PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69114562T2 05.06.1996
EP-Veröffentlichungsnummer 0453177
Titel Selbständig arbeitendes Luftreinigungssystem für Oberflächenreinigungsmaschinen.
Anmelder Tennant Co., Minneapolis, Minn., US
Erfinder Beaufoy, Jeffrey J., Prior Lake, Minnesota 55372, US;
Aigner, Robert C., Ham Lake, Minnesota 55304, US;
Burke, Steven A., Champlin, Minnesota 55316, US
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, Anwaltssozietät, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69114562
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT, NL, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 11.04.1991
EP-Aktenzeichen 913031902
EP-Offenlegungsdatum 23.10.1991
EP date of grant 15.11.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.06.1996
IPC-Hauptklasse B01D 46/46
IPC-Nebenklasse A47L 9/20   E01H 1/08   

Beschreibung[de]

Über die Jahre sind verschiedenste Arten von Maschinen zum Reinigen und Pflegen von Böden in Gebäuden und gepflasterten Außenbereichen, wie beispielsweise Straßen, Gehsteigen und Parkplätzen entwickelt worden. Sie umfassen solche Maschinen, wie beispielsweise Kehrmaschinen mit rotierenden Besen, Vakuumkehrmaschinen, Aufreißkämme, Glattzähne, Poliermaschinen und Scheuerbürstenmaschinen. Für unsere Zwecke hier können sie in Maschinen eingeteilt werden, die Wasser auf die zu reinigende Oberfläche aufbringen, und in Maschinen, die trocken arbeiten. Wir beschäftigen uns mit den letzteren, die viele Vakuumkehrmaschinen, Aufreißkämme und Kehrmaschinen mit rotierenden Besen einschließen würden. Sie alle haben ein Problem gemeinsam, das durch diese Erfindung behandelt wird. In ihrem Normalbetrieb tendieren sie dazu, Staub von der zu reinigenden Oberfläche aufzuwirbeln. Falls dieser Staub nicht kontrolliert wird, wird er sich auf allem und jedem in der Umgebung der Maschine absetzen, und dies ist hochgradig unangenehm.

In vielen dieser Maschinen ist das Problem allgemein gelöst worden. Das funktionelle Werkzeug, das den Staub erzeugt, wie beispielsweise eine rotierende Bürste, ein Aufreißkammkopf oder ein Vakuumaufnehmer, ist mit einer Abdeckung versehen und wird durch Wände umgeben, die Gummischürzen haben, die nahezu auf die zu reinigende Oberfläche herabhängen. Ein Absauggeblase in der Maschine zieht kontinuierlich von der derartig erzeugten Werkzeugkammer Luft, so daß ein unteratmosphärischer Luftdruck innerhalb dieser herrscht, der ein Ausströmen von staubiger Luft unter den Schürzen aussschließt. Das Gebläse gibt diese Luft in die Atmosphäre ab. Einer oder mehrere Luftfilter sind in diesem Luftweg entweder stromaufwärts oder stromabwärts von dem Gebläse plaziert, um Staub aus der Luft zu entfernen bevor sie abgegeben wird, so daß der Austrag in die Atmosphäre staubfrei ist.

Der derartig aus dem Luftstrom entfernte Staub sammelt sich auf den Filtern an und wird mit der Zeit den Luftstrom durch die Filter blockieren, es sei denn, sie werden periodisch gereinigt, somit ist allgemein eine Reinigungsvorrichtung vorgesehen, die der Maschinenbetreibende, wenn erforderlich, verwenden muß. Im allgemeinen muß der Betreibende wachsam Ausschau halten nach Staub, der unter den Schürzen hervortritt, was anzeigt, daß der Luftstrom durch Staubverstopfen der Filter reduziert worden ist. Er oder sie muß dann die Maschine stoppen, den Luftstrom abschalten und die Reinigungseinrichtung aktivieren. Diese ist im allgemeinsten ein Mechanismus, der die Filter für eine vorbestimmte Zeit schüttelt oder stößt, um den Staub abzuschütteln, der in einen Sammelbehälter zum späteren Entfernen fällt. Dann wird der Luftstrom wieder gestartet und der Maschinenbetrieb fortgesetzt. Dieses Verfahren ist effektiv, wenn es sachgemäß ausgeführt wird, es nimmt allerdings Zeit von dem produktiven Betrieb. Einige Betreibende vernachlässigen unsorgsamerweise die Durchführung, wenn sie erforderlich ist, so daß Staub von der Maschine austritt, während sie betrieben wird, und sich auf Objekten in dem Gebiet niederschlägt. Außerdem können Filter, denen es erlaubt wird, verschmutzt zu werden, nicht effektiv gereinigt werden und müssen öfter ersetzt werden als sachgemäß gepflegte Filter.

