DE69413553T2 - Bürstendrucksystem - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bürstendrucksystem und ist besonders bei einer Bodenreinigungs- oder kehrvorrichtung und Maschinen anwendbar, die rotierende Bürsten zum Beispiel zum Schrubben und/oder Kehren und/oder Polieren einer Bodenoberflächen verwendet.
• Bekannte Bodenreinigungsmaschinen verwenden rotierende Bürsten zum Schrubben oder Polieren eines Bodens. Die Bürsten sind an einem mit Rädern versehenen Rahmen angebracht, welcher durch einen gehend arbeitenden Bediener gesteuert wird oder auf dem der Bediener bei größeren Modellen sitzt. Druck auf die Bürsten zum Reinigen oder Kehren wird durch das Gewicht der Bürstenköpfe und Motorbaugruppen kombiniert mit dem Gewicht der Wasserbehälter geliefert. In bekannten Maschinen kann jedoch nur ein bestimmter fester Druck aufgebracht werden, es gibt keine Vorkehrung für eine Anzahl von Drucken, die ausgewählt werden können, um für unterschiedliche Reinigungs- oder Kehraufgaben oder unterschiedliche Bodentypen geeignet zu sein. Obwohl Drucke von bis zu 200 Pfund Druck mit den bekannten gehend betätigten Maschinen erzielt werden können, muß dies nicht ausreichend für Hochleistungsreinigung auf sehr verschmutzten Böden sein und stellt oft einen Druck dar, der zu hoch für normale Pflegereinigung ist. Wenn der Bürstendruck hoch ist, dann werden die Bürsten sehr schnell abgenutzt. Die in diesem Gerät verwendete Sorte von Bürsten ist sehr teuer und übermäßige Abnutzung kann nicht akzeptiert werden. In jedem Fall kann übermäßiger verlängerter Bürstendruck bestimmte Bodenoberflächen beschädigen. Andererseits wird die Reinigungsmaschine dann, wenn der Bürstendruck zu gering ist, auf stark verschmutzten Böden nicht wirksam sein.
• Darüberhinaus nimmt der effektive Reinigungsdruck notwendigerweise ab, wenn Bürsten abgenutzt werden, und folglich ist die Reinigungskraft weniger als zufriedenstellend.
• Bei einigen neuen gehend betätigten Maschinen ist versucht worden, Bürstenabnutzung durch Einbauen kleiner Federn in die Bürstenköpfe zu kompensieren, um so die Abnutzung der Bürsten aufzunehmen. Dies hat sich jedoch unter vielen Umständen als unannehmbar unzuverlässig herausgestellt, weil die Federn eine Tendenz haben, sich über rauhen Oberflächen zusammenzuziehen, und dies eine Beschädigung an Antriebsmotoren verursacht. In jedem Fall ist der maximale Druck in bekannten Maschinen begrenzt und es gibt keine Möglichkeit, den durch die Bürsten aufzubringenden Druck einzustellen.
• Weiter wird unebener Untergrund von den bekannten Maschinen nicht berücksichtigt und solche Maschinen neigen zu Fehlfunktionen, außer wenn der zu reinigende Boden glatt und flach ist. Weiter sind bekannte Maschinen, da sie für den aufgebrachten Druck auf das Gewicht eines Teils der Maschine so wie Wasserbehälter und dergleichen angewiesen sind, dann schwierig und schwer zu bedienen und zu bewegen, und dies macht sie zum Beispiel für weniger starke Bediener so wie Frauen schwer zu verwenden.
• US-A-4,041,567 offenbart eine Reinigungsvorrichtung, die einen Rahmen, eine Bürstenbaugruppe, ein Mittel zum Bewegen der Bürstenbaugruppe zu einer zu bürstenden Oberfläche hin und von derselben weg und ein verknüpftes Vorspannungsmittel umfaßt. Die in diesem Dokument dargestellte Anordnung ist jedoch hinsichtlich der Art und Weise beschränkt, in der der benötigte Aufbringungsdruck gesteuert werden kann.
• Weiter offenbart US-A-4,910,824 eine Reinigungsvorrichtung, die einen Rahmen, eine bewegbare Bürste und ein Vorspannungsmittel aufweist, das zwischen dem Rahmen und der Bürste wirkt, die jedoch unter den gleichen Nachteilen wie oben festgestellt leidet.
• Die vorliegende Erfindung will eine Reinigungs- oder Kehrvorrichtung schaffen, die nicht die Nachteile der vorbekannten Vorrichtungen aufweist.
• Einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zufolge wird eine Kehr- oder Reinigungsvorrichtung geschaffen, die umfaßt: einen Rahmen, eine Bürstenbaugruppe, die an dem Rahmen montiert ist, ein Mittel zum Bewegen der Bürstenbaugruppe zu einer zu reinigenden Oberfläche hin und von dieser weg, ein Vorspannmittel, das zwischen dem Rahmen und der Bürstenbaugruppe wirkt, um in Richtung auf die Oberfläche eine wählbare Vorspannung auf die Bürstenbaugruppe aufzubringen; und das so montiert ist, daß es als Aufhängungsmittel zwischen dem Rahmen und der Bürstenbaugruppe wirkt, gekennzeichnet durch ein Mittel zum Überwachen und/oder Messen des aufgebrachten Arbeitsdrucks, ein Mittel zum Anzeigen des gemessenen Arbeitsdrucks, ein Mittel zur Bedienereingabe eines gewünschten Arbeitsdrucks für die Bürstenbaugruppe und einen Komparator zum Vergleichen des vom Bediener eingegebenen Druckes mit dem gemessenen Druck und zum Erzeugen eines Steuersignals in Reaktion auf die Differenz zwischen dem gewünschten Druck und dem gemessenen Druck und ein Mittel zum Anlegen des Steuersignals an das Druckaufbringungsmittel.
• Bevorzugten Ausführungsformen zufolge kann der Bürstendruck durch Steuern des Vorspannungsmittels verändert werden, zum Beispiel durch Steuern der Spannung in einem Federmittel oder des Druckes in einem Gasdruckstab oder des Fluidvolumens in einem hydraulischen oder pneumatischen System. Ein Stellantrieb kann zum Steuern dieser Spannung verwendet werden, zum Beispiel durch Zusammendrücken des Federmittels; je größer die Kompression ist, desto größer ist der Bürstendruck auf den Boden und desto effektiver ist die Reinigungsleistung der Maschine. Der Stellantrieb ist vorzugsweise ein elektrisch betriebener Druckkolben, obwohl derselbe auch hydraulisch oder sogar manuell betrieben werden könnte.
• Das Ausmaß der Vorspannung, z. B. der Federspannung, und folglich des Drucks, kann in der Fabrik, wenn die Reinigungs- oder Kehrmaschine hergestellt wird, oder durch einen Wartungstechniker eingestellt werden, wenn die Reinigungs- oder Kehrmaschine gewartet wird, um auf eine bestimmte Reinigungsaufgabe abgestimmt zu werden. Einer bestimmten bevorzugten Ausführungsform zufolge ist der Druck durch den Bediener vor Ort einstellbar, um auf die durchzuführende Aufgabe abgestimmt zu werden. Für leichte Reinigung und Polieren ist ein leichter Druck zu bevorzugen und minimiert Bürstenabnutzung, wohingegen für starke Reinigung oder stark verschmutzte Böden mehr Druck benötigt wird. Vorzugsweise sind Mittel für die Eingabe und Anzeige eines gewünschten Drucks durch einen Bediener und zum entsprechenden Anpassen des aufgebrachten Drucks vorgesehen.
• Einer bevorzugten Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung zufolge ist wenigstens eine Feder in einem Federrohr angebracht, welche durch einen Stellantrieb angetrieben wird, der zum Beispiel durch einen Wippschalter mit zwei Positionen an dem Bedienungsfeld der Maschine gesteuert wird. Der Wippschalter würde zum Beispiel in eine Zwischen-Ausschaltposition vorgespannt werden und in eine Richtung zum Erhöhen des Drucks und in die andere Richtung zum Verringern des Drucks gekippt werden. Die Freigabe des Schalters würde ihn deshalb in die neutrale oder "Aus"- Position zurückführen und so die Bewegung des Stellantriebs anhalten.
• Vorzugsweise wird ein Paar von Federn verwendet, wobei jede Feder in einem Federrohr angebracht ist und beide durch einen gemeinsamen Stellantrieb betätigt werden, der durch einen solchen Wippschalter gesteuert wird.
• Der Bürstendruck wird entweder durch mechanisches Messen der Kompression der Federn oder durch ein Dehnungsmeßgerät oder einen Druckwandler oder piezoelektrischen Sensor gemessen. Der Druck kann dann auf einem Bedienungsfeld neben dem Schalter zur Information des Bedieners angezeigt werden.
• Einer anderen Ausführungsform der Erfindung zufolge wird Rückmeldung zum Steuern des Bürstendrucks verwendet, z. B. der Federkompression, als eine Funktion entweder des gemessenen Drucks, um den aufgebrachten Druck im wesentlichen konstant oder wenigstens innerhalb festgelegter Grenzen zu halten, oder des benötigten Drucks, der durch einen Bediener eingestellt wird.
• Die Vorrichtung kann in einer Reinigungsmaschine mit einem einzelnen Bürstenkopf oder gewöhnlicher in einer Maschine zum zwei Köpfen oder auch in Modellen mit mehreren Köpfen verwendet werden, indem dieselbe entweder gemeinsam auf alle Köpfe oder unabhängig auf jeden Kopf angewendet wird.
