtung des Druckmittels,
d.h. vom Fluidströmungsweg
in entsprechenden Leitungen abhängt.
Auf diese Weise kann die Bedienungsperson entweder beide Hinterräder vor-/rückwärts oder
eines vor- und das andere rückwärts antreiben.
In Folge des erwähnten
Aufbaus der Hydraulikmotore muss jedoch die Bedienungsperson die
Laufrichtung jedes Motors vorwählen,
was zu erheblichem Rumpeln beim Ändern
der Laufrichtung eines Motors führt.
Derartige Antriebe sind daher für den
Inneneinsatz und insbesondere für
Reinigungszwecke ungeeignet. Im allgemeinen sind weder ein leichtes
Gewicht noch eine hohe Beweglichkeit auf flachem Untergrund berücksichtigt.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Es
ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Fußbodenreinigungsmaschine
anzugeben, die in sich die Vorteile von "Aufsitzmaschinen" mit denen von "Nachlaufmaschinen" vereint, ohne deren Nachteilen ausgesetzt
zu sein, und die die speziellen Anforderungen an Fußbodenreinigungsmaschinen
für den
Inneneinsatz wie geringes Gewicht, hohe Beweglichkeit usw. berücksichtigt.
-
Dieses
Ziel wird erreicht mit einer Fußbodenreinigungsmaschine
mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die vorliegende Erfindung schafft
eine Vorrichtung, die die Eigenschaft der "Aufsitzmaschinen" nutzt, dass die Bedienungsperson sich
auf der Maschine befindet, um die Reinigungsgeschwindigkeit zu steigern
und eine Rückwärtsfahrt
zu ermöglichen.
Da erfindungsgemäß die Bedienungsperson
in einer bestimmten Höhe
auf der Maschine steht (nicht wie bei herkömmlichen Aufsitzmaschinen auf
ihr sitzt), hat sie eine bessere Sicht in den Arbeitsbereich; außerdem ist
die gesamte Maschine erheblich kleiner und vielseitiger als bekannte "Aufsitzmaschinen".
-
Erfindungsgemäß weist
die Fußbodenreinigungsmaschine
ein Reinigungssystem, mindestens ein Vorderrad sowie zwei Hinterräder und
einen Antrieb auf, wobei der Antrieb ein elektrischer Einzelradantrieb
ist und die Bedienungsperson sich auf der Maschine befindet, dadurch
gekennzeichnet, dass die Bedienungsperson auf einer Plattform steht,
die entlang der geometrischen Zentralachse zwischen den beiden Hinterrädern verläuft, und
dass die größte vertikale
Distanz zwischen der Plattform und dem Fußboden 200 mm beträgt.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 zeigt
als Seitenansicht eine erfindungsgemäße Fußbodenreinigungsmaschine in
einer ersten Ausführungsform
mit einem leer laufenden Vorderrad und zwei einzeln angetriebenen
Hinterrädern;
-
2 zeigt
die Maschine der 1 als Perspektive von hinten,
aber mit dem Abstreifer vor den Hinterrädern;
-
3 zeigt
eine schaubildliche Draufsicht der Maschine der 1;
-
4 zeigt
eine schematische Draufsicht der erfindungsgemäßen Fußbodenreinigungsmaschine in
einer zweiten Ausführungsform
mit zwei unabhängigen,
leer laufenden Vorder- sowie zwei einzel angetriebenen Hinterrädern; und
-
5 zeigt
in einer schaubildlichen Draufsicht die erfindungsgemäße Fußbodenreinigungsmaschine
in einer dritten Ausführungsform
mit einem gelenkten angetriebenen Vorderrad und zwei einzeln aufgehängten Hinterrädern.
-
Die 1, 2 und 3 zeigen
den Aufbau der Fußbodenreinigungsmaschine
nach einer ersten Ausführungsform
der Erfindung. Das Reinigungssystem der Fußbodenreinigungsmaschine 1 weist
einen Tank 2, eine Bürsteneinheit 3 und
hinter dieser einen Saugfuß (Abstreifer) 4 auf.
Die Maschine fährt
auf einem leerlaufenden Vorderrad 5 und zwei angetriebenen
Hinterrädern 6a, 6b,
die von zwei Antriebsmotoren 7a bzw. 7b unabhängig voneinander
angetrieben werden. Es sei darauf hingewiesen, dass der Abstreifer 4 hinter
(1) oder vor den Hinterrädern 6a, 6b (2)
liegen kann – die
unterschiedliche Anordnung beeinträchtigt weder das Reinigungsergebnis
noch die Beweglichkeit noch das Fahrverhalten der Maschine. Um also
die Sicht in den Bereich hinter der Maschine zu verbessern, ist,
wie in 2 gezeigt, der Abstreifer 4 vor den Hinterrädern 6a, 6b angeordnet.