Um diese Nachteile auszuschließen, wäre es wünschenswert, eine angetriebene mobile Oberflächenreinigungsmaschine zu schaffen, die ein automatisches Filterreinigungssystem hat, das keine Aufmerksamkeit von dem Betreibenden fordert, und das ohne Unterbrechung des Maschinenbetriebs funktionieren würde. Es sind Versuche in diese Richtung unternommen worden. Die US-A-4,637,825 und die US-A-4,756,727 zeigen jeweils einen Kehrmaschinenfilter, der automatisch, während die Kehrmaschine in Betrieb ist, durch Richten von Impulsen von komprimierter Luft sequentiell gegen die Segmente der Filter von ihrer sauberen Seite, so daß der Staub weggeblasen wird, gereinigt wird.

Es ist in der Industrie bekannt, Luftfilter durch derartiges Putzstrahlen von der Rückseite mit Impulsen von komprimierter Luft zu reinigen. Viele industrielle Maschinen erzeugen Staub, beispielsweise Zementmühlen. Entlüfter werden verwendet, um den Staub in Sackkammern, die mehrere Filter enthalten, zu saugen, so daß die abgesaugte Luft gereinigt wird, bevor sie in die Atmosphäre gelassen wird. Die Sackkammerfilter werden gemeinsam durch sequentielles Putzstrahlen von der Rückseite mit Impulsen komprimierter Luft, die von Luftkompressoren auf dem Boden erhalten wird, gereinigt.

Ein typisches industrielles Werk benötigt komprimierte Luft für viele Zwecke, so daß die Kosten des Kompressors nicht vollständig der Sackkammer zugeschrieben werden müssen. Verwendung eines Rückseiten-Putzstrahl-Systems in einer Oberflächenreinigungsmaschine, wie beispielsweise einer Kehrmaschine oder Aufreißkämmen, erfordert allerdings das Hinzufügen eines maschineninternen Luftkompressors, eines Lufttanks und eines damit in Zusammenhang stehenden Ventilsystems, die andernfalls nicht benötigt werden. Dies fügt im wesentlichen neue Kosten und einige Wartungskosten zu der Maschine hinzu und erhöht den Treibstoffverbrauch ihres Antriebs, der die hinzugefügte Last, den Kompressor anzutreiben, aufnehmen muß. Ebenso muß beachtet werden, daß die Impulse der komprimierten Luft nicht Staubstöße erzeugen, die unter den Schürzen hervortreten.

Es gibt auch industrielle Sackkammern, in denen die Säcke durch mechanisches Schütteln derselben gereinigt werden. In diesen wird der Luftstrom durch dieselben abgeschaltet, während die Säcke gereinigt werden. Falls ein kontinuierlicher Betrieb notwendig ist, werden die Säcke in einer Reihe von Filtergehäusen installiert, so daß Luft zu einem Zeitpunkt von einem Filtergehäuse abgeschaltet werden kann, und deren Säcke geschüttelt werden, während die verbleibenden Filtergehäuse weiter Luft hindurchlassen. Alle Filtergehäuse werden, jedes zu einem Zeitpunkt, sequentiell gereinigt. Dieser Reinigungszyklus kann so eingestellt werden, daß er automatisch, durch einen Druckaufbau über die Filter gesteuert, arbeitet. Diese Technologie ist allerdings nie auf mobile Oberflächenreinigungsmaschinen, wie beispielsweise Kehrmaschinen, Vakuumreinigungsmaschinen, Aufreißkämmen und dergleichen angewendet worden. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung waren die ersten, die die Möglichkeit erkannten, dies zu tun, und entwickelten einen praktischen Weg dies in mobilen Gerätschaften dieses Typs durchzuführen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bewältigt die Nachteile gemäß dem Stand der Technik. Sie schafft eine angetriebene mobile Oberflächenreinigungsmaschine mit einem vollautomatischen Filterreinigungssytem, das keine Aufmerksamkeit von der Seite des Maschinenbetreibenden erfordert, und nicht erfordert, den Maschinenbetrieb zu stoppen, um die Filter zu reinigen. Ein adäquater Luftstrom zur effektiven Staubbegrenzung wird zu allen Zeiten, einschließlich während der Reinigung der Filter, aufrechterhalten. Dies wird erzielt durch eine Maschine mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 15.