• Reiningungs- und Kehrmaschinen verwenden allgemein runde oder eliptisch geformte Bürsten, die zum Rotieren in einer Ebene allgemein parallel mit dem Boden angebracht sind. Die Borsten jeder Bürste sind alle allgemein senkrecht zu der zu reinigenden oder zu kehrenden Oberfläche eingestellt. Es ist jedoch geplant, daß das Bürstensystem der vorliegenden Erfindung gleichermaßen auf eine Reinigungs- oder Kehrmaschine mit einem zylindrischen Bürstenkopf mit radial angebrachten Borsten anwendbar ist, der um eine Achse parallel zu der zu reinigenden oder zu kehrenden Oberfläche rotiert. In diesem Fall wäre es bevorzugt, eine erfindungsgemäße Vorrichtung anzubringen, um Druck gleichmäßig an jedem Ende der zylindrischen Hauptantriebswelle aufzubringen.
• In einer bevorzugten Ausführungsform, die besonders auf eine gehend betätigte Maschine anwendbar ist, weisen die Vorspannungsmittel wenigsten eine stark beanspruchte Druckfeder auf, die mindestens 3 Zoll (7,2 cm) und vorzugsweise 6 Zoll (14,4 cm) lang ist und vorteilhafter Weise 12 bis 15 Zoll (28,8 bis 36 cm) lang ist (obwohl sie länger sein könnte). Die benötigte Länge der Feder wird natürlich von vielen Faktoren abhängen, einschließlich zum Beispiel des Maschinentyps (längere Federn werden in einer Maschine benötigt, auf der der Bediener sitzt), das Maß der Feder (stark beanspruchte Federn müssen länger als gering beanspruchte Federn sein, um die erforderlichen Aufhängungscharakteristiken zum Kompensieren von unebenem Untergrund zu schaffen), der erforderlichen Reinigungs- oder Kehrleistung und den relativen Positionen des Stellantriebs und der Federrohre. Eine einzelne Feder könnte verwendet werden oder alternativ könnten zwei oder drei die erforderliche Länge summierende Federn in dem Federrohr angebracht werden. Alternativ könnte eine Torsionsfeder verwendet werden.
• Um die Bürstendruckänderung trotz Bürstenabnutzung oder unebener Böden oder Oberfläche zu minimieren, weist das Vorspannungsmittel dann vorzugsweise eine Feder niederen Grades so wie eine Torsionsfeder auf. Vorzugsweise wird der Druck durch die Federbewegung niederen Grades aufgebracht und die Stellantriebssteuerung wird an das andere Ende dieser Feder angelegt.
• Ein geeignetes Federmittel niederen Grades könnte alternativ einen Gasdruckstab, vorzugsweise jedoch auch einen einstellbaren mechanischen Vorteil aufweisen, um wirksame Steuermittel bereitzustellen.
• Der Bürstendruck kann auch durch Auswechseln der Federn geändert werden, obwohl dies offensichtlich nicht einfach durch den Bediener vor Ort durchgeführt werden kann und anstelle dessen gewöhnlich durch einen Wartungstechniker oder eine ähnliche Person gemacht werden würde.
• Ein die erfindungsgemäße Vorrichtung einschließendes Reinigungs- oder Kehrsystem hat beträchtliche Vorteile gegenüber jedem bekannten System. Es kann sehr hohe Bürstendrucke erreichen, wodurch starke Reinigung verschmutzter Böden ermöglicht wird. Die Systeme können auch leichten Bürstendruck erreichen, wodurch folglich eine leichte Reinigung mit der selben Maschine wenn und wann gewünscht ermöglicht wird, folglich also unnötige Bürstenabnutzung minimiert und Beschädigung an zu reinigenden Böden oder Oberflächen verhindert wird, die oft bei der willkürlichen Druckeinstellung an bekannten Systemen erfolgen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung liefert eine gute Aufhängung für eine Reinigungs- oder Kehrmaschine, die einen schwebenden Reinigungs- oder Kehrkopf zuläßt und eine Maschine in die Lage versetzt, ohne Fehlfunktionen über rauhe oder unebene Oberflächen zu gehen.
• Eine die erfindungsgemäße Vorrichtung enthaltende Reinigungs- oder Kehrmaschine kann selbst durch einen körperlich verhältnismäßig schwachen Bediener einfach verwendet und gesteuert werden und liefert mehr Reinigungs- oder Kehrleistung als bisher in gehend betätigten Maschinen möglich war.