Die Räder 6a, 6b sind
mit ihrem Motor 7a bzw. 7b über Riemen oder Ketten verbunden;
andere Verbindungsarten sind ebenfalls geeignet – bspw. Nabenmotoren. Eine
Bedienungsperson 8 steht auf einer Plattform 9 hinter
dem Tank und bedient die Maschine über eine Nutzerschnittstelle
(Armaturentafel) 10.
-
Die
Maschine wird gelenkt, indem man die Drehzahl der Hinterräder 6a, 6b mittels
einer Lenkeinrichtung 10a beeinflusst. Da die eingesetzten
Motoren Elektromotoren sind, werden die Hinterräder 6a, 6b wie
folgt gelenkt. Die Lenkeinrichtung 10a hat die Form eines
herkömmlichen
Lenkrads und der von der Bedienungsperson durch Drehen des Lenkrads 10a gewählte Lenkwinkel
wird von einer Verarbeitungseinheit (nicht gezeigt) zu entsprechenden
relativen Drehzahlen der Elektromotoren 7a, 7b gewandelt.
Die Hinterräder 6a, 6b werden
also abhängig von
der Stellung des Lenkrads 10a mit bestimmten Relativgeschwindigkeiten
in eine bestimmte Richtung gedreht. Auf diese Weise ist nicht nur
der Wenderadius der Maschine stetig veränderbar; es lassen sich auch
die Drehrichtungen der Räder
stetig, d.h. nicht schrittweise variieren, ohne dass die Antriebsrichtung
voreinzustellen ist. Anstelle eines Lenkrads kann die Lenkeinrichtung 10a auch
anders konstruiert sein – bspw.
in Form von zwei Handhebeln, die (jeweils einer pro Rad) vorgeschoben
oder zurückgelegt
werden.
-
Wie
sich aus den 1 und 2 ergibt, steht
erfindungsgemäß die Bedienungsperson
auf der Maschine, statt wie bei herkömmlichen "Aufsitzmaschinen" auf ihr zu sitzen. Abhängig von
Umständen
wie der Radanordnung, der Lenk- und der Antriebsart der Räder und
der Fahrt-/Wendegeschwindigkeit der Maschine können erhebliche Kräfte auf die
Bedienungsperson wirken – bspw.
Zentrifugalkräfte.
Im Gegensatz zu herkömmlichen "Aufsitzmaschinen" sind diese Kräfte im vorliegenden
Fall äußerst wichtig,
da die Bedienungsperson nicht mehr auf der Maschine sitzt und, da
sie diesen Kräften
ausgesetzt ist, sie auf der Plattform 9 frei stehend ausbalancieren
muss. Da Fußbodenreinigungsmaschinen in
Innenbereichen auf flachen Bodenflächen oft mit erheblicher Geschwindigkeit
und sehr kleinen Wenderadien fahren, können die Zentrifugalkräfte sehr hoch
sein. Um also das neue Merkmal der auf der Fußbodenreinigungsmaschine stehenden
Bedienungsperson in die Praxis umzusetzen, ist eine Berücksichtigung
der genauen horizontalen und vertikalen Lage der Plattform 9 wesentlich.
Je näher
bspw. die Plattform am tatsächlichen
Drehungsmittelpunkt liegt, desto kleiner die Zentrifugalkräfte, die
auf die frei stehende Bedienungsperson wirken.
-
Zur
horizontalen Lage der Plattform 9 zeigt die 3,
wie sich die beste Anordnung der Plattform der Fubodenreinigungsmaschine
ermitteln lässt.
In dieser Ausführungsform
fährt die
Fußbodenreinigungsmaschine
auf einem leerlaufenden Vorderrad 5 und zwei angetriebenen
Hinterrädern 6a, 6b, die
von zwei Antriebsmotoren 7a bzw. 7b unabhängig voneinander
angetrieben werden. Wie bereits festgesellt, handelt es sich dabei
um Elektromotoren, die auch in Umkehrrichtung antreibbar sind. Im
Betrieb gelenkt, dreht die Fußbodenreinigungsmaschine
generell um einen Drehmittelpunkt, der auf der durch die beiden
Räder 6a, 6b verlaufenden
geometrischen Zentralachse Z liegt. Wegen des variablen Drehzahlzusammenhangs
zwischen den beiden Rädern,
liegt der Drehungsmittelpunkt nicht fest, sondern kann beliebig
auf der geometrischen Zentralachse Z liegen. Diese Tatsache lässt sich
an mehreren Sonderfällen illustrieren.