Zwei oder mehr Filter sind vorgesehen, während der Absaugluftstrom zwischen ihnen aufgeteilt ist. Wenn sich Staub auf den Filtern akkumuliert, bieten sie dem Luftstrom einen erhöhten Widerstand, was in einem erhöhten Differenzluftdruck über sie führt. Dies wird in einer bestimmten Ausführungsform durch einen Differenzluftdruckschalter erfaßt, der einen Reinigungszyklus initiiert, wenn ein vorbestimmtes Differenzluftdruck-Niveau erreicht ist. Dieses Niveau ist niedrig genug eingestellt, um eine adäquate Staubbegrenzung für die Maschine und eine lange Lebensdauer für die Filter sicherzustellen. Gleichzeitig setzt es nicht die Reinigungsvorrichtung oder die Filter der Abnutzung und dem Verschleiß kontinuierlicher Reinigungszyklen aus. Es spricht auf die Arbeitsumgebung an, wobei unter schmutzigen Bedingungen öfter und an sauberen Orten weniger oft gereinigt wird.

Dieser Reinigungszyklus besteht aus mehreren Schritten. Zuerst wird der Luftstrom zu einem Filter durch ein Luftventil, das den Luftdurchgangsweg zwischen dem Filter und dem Abluftgebläse blockiert, abgeschaltet. Unterdessen läuft Luft durch den anderen Filter oder die Filter. Es kann eine erwünschte Anzahl von Filtern verwendet werden, es hat sich allerdings in der Praxis herausgestellt, daß ein Minimum von zwei ausreichend ist, somit werden zwei Filter als Beispiel in dieser Diskussion verwendet. Falls mehr als zwei verwendet werden, dann wird jeder einzelne blockiert und einer Reihenfolge nach gereinigt, während die übrigen weiterhin Luft durchlassen. Eine mechanische Einrichtung schlägt dann wiederholt auf die Filter, die keine Luft hindurchlassen, wobei Staub von diesen abgeschüttelt wird, der in einen Sammelbehälter fällt. Nach einer vorbestimmten Zeit wird dieser Betrieb beendet, und die Luft wird durch das Luftventil zu dem nun gereinigten Filter wieder zugelassen. Die Luft zu dem anderen Filter wird dann durch das Luftventil abgeschaltet. Er wird auf dieselbe Weise wie der erste gereinigt, und die Luft wird dann durch das Ventil zu ihm zugelassen, so daß der normale Luftstrom durch beide Filter fortgesetzt wird. Der gesamte Reinigungszyklus arbeitet ohne irgendeine Aufmerksamkeit von dem Betreibenden automatisch, und während des Zyklusses, wenn Luft von einem Filter abgeschaltet ist, lassen die übrigen Filter den Luftstrom hindurch, so daß eine Staubbegrenzung für die Maschine immer geschaffen wird, und der Betrieb nicht unterbrochen wird. Die mechanischen Filterreinigungseinrichtungen sind gut erprobte Einrichtungen und sind wesentlich geringer in ihren Kosten als die Einrichtungen, die erforderlich sind, um Filter mit von hinten gestrahlter Luft zu reinigen.

Eine bevorzugte Form der Erfindung verwendet zwei zylindrische Filter mit gefaltetem Medium. Die Erfindung bietet allerdings auch Platz für Luftfilter anderer Typen. Ein alternativer Aufbau unter Verwendung zweier ebener Filterplatten mit gefaltetem Medium wird beschrieben, und andere bekannte Typen von Luftfiltern können ebenso erfolgreich eingesetzt werden. Diese können beispielsweise in Tüten, Umhüllungen oder Säcken gebildete Stoffilter umfassen, die ein wohlbekannter Filtertyp auf dem Gebiet der Luftfilterung sind.