• Die vorliegenden Erfindung kann daher einfach ein System zum Steuern einer Reinigungs- oder Kehrvorrichtung bereitstellen, wobei das System Mittel zum Aufbringen irgendeines einer Vielzahl von Arbeitsdrucken auf eine Reinigungs- oder Kehrbaugruppe in einer Reinigungs- oder Kehrvorrichtung, Mittel zum Überwachen und/oder Messen des aufgebrachten Arbeitsdrucks und Mittel zum Anzeigen einer Angabe des gemessenen Arbeitsdrucks aufweist. Das Anzeigemittel ist vorzugsweise eine digitale LED- oder LCD- Anzeige. Wenn der den Arbeitsdruck steuernde Stellantrieb hydraulisch, pneumatisch oder von Hand zu betätigen ist, dann kann ein druckanzeigendes Signal von einer direkten mechanischen Verbindung so wie einem Bowden-Kabel oder einer Drehantriebsverbindung geliefert werden. Dies ermöglichtes einem Bediener, den Reinigungskopfdruck zu steuern und folglich eine Kontrolle über die Reinigungsleistung der Maschine und das Maß der Bürstenabnutzung zu haben.
• Vorzugsweise ist ein elektronischer Prozessor vorgesehen, um als das Komparatormittel zu dienen. Das Druckmeßmittel kann Druck durch ein elektronisches Widerstandselement registrieren und den gemessenen Wert am Bedienungskasten des Bedieners anzeigen.
• Vorzugsweise wird der durch den Bürstenkopf ausgeübte Bürstendruck direkt gemessen, zum Beispiel durch Messen des Drehmoments direkt am Bürstenkopf, so daß ein konstanter Bürstendruck aufrechterhalten werden kann, und der Druck kann zu einem Meßgerät zurück gelesen werden, das Drucke auf dem Anzeigefeld des Bedieners anzeigt.
• Die vorliegende Erfindung kann weiter ein Steuersystem für Bürstenkopfdruck in einer Reinigungs- und Kehrmaschine aufweisen, wobei das Steuersystem Analog-Digital- Umwandlungsmittel zum Umwandeln von Eingangssignalen, die jeweils einen gemessenen Bürstenkopfdruck und einen vom Bediener gewählten Bürstenkopfdruck repräsentieren, Speichermittel für vorbestimmte Systemparameter und Computermittel aufweist, die so programmiert sind, daß sie die beiden Eingangssignale vergleichen und ein Steuersignal in Reaktion auf den Vergleich erzeugen, wobei die vorbestimmten Systemparameter berücksichtigt werden.
• Vorzugsweise wird das gemessene Drucksignal vor Umwandlung in ein digitales Signal verstärkt. In einer besonders zu bevorzugenden Ausführungsform sind Mittel zum Erfassen des Zustands einer Stromversorgungsquelle so wie einer Batterie oder einer Batteriepackung und zum Erzeugen eines Signals zum Sperren des Bürstenbetriebs vorgesehen, wenn der Zustand unter einem voreingestellten Wert liegt. Zusätzlich können Akkumulationsmittel zum Aufzeichnen der Gesamtbenutzungszeit einer Stromquelle und zum Erzeugen eines Signals zum Sperren des Bürstenbetriebs, wenn die Benutzungszeit einen voreingestellten Wert überschreitet, vorgesehen sein.
• In einer Ausführungsform ist das Steuersystem angeordnet, um Bürstendruckänderungen zu verhindern, wenn sich die Reinigungsmaschine bewegt.
• Die erfindungsgemäße Reinigungs- oder Kehrvorrichtung kann verwendet werden, um eine jegliche Oberfläche wie zum Beispiel Böden, Bürgersteige, Straßen und sogar nichthorizontale Oberflächen so wie Rampen und Wände zu reinigen oder zu kehren.
• Für ein besseres Verständnis der Erfindung und zur Illustration, wie dieselbe in die Praxis umgesetzt werden kann, soll nun auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen werden, in denen:
• Fig. 1 eine Querschnittansicht einer Bürstenbaugruppe für eine erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung zeigt;
• Fig. 2 eine alternative Anordnung eines Teils der Baugruppe von Fig. 1 zeigt;
• Fig. 3 eine teilweise weggeschnittene perspektivische Ansicht einer Reinigungsvorrichtung ist, die die Baugruppe der Fig. 1 und 2 einschließt;
• Fig. 4 eine graphische Darstellung eines Steuersystems für eine Reinigungsvorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 3 ist; und
• Fig. 5 ein Schaltbild ist, das eine Ausführungsform des Steuersystems von Fig. 4 zeigt.