Der Standardfall ist die Vorwärtsfahrt
der Maschine mit einer Drehzahldifferenz zwischen den Rädern 6a, 6b.
Werden bspw. beide Räder
für eine Vorwärtsfahrt
der Maschine angetrieben, aber das linke Rad 6a schneller
als das rechte Rad 6b, fährt die Maschine vorwärts auf
einem bogenförmigen Weg
mit dem Drehmittelpunkt X2. Ist analog die Antriebsdrehzahl des
rechten Rades 6b höher,
liegt der Drehmittelpunkt in X1. Je höher der Drehzahlunterschied
zwischen den beiden Rädern,
desto näher liegt
natürlich
der zugehörige
Drehungsmittelpunkt X1 oder X2 auf der Achse Z einwärts zu einem
der Räder
hin. Im Grenzfall, d.h. wenn die Antriebsgeschwindigkeit eines der
Räder 6a oder 6b gleich
Null wird, wird dieses Antriebsrad 6a oder 6b selbst
zum Drehungsmittelpunkt. Ist bspw. die Antriebsgeschwindigkeit des
linken Rades 6a Null und die des rechten Rades 6b höher als
Null, deckt sich der Drehungsmittelpunkt X1 mit dem Rad 6a,
d.h. die Maschine dreht sich um das Antriebsrad 6a. Ist
analog die Antriebsdrehzahl des Rades 6b gleich Null, deckt sich
der Drehungsmittelpunkt X2 mit dem Rad 6b, d.h. die Maschine
dreht um das Antriebsrad 6b. Der Drehungsmittelpunkt kann
sogar noch weiter auf einen Punkt auf der Achse Z zwischen den beiden
Rädern 6a, 6b verschoben
werden. Man erreicht dies, indem man die beiden Räder entgegengesetzt
ansteuert, d.h. ein Rad zur Vor- und das andere zur Rückwärtsfahrt
der Maschine. Wird bspw. das Rad 6a vor- und das Rad 6b rückwärts angetrieben,
aber langsamer als das Rad 6a, liegt der Drehmittelpunkt auf
der Achse Z zwischen deren Mitte und dem Rad 6b. Ist analog
die Drehzahl des Rades 6b höher, liegt der Drehmittelpunkt
auf der Achse Z zwischen deren Mitte und dem Rad 6a. Sind
im Grenzfall die Antriebsdrehzahlen der Räder 6a, 6b gleich
groß;
aber entgegengesetzt, deckt sich der Drehmittelpunkt mit dem Mittelpunkt
der Achse Z. Hieraus ergibt sich, dass diese Antriebsarten – und die
sich daraus ergebenden erheblichen Zentrifugalkräfte – nur für Maschinen mit Einzelradantrieb
wie bspw. Fußbodenreinigungsmaschinen
gelten.
-
Auf
Grund dieser Gesichtspunkte lässt
sich der horizontale Ort der Plattform 9 wie folgt ermitteln. Da
zum Berechnen des optimalen Orts der Plattform alle möglichen
Drehungsmittelpunkt auf der Achse Z in Betracht zu ziehen sind,
muss ein Kompromiss gefunden werden. Ist bspw. X1 der Ist-Drehungsmittelpunkt,
ist belanglos, wie weit X1 außerhalb
der Maschine liegt; jedenfalls liegt der optimale Ort der Plattform 9 – unter
Berücksichtigung
der Zentrifugalkräfte – am Antriebsrad 6a.
Ist analog X2 der Ist-Drehmittelpunkt, liegt der optimale Ort der
Plattform am Antriebsrad 6b. Das Gleiche gilt auch, wenn
der Drehungsmittelpunkt sich mit einem der Räder deckt. Da im Betrieb der
Fußbodenreinigungsmaschine
beide Drehungsfälle
auftreten können,
ist der beste Kompromiss für
den horizontalen Ort der Plattform 9 der Mittelpunkt der
geometrischen Zentralachse Z zwischen den beiden Antriebsrädern 6a, 6b.
Diese Wahl wird unterstützt
von denjenigen Fällen,
in denen der Drehmittelpunkt sogar auf einem Punkt der geometrischen
Achse zwischen den Rädern 6a, 6b liegt.
-
Ist
die horizontalen Lage der Plattform 9 auf der Maschine
bestimmt, ist auch die vertikale Lage der Plattform, d.h. ihre Höhe über dem
Fußboden
in Betracht zu ziehen. Da die Hinterräder 6a, 6b unabhängig voneinander
angetrieben sind, sind sie auch einzeln aufgehängt und es gibt keine "Achse" entsprechend der
geometrischen Achse Z zwischen ihnen. Die Abwärtseinschränkung für die Plattform 9 ist also
keine Achskonstruktion zwischen den Rädern, sondern der Fußboden selbst,
so dass der begrenzende Faktor ein sinnvoller Bodenabstand – in der Größenordnung
von 40 mm – ist.