Eine herkömmliche Vorwärtsauswurfkehrmaschine mit rotierender Bürste wird in Form eines Beispiels in der folgenden Beschreibung der Erfindung verwendet. Es sollte allerdings klar sein, daß die Erfindung, wie bereits erwähnt, genausogut auf andere Typen von mobilen Oberflächenreinigungsmaschinen, wie beispielsweise anderen Typen von Kehrmaschinen mit rotierenden Bürsten, und anderen Maschinen, wie beispielsweise Aufreißkämmen und verschiedenen Typen von Vakuumkehrmaschinen angewendet werden kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig.1 ist eine Seitenansicht einer Kehrmaschine, die aufgebrochen dargestellt ist, um die allgemeine Anordnung der Luftfilter zu zeigen;

Fig. 2 ist eine Schrägansicht der Vorderseite einer Kehrmaschine mit der Abdeckung in Phantomlinien, um die Anordnung der Filter und des Filterreinigungssystem unter der Abdeckung zu zeigen;

Fig. 3 ist eine Vorderansicht, teilweise im Schnitt, die die Filter, den Filterreinigungsmechanismus und den geteilten Luftraum unter der Abdeckung zeigt;

Fig. 4 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des Filters und des Filterreinigungssystems, wobei bestimmte Teile weggebrochen oder zur Klarheit weggelassen sind; Fig. 5 ist eine Schrägansicht der Luftventilkammer von hinten, die Schiebeventile, ein Stellglied und Begrenzungsschalter zeigt;

Fig. 6 ist ein Blockdiagramm des elektronischen Steuersystems; und

Fig. 7 ist ein schematisches Diagramm, das einen alternativen Aufbau unter Verwendung von ebenen Filterplatten mit gefaltetem Medium zeigt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Bezugnehmend auf Figur 1 ist eine typische industrielle Kehrmaschine 10 gezeigt. Wie gezeigt, ist es eine herkömmliche Vorwärtsauswurf-Kehrmaschine. Es könnte allerdings genausogut eine Überkopf-Kehrmaschine mit rückseitigem Behälter sein, ein Typ, der ebenfalls in der Technik wohlbekannt ist. Sie hat eine rotierende Bürste 12 zum Kehren von Schmutz von einem Boden oder einer anderen Oberfläche in einen Schmutzbehälter 13. Die Bürstenkammer ist auf allen Seiten durch Schürzen eingeschlossen, die bis nahezu auf den Boden herabreichen. Eine vordere Schürze und eine hintere Schürze sind als 14 bezeichnet, und zwei weitere, nicht gezeigte, schließen die Enden der Bürstenkammer. Diese halten größtenteils Staub, der durch die Bürste aufgewirbelt wird, innerhalb der Bürstenkammer. Um die Staubbegrenzung zu vervollständigen, ist eine Abluftanlage 16, die Luft von der Bürstenkammer in einem Luftstromweg, der durch die Pfeile in Figur 1 gezeigt ist, in die Atmosphäre ausgibt, vorgesehen. Dies hält einen unteratmosphärischen Druck innerhalb der Bürstenkammer aufrecht, so daß Luft unter den Schürzen eingesaugt wird statt auszutreten. Somit entweicht kein Staub von dem Gebiet um die Bürste. Es ist ein Luftfilter und ein Filterreinigungssystem allgemein als 18 in Figur 1 und detaillierter in den anderen Figuren gezeigt. Dieses System entfernt den Staub aus dem Luftstrom, so daß das Absaugsystem saubere Luft an die Atmosphäre auspufft

Wie gezeigt, läuft der Luftstrom zuerst durch die Filter und dann durch die Absaugeinrichtung. Dies ist eine bevorzugte Anordnung, da die Luft gereinigt wird, bevor sie durch die Absaugeinrichtung läuft, was einen Abriebverschleiß der Absaugeinrichtung verringert. Allerdings führen einige Kehrmaschinen die Luft zuerst durch die Absaugeinrichtung und dann durch die Filter. Diese Anordnung kann ebenso durch die Erfindung verwirklicht werden.

Figur 2 ist eine Schrägansicht von vorne, die die allgemeine Anordnung der Luftfilter und des Filterreinigungssystems in der industriellen Maschine zeigt. Figur 2 ist vorgesehen, um die Darstellung der Gesamtanordnung der Filter und des Filterreinigungs systems zu unterstützen.