• In Fig. 1 weist die Bürstenbaugruppe zwei Federrohre 1 auf, die Federn 2 enthalten. Das rechte Rohr 1 in der Figur ist weggeschnitten gezeigt, um die Feder 2 darzustellen. Jede Feder ist an einem Ende am oberen Ende der Rohre bei 3 und am anderen Ende an einem Federstab 4 befestigt, der durch eine Öffnung 5 in das jeweilige Federrohr 1 gleitet. Die Federstäbe 4 sind miteinander durch einen Bolzen 6 verbunden und sind über eine Baugruppe 7 an der Bürstenhalteplatte 8 befestigt, mit der ein Bürstenkopf oder -köpfe 27 verbunden sind.
• Ein Rotieren oder Abschrägen der Rohre 1 wird durch eine Stabilisierungsplatte 9 verhindert. Ein Stellantrieb 10 ist an einer Spundwand einer Reinigungsmaschine befestigt. Der Stellantrieb 10 treibt den Antriebsstab 12 an, der in der Figur in im wesentlichen geschlossener Stellung gezeigt ist. Der Antriebsstab 12 ist durch einen Stift 13 an einer Antriebsplatte 14 befestigt, die durch Klemmbolzen 15 an beiden Federrohre 1 geklemmt ist. Wenn der Stellantrieb den Antriebsstab 12 nach unten treibt, bewegen sich daher die Federrohre 1 nach unten und die Federn 2 werden zusammengedrückt, wodurch ein höherer Druck auf die Bürstenkopfbaugruppe ausgeübt wird, während weiterhin Aufhängung zum Kompensieren von unebenen Böden und Bürstenabnutzung bereitgestellt wird. Typischerweise betragen die effektiven Federlängen in einem nicht zusammengedrückten Zustand um 15 Zoll und dies ist besonders geeignet für ein Bürstendrucksystem von 26/32 Zoll. Eine solche Anordnung kann einen Bereich von 0 bis 450 Pfund Druck in einer belasteten, gehend betätigten Reinigungsmaschine liefern, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist, im Vergleich zum dem maximalen Druck von 200 Pfund, der bei Verwendung bekannter Vorrichtungen zu Verfügung steht. Natürlich könnten andere Formen von Vorspannungsmitteln verwendet werden. Eine Torsionsfeder hat den Vorteil, weniger vertikalen Raum in einer Reinigungsmaschine einzunehmen. Weiter hat eine Torsionsfeder allgemein eine niedrige Federrate, was besonders für diesen Zweck geeignet ist. Gasdruckstäbe oder hydraulische oder pneumatische Systeme könnten auch verwendet werden.
• Der Druck kann weiter durch Auswechseln der Federn gegen Federn mit anderer Länge oder anderen Stärken eingestellt werden, und die Einspannpositionen der Federrohre kann verändert werden. Diese Änderungen erfordern jedoch einen Wartungstechniker.
• Das System ist besonders einstellbar, weil der Stellantrieb überall in seinem Hub oder Zug angehalten werden kann.
• Gewöhnlich wird die Bürstenhalteplatte 8 an einem Paar kreisförmiger oder elliptischer Bürsten befestigt sein, die in einer Ebene allgemein parallel zum Boden (oder einer zu reinigenden oder zu kehrenden Oberfläche) rotieren. In manchen Reinigungsmaschinen sind jedoch bis zu vier Bürsten in Verwendung und die Vorrichtung der Erfindung könnte verwendet werden, um alle diese vier Bürsten zusammen oder alternativ individuell (in welchem Fall getrennte Stellantriebe für jede Bürste verwendet werden würden) zu steuern. Natürlich könnte ein zylindrischer Bürstenkopf genauso leicht gesteuert werden, wenn er an der Bürstenhalteplatte 8 angebracht wäre oder alternativ an jedem Ende seiner Welle durch jeweilige getrennte Baugruppen gemäß Fig. 1 gesteuert werden.
• Ein Dehnungsmeßstab 20, der verwendet werden kann, um den Bürstendruck zu messen, ist unter der Federrohr-Klemmplatte 18 angeordnet.
• Fig. 2 stellt eine alternative Anordnung der Antriebsplatte 14 dar, bei der die Platte wie gezeigt einen U-förmigen Querschnitt hat, so daß sie an die Federrohre 1 in einer Ebene geklemmt wird, die von derjenigen entfernt ist, in der sie an den Antriebsstab 12 geklemmt ist. Diese Anordnung ermöglicht ein Erreichen besonders niedriger Bürstendrucke sogar mit Hochleistungsfedern.