Diese Gesichtspunkte gelten für
alle Ausführungsformen
mit einzeln aufgehängten
Hinterrädern.
Hinsichtlich der anderen Beschränkung
der vertikalen Lage der Plattform, d.h. ihrer maximalen Höhe über dem
Fußboden,
sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen.
Generell ist in Betracht zu ziehen, dass die Möglichkeit einer stetigen – d.h. nicht
schrittweisen – Änderung
der Antriebsrichtung der Räder,
wie oben festgestellt, eine höhere
Lage der Plattform 9 unterstützt, da kein Rumpeln auftritt.
Einer der einschränkenden
Faktoren ist zunächst,
dass man mit dem Anheben der Plattform den Schwerpunkt anhebt, was
die Stabilität der
Maschine verringert. Je höher
zweitens die Plattform, desto eher werden Unebenheiten des Fußbodens
verstärkt – bis das
intuitive Vertrauen der Bedienungsperson in die Sicherheit der Maschine
inakzeptabel gestört
wird. Ausführliche
Versuche haben gezeigt, dass die Höhe der Plattform 9 über dem
Fußboden
200 mm nicht übersteigen
sollte. Es sei darauf hingewiesen, dass dieses Ergebnis die speziellen Bedingungen
berücksichtigt,
die für
zu reinigende Fußböden gelten – bspw.
große
und im Allgemeinen ebene Fußböden in Supermärkten u.
dergl. mit den dort typisch vorhandenen Rückständen. In Folge der genannten,
die höchste
Plattformhöhe
begrenzenden Faktoren gelten diese Gesichtspunkte für alle Ausführungsformen
der Fußbodenbehandlungsmaschine.
-
Die 4 zeigt
eine zweite Ausführungsform,
bei der das eine durch zwei voneinander unabhängige Leerlaufräder 5a, 5b ersetzt
ist, deren Abstand kleiner ist als der der einzeln angetriebenen Hinterräder 6a, 6b.
In Folge des gleichen Antriebs der beiden Hinterräder wie
in der ersten Ausführungsform
ist auch das Fahrverhalten beider Maschinen gleich – abhängig von
der relativen Antriebsgeschwindigkeit der Antriebsräder 6a, 6b.
Es gelten also für
die Bedienungsperson die gleichen Gesichtspunkte hinsichtlich des
Orts der Plattform.
-
Die 5 zeigt
eine dritte Ausführungsform, in
der das Vorderrad 5' gelenkt
und von einem Antrieb 7 angetrieben wird, während die
Hinterräder 6a', 6b' (nicht gezeigt)
einzeln aufgehängt,
aber nicht angetrieben sind. Da in dieser Ausführungsform ein Rückwärtsantrieb
der beiden Hinterräder 6a', 6b' fehlt, dreht
die Fußbodenmaschine
entweder um den Drehmittelpunkt X1 oder um den Drehmittelpunkt X2. Es
gelten also für
die Bedienungsperson die gleichen Gesichtspunkte hinsichtlich des
Orts der Plattform 9.
-
Wie
sich aus der vorangehenden Beschreibung unmittelbar ergibt, führt das
Merkmal, dass die Bedienungsperson auf einer Plattform auf der Maschine
steht, zu einer höheren
Reinigungsgeschwindigkeit der erfindungsgemäßen Fußbodenreinigungsmaschine und
erlaubt ihre Rückwärtsfahrt.
Da die Bedienungsperson auf der Maschine steht, nicht sitzt, hat
sie eine bessere Sicht auf den Arbeitsbereich und die gesamte Maschine
ist erheblich kleiner und viel seitiger als bekannte "Aufsitzmaschinen". Die Sicht der Bedienungsperson
in den Arbeitsbereich lässt
sich verbessern, indem man die Plattform über die obere Grenzhöhe hinaus
anhebt.
-
Es
sei betont, dass die erwähnten
verschiedenen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung diese nur beispielhaft beschreiben. Die
Erfindung, wie sie in den beigefügten
Ansprüchen
definiert ist, lässt
verschiedene Alternativen zu. Bspw. lässt sich die Anordnung der
Reinigungseinrichtung abändern,
d.h. die Bürsteneinheit
könnte
auch vor dem Vorderrad und der Abstreifer vor den Hinterrädern liegen.