Es können zwei identische Luftfilteranordnungen 20, am besten in Figur 3 gezeigt, vorgesehen sein. Diese sind kommerziell erhältliche zylindrische Filter mit gefaltetem Medium, wie sie beispielsweise von der Donaldson Company, Inc. aus Minneapolis, Minnesota hergestellt werden. Sie haben ein gefaltetes Medium 24, wobei die Falten parallel zur Mittellinie der Zylinder laufen, was sie bei Installation, wie gezeigt, vertikal macht. In jedem Filter ist das Medium zur strukturiellen Ganzheit mit einer perforierten Metallhülse 26 umgeben. Außerhalb der Metallhülse 26 ist eine aus glattem synthetischen Filament gewobene feine Maschenhülse vorgesehen, die den gröberen Schmutz stoppt und ihn leicht während eines Filterreinigungszyklusses abstößt. Es ist eine Schließung 30 entlang des Bodens eines jeden Filters vorgesehen, die sich während eines Filterreinigungszyklusses etwas öffnen kann, um angesammelten Staub freizugeben. Das obere Ende eines jeden Filters ist offen. Der detaillierte Aufbau dieser Filter und der Mechanismus, um sie zu reinigen, ist in der US-A-4,704,144 von LeBlanc et al. beschrieben und dargestellt.

Ein Teil des Kehrmaschinenkörpers umfaßt eine kastenförmige Metallblechstruktur, die als Filterkasten bekannt ist, um die Filter aufzunehmen. Wie in den Figuren 3 und 4 gezeigt, hat sie einen Boden 34, der sich entlang der Breite des Kehrmaschinenkörpers erstreckt. Dieser Boden hat eine Reihe von geschlitzten Löchern 36 in der Nähe der Vorderseite der Maschine, um Luft in den Filterbereich, wie durch die Luftstrompfeile in den Figuren 1, 3 und 4 gezeigt, hineinzulassen. Im Zusammenhang mit diesen Schlitzen kann optionalerweise eine geschlitzte Zwischenplatte 38, siehe Figuren 3 und 4, vorgesehen werden, wobei die zwei geschlitzten Platten zusammen eine Vorreinigungseinrichtung bilden, die gemäß der Lehre von US-A-4,557,739 sein kann. Der Filterkasten hat außerdem zwei Seitenwände 40, welche die Seitenwände des Kehrmaschinenkörpers sein können. Er hat eine Vorderwand 42 und eine Rückwand 44. Eine Mittentrennwand 46 teilt den Filterkasten in zwei Filtergehäuse. Alle Wände, die den Mittenteiler umfassen, haben dieselbe Höhe und haben horizontale Flanschen an ihren oberen Kanten, so daß die Oberseite des Gehäuses effektiv einen kontinuierlichen horizontalen Flansch rundherum und entlang des Mittenteilers aufweist. Auf der Oberseite dieses Flansches rund um das Gehäuse und entlang dessen Mittenteiler ist eine kontinuierliche Weichgummidichtung 48 vorgesehen.

Auf der Oberseite der Dichtung 48 liegt eine flache Stahlabdeckplatte 50, die groß genug ist, um den gesamten Filterkasten zu bedecken. Die Platte 50 ist an allen vier Seiten herabgebogen, wie bei 51, um sie zu versteifen, wie in den Figuren 3 und 4 gezeigt. Sie ist an dem Filterkasten durch zwei Scharniere 54 auf der Vorderseite und zwei Verriegelungen 52 auf der Rückseite gesichert. Die Platte 50 hat zwei große, im allgemeinen rechteckige Löcher, die den Positionen der zwei Filter entsprechen. Benachbart zu und diese Löcher umgebend, sind auf der Unterseite der Platte zwei dicke, weiche, komprimierbare Gummidichtungen 56 vorgesehen, die mit der Platte 50 verklebt sein können.

Direkt unter den Dichtungen 56 sind zwei rechteckige, flache Stahlplatten 58 vorgesehen. Von diesen hat jede ein kreisförmiges Loch in ihrem Mittenbereich, das ungefähr dieselbe Größe wie der Innendurchmesser der Filter hat. Jede Platte 58 hat außerdem einen Stahlstreifen 60, der in einer im allgemeinen rechteckigen Form ausgebildet ist, und auf die obere Fläche der Platte 58 kantengeschweißt ist, um sie zu versteifen und davon abzuhalten, sich zu verziehen. Diese Streifen sind am besten in Figur 2 zu sehen. Sie erstrecken sich über die Abdeckplatte 50, und die großen, im allgemeinen rechteckigen Löcher in der Platte 50 sind so bemessen, daß sie einen Abstand für sie schaffen.