• In Fig. 3 ist die Bürstenbaugruppe von Fig. 1 an einer gehend betätigten Reinigungsvorrichtung angebracht gezeigt. Gleiche Teile sind durch gleiche Bezugsziffern bezeichnet und ein Paar von Federrohren 1 ist an dem Antriebsstab 12 durch die Antriebsplatte 14 befestigt. Der Stellantrieb 10 ist durch eine Ankerstange 15 an dem Vorrichtungsrahmen 16 befestigt. Eine zweite Schwenkanbringung 17 verbindet die Baugruppe 7 und die Bürstenhalteplatte 8 mit dem Rahmen 16. Die Bürsten selbst sind in Fig. 3 nicht gezeigt, sind jedoch unterhalb der Halteplatte 8 hinter dem Schutzflansch 17 angebracht und werden durch Waschbürstenmotoren 18 angetrieben (von denen einer in Fig. 3 gezeigt ist).
• Fig. 3 zeigt auch die relativen Positionen des Wasserbehälters oder der Wasserbehälter 19, der Batteriepackung 20 zum Antreiben der Waschmotoren 18 zusammen mit dem Querantrieb der Reinigungsvorrichtung. Die Richtung des Querantriebs wird durch einen Handgriff 21 gesteuert. Über einen Vakuummotor 23 wird Saugung an eine Rollenquetsche 22 angelegt.
• Zusätzlich ist ein Bedienungsfeld 24 für Bürstenkopf- Drucksteuerung innerhalb der Sicht des Bedieners vorgesehen.
• In Fig. 4 ist die Bürstenbaugruppe schematisch in Seitenansicht gezeigt und ein Steuersystem ist als ein Blockdiagramm dargestellt.
• Die Stellung des Bürstenkopfs 27 im Verhältnis zu dem zu reinigenden Boden wird durch einen elektrischen oder hydraulischen Stellantrieb 10 gesteuert, der den Bürstenkopf über einen Antriebsstab anhebt oder absenkt, welcher Federn in einem Federrohr 1 zusammendrückt. Andere elastische Mittel so wie ein Gasdruckstab können verwendet werden, um Druck auf den Bürstenkopf gegen den Boden aufzubringen, und natürlich können andere Mittel, so wie hydraulische oder pneumatische Mittel verwendet werden, um die Stellung des Bürstenkopfes zu steuern. Details des Stellantriebs 10 sind oben beschrieben worden.
• Ein Drucksensor ist an einer der mit 4 markierten Stellungen angeordnet, obwohl er überall in dem Zylinder oder im Arm oder im Boden des Stellantriebs vorgesehen werden kann. In Verwendung überwacht dieser Sensor den durch die Bürste auf den Boden aufgebrachten Druck und erzeugt ein Signal 25. Der Drucksensor kann wie in Fig. 1 gezeigt ein Dehnungsmeßstab 20 an der Antriebsplatte 14 oder ein piezoelektrischer Sensor oder Positionssensor sein. Alternativ kann der Sicherungsstift (11 in Fig. 1), der die Baugruppe mit dem Vorrichtungsrahmen verbindet, als ein Schubmeßstab zum Messen des Drucks verwendet werden. Ein Verstärker 26 wandelt dieses Drucksignal 25 in einen Wert um, der in dem nachfolgenden Schaltungsaufbau verwendet werden kann.
• Das Bedienungsfeld 24 ist innerhalb der Sicht eines Bedieners vorgesehen. Es hat einen Druckauswahlknopf 28, durch den der Bediener einen bestimmten Druck vorauswählen kann. Ein Wippschalter 29 hebt den Bürstenkopf 27 im Verhältnis zum Boden abhängig von der Schalterstellung an oder senkt ihn ab. Eine Digitalanzeige 30 stellt den Druck des Bürstenkopfes 27 auf den Boden dar, wie er durch den Drucksensor gemessen wird.
• Ein Prozessor 31 vergleicht das gemessene Drucksignal mit dem vom Bediener ausgewählten Druck und erzeugt dementsprechend ein Steuersignal zum Steuern (wie erforderlich) des Stellantriebs, um den gemessenen Druck im wesentlichen gleich dem ausgewählten Druck zu machen.
• Dieser Prozessor kann von einfacher Konstruktion sein, kann beispielsweise eine elektronische Komparator- und Verstärkungsschaltung aufweisen, oder er kann eine normale zentrale Verarbeitungseinheit in Chipform aufweisen. Energie für die elektronischen Komponenten wird durch die eingebaute Batterie 12 oder durch alternative Schwachstrom- Batteriequellen geliefert.
• Die Schaltung von Fig. 5 kann als das Steuersystem für das System verwendet werden. Es umfaßt normale integrierte Schaltungen, die eine programmierte Mikrosteuerung oder einen Mikroprozessor US, integrierte Stromversorgungsschaltungen U1, U4 und U7, einen nichtflüchtige Speicher U3, einen Analog-Digital-Umwandler U6 und einen Pufferverstärker U2 einschließen.
• Ein gemessenes Drucksignal von einer Druckbrücke oder einem Dehnungsmeßstab, die oder der im Reinigungskopf angebracht ist, wird in den Mikroprozessor US über einen Geräteverstärker U6 und einen Analog-Digital-Wandler (ADC) U6 eingegeben.
• Systemvariablen sind in dem nicht-flüchtigen Speicher U3 gespeichert.
• Der Zustand von externen Schaltereingaben an der Reinigungsmaschine wird über einen Puffer JP4 abfragt.
• Der Mikroprozessor US führt angemessene Berechnungen basierend auf den abgefragten Werten und den eingestellten Systemvariablen durch und gibt Steuersignale über den Pufferverstärker U2, Relais RL1, RL2 und RL3 und den Puffer JP1 an Kontaktrelais aus, um den Stellantrieb an der Reinigungsmaschine selbst zu betätigen. Wenn zum Beispiel das Relais RL1 ausgelöst wird, werden 36 Volt an den den Reinigungskopf absenkenden Stellantrieb angelegt, wenn das Relais RL2 ausgelöst wird, werden 36 Volt zum Anheben des Reinigungskopfes angelegt, und wenn das Relais RL3 ausgelöst wird, wird die Antriebssteuerung oder die Zugkraft der Reinigungsmaschine gesperrt. Ein weiters Relais kann wahlweise vorgesehen werden, um den Bürstenmotor unter bestimmten vorbestimmten Bedingungen zu sperren - so wie dann, wenn die Batterie schwach ist, um die Garantie für die Batterie zu schützen.
• Die SENSE-Eingabe an dem Puffer JP1 erfaßt, ob die Reinigungsmaschine sich bewegt oder nicht. Wenn dies der Fall ist, dann verhindert die Schaltung Druckänderungen, um Beschädigung der Bürsten zu verhindern.
• Die Puffer JP2 und JP3 liefern Signale an das Maschinenbedienungsfeld, um die aktuelle gemessene Druckangabe bzw. die Angabe des eingestellten Wertes auf LED-Anzeigen anzuzeigen.
• Die Schaltung, die einen MosFet Q1, Widerstände R14, R15 zusammen mit einer Diode D10 und einem Kondensator C18 umfaßt, ist eine Antriebs-Sperr-Schaltung, damit verhindert wird, daß die Relais während des Schaltens pulsieren, um Streubetrieb des Stellantriebs zu verhindern. Dies ist fakultativ und kann in einer Anzahl unterschiedlicher Arten durchgeführt werden, wie einem Fachmann in diesem Gebiet sofort klar werden wird.
• Die Schaltungen JP6 und JP7 sind wie gezeigt unbenutzt.
• Weitere Modifizierungen können in diese Schaltung eingeschlossen werden, zum Beispiel könnte eine Batterieüberwachung vorteilhaft eingebaut werden, um die Gesamtbenutzungszeit aufzuzeichnen und den Ladungszustand der Batterie zu überwachen. Unter bestimmten vorbestimmten Bedingungen, wie in die Systemparameter-Speicherschaltung U3 einprogrammiert ist, würden die Reinigungsbürsten automatisch angehoben werden. Solche Bedingungen würden typischerweise lange Batterieverwendung und/oder niedrige Batterieladung darstellen. Der Bediener würde dann notwendigerweise die Maschine zurück zum Depot bringen müssen, um die Batterie wieder aufzuladen oder zu ersetzen, wodurch die Garantie der Batterie bewahrt werden würde.
• Die Steuerschaltung der Erfindung ist sehr fein einstellbar und erzielt äußerst genaue Druckeinstellungen für den Bürstenkopf.
• Die Mikrosteuerung US ist vorzugsweise programmiert, um immer Druckänderungen in einer Richtung so zu bewirken, daß die Bürsten nach unten bewegt werden, und dies unterstützt die Genauigkeit der Einstellungen. Wenn zum Beispiel eine Druckänderung von 100 Pfund zu 40 Pfund durch einen Bediener benötigt wird, wird die Steuerung einen Sprung zu einem Wert um 20 Pfund bewirken und dann langsam den Druck bis zu dem erforderlichen Wert von ungefähr 40 Pfund erhöhen. Diese Anordnung bewältigt Haftung und Reibung in der Maschine. Es ist besonders vorteilhaft, wenn Phasenvoreilungsberechnungen auch durch die Mikrosteuerung so verwendet werden, daß die Mikrosteuerung die Geschwindigkeit berechnet, bei der die Druckänderungen auftreten, und geeignete Anpassungen vornimmt.
• Die Schaltung überwacht weiter vorzugsweise den Zustand des äußeren Schalters zum Anheben/Absenken des Bürstenkopfes, und der Mikroprozessor US kann programmiert werden, um den Zustand dieses Schalters beim Treffen von Entscheidungen zu berücksichtigen, ob bestimmte Arbeitsgänge veranlaßt werden sollen.

Claims (14)

1. Kehr- oder Reinigungsvorrichtung, umfassend:

einen Rahmen,

eine Bürstenbaugruppe (7, 8, 27), die an dem Rahmen montiert ist;

ein Mittel zum Bewegen der Bürstenbaugruppe (7, 8, 27) zu einer zu reinigenden Fläche hin und von dieser weg;

ein Vorspannmittel (1, 2, 3, 10), das zwischen dem Rahmen und der Brüstenbaugruppe (7, 8, 27) wirkt, um in Richtung auf die Oberfläche eine wählbare Vorspannung auf die Bürstenbaugruppe aufzubringen, und das so montiert ist, daß es als Aufhängungsmittel zwischen dem Rahmen und der Bürstenbaugruppe (7, 8, 27) wirkt; gekennzeichnet durch

ein Mittel (4, 20) zum Überwachen und/oder Messen des aufgebrachten Arbeitsdruckes;

ein Mittel (30) zum Anzeigen des gemessenen Arbeitsdruckes;

ein Mittel (24) zur Bedienereingabe eines gewünschten Arbeitsdruckes für die Bürstenbaugruppe und einen Komparator (31) zum Vergleichen des vom Bediener eingegebenen Druckes mit dem gemessenen Druck und zum Erzeugen eines Steuersignals in Reaktion auf die Differenz zwischen dem gewünschten Druck und dem gemessenen Druck und ein Mittel zum Anlegen des Steuersignals an das Druckaufbringungsmittel.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei dem das Vorspannmittel einen Stellantrieb (10) mit einem ersten Element und einem zweiten Element (12) umfaßt, das um einen wählbaren Betrag von diesem ausgefahren werden kann, wobei die Bürstenbaugruppe mit dem zweiten Element verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Vorspannmittel folgendes umfaßt: eine Hülse (1), die an dem zweiten Element (12) befestigt ist, einen Stab (4) mit einem Innenende, das in der Hülse (1) verschiebbar ist, wobei der Stab (4) von der Hülse (1) vorsteht und mit der Bürstenbaugruppe verbunden ist, und eine Feder (2) in der Hülse (1), die in das Innenende des Stabes (4) eingreift.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Anzeigemittel (30) einen digitalen Wert des aufgebrachten Druckes anzeigt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Druckmeßmittel ein Dehnungsmeßgerät (20) umfaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Druckmeßmittel einen Druckwertgeber umfaßt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Druckmeßmittel einen piezoelektrischen Sensor umfaßt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, umfassend einen Wippschalter mit einer ersten Position zum Erhöhen des Bürstendruckes und einer zweiten, gegenüberliegenden Position zum Verringern des Druckes, und ein Mittel zum Vorspannen des Wippschalters (29) in eine Ausschaltzwischenposition.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, umfassend ein Rückmeldungsmittel zum Regeln des aufgebrachten Bürstendruckes in Abhängigkeit von dem gemessenen Druck, um den aufgebrachten Druck auf einem Wert im wesentlichen innerhalb voreingestellter Grenzwerte zu halten.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Komparator einen elektronischen Prozessor (31) umfaßt.

11. Kehr- oder Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, umfassend ein Mittel zum Regeln des Bürstenkopfdruckes mit:

einem Analog-Digital-Umwandlungsmittel (46) zum Umwandeln von Eingangssignalen, die jeweils den gemessenen Bürstendruck und den vom Bediener eingegebenen gewünschten Arbeitsbürstendruck repräsentieren;

ein Speichermittel (43) für vorbestimmte Systemparameter;

einen Computer (45), der so programmiert ist, daß er die beiden Eingangssignale vergleicht und das Steuersignal in Reaktion auf den Vergleich und die vorbestimmten Systemparameter generiert;

ein Mittel zum Empfangen des Steuersignals und zum Regeln des Bürstenkopfdruckes in Abhängigkeit davon.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, umfassend ein Mittel zum Erfassung eines Zustands einer Stromversorgungsquelle für die Reinigungs- oder Kehrvorrichtung und ein Mittel zum Erzeugen eines Signals zum Sperren des Bürstenbetriebs, wenn der Batteriezustand unter einen voreingestellten Wert abgefallen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, umfassend ein Speichermittel zum Aufzeichnen einer Akkumulation der Gesamtbenutzungszeit der Stromquelle und zum Erzeugen eines Signals, um den Bürstenbetrieb zu sperren, wenn die Benutzungszeit einen voreingestellten Wert überschreitet.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 11, umfassend ein Mittel zum Sperren von Änderungen des vom Bediener eingegebenen Bürstendrucks, wenn die Reinigungsvorrichtung an einer zu reinigenden Oberfläche vorbeifährt.