Jede Platte 58 ist gegen eine Dichtung 56 und die Platte 50 durch vier Schraubbolzen 62 in der Nähe der Ecken einer jeden Platte 58 gehalten. Diese Schraubbolzen laufen nach oben durch die Platten 58 und die Platte 50. Jeder Schraubbolzen hat über der Platte 50 eine Kompressionsfeder 64 um selben mit einer flachen Beilagscheibe und einer Sicherungsmutter über der Feder zum Abschluß der Befestigung. Die Sicherungsmuttern können nach unten angezogen werden, bis die Federn 64 und die Dichtungen 56 hinreichend zusammengedrückt sind, um die Platte 58 in dichtendem Kontakt mit den Dichtungen 56 zu halten. Diese schaffen federnde Befestigungen für die Platten 58, die wichtig sind, um die Filter erfolgreich zu reinigen.

Jeder der Filter 20 hat einen Flansch und eine Oberflächendichtung um sein oberes offenes Ende. Die Filter werden fest in dichtendem Kontakt mit den Platten 58 durch vier Klammern 66 um jeden Filter, die gegen die Flansche drücken, gehalten.

Über jedem Filter ist ein Schüttelmechanismus zum Schütteln oder Stoßen dieses Filters während des Reiningungszyklusses vorgesehen. Der Aufbau und der Betrieb dieser Schüttelmechanismen ist vollständig in der US-A-4,704,144, auf das vorher verwiesen worden ist, beschrieben. Dieses Patent beschreibt, wie auf einem Filter angesammelter Staub durch den Schüttelmechanismus beim Betrieb losgeschüttelt wird, und während eines Reinigungszyklusses auf den Boden des Filters ausgeleert wird, so daß die Beschreibung hier nicht wiederholt wird.

Über dem Schüttelmechanismus ist eine Abdeckung 68 vorgesehen. Sie kann aus Stahlblech sein, ist allerdings vorzugsweise aus einem Plastikmaterial, wie beispielsweise ABS, geformt. Sie liegt auf einer Dichtung 70 auf, die auf die obere Fläche der Platte 50 rundherum in der Nähe der Kante der flachen Oberfläche auf der Platte geklebt ist. Alternativ könnte eine Dichtung 70 auf der Abdeckung 68 verklebt sein. Die Abdeckung wird fest gegen die Dichtung durch Verriegelungen 104, die auf den Seitenplatten 40 (Figur 3) montiert sind, heruntergezogen. Diese Abdeckung bedeckt und schließt den gesamten Bereich der Filter und der Schütteleinrichtungen ein und dichtet ihn gegen Außenluft ab. Sie kann durch Freigeben der Verriegelungen 104 und durch Abheben entfernt werden, um den Filterbereich zu inspizieren oder zu warten.

Die Abdeckung 68 leistet außerdem zwei zusätzliche Funktionen. Erstens erstreckt sich eine Luftkammer 68A (Figuren 2 und 4) über die volle Breite der Abdeckung und ist integraler Teil derselben. Die Luftkammer ist aus Plastikplatten gebildet und mit dem Hauptteil der Abdeckung verbunden, welche ihre andernfalls offene Oberseite und Enden schließt. Die Luftkammer 68A hat eine Auslaßöffnung 68B, die in Verbindung mit der Abluftabsaugeinrichtung 16 steht, und zwei Einlaßöffnungen 68C (von denen eine in Figur 4 gezeigt ist), die mit dem Ventilgehäuse 72 in Verbindung stehen. Dichtungen 78 dichten um die Auslaßöffnung herum ab, während zwei auf dem Ventilgehuse verklebte Dichtungen 80 um die Kammereinlaßöffnungen abdichten. Diese Luftkammer liefert somit einen Teil des Luftdurchgangswegs von den Filtern zu der Abluftabsaugeinrichtung; insbesondere verbindet sie das Ventilgehäuse 72 mit der Absaugeinrichtungseinlaßleitung.

Zweitens hat die Abdeckung 68 auch eine Mittentrennwand 68D als ein integrales Teil. Diese Trennwand und die Luftkammer 68A dichten gegen eine kontinuierliche Mittenstreifendichtung 74 ab, die auf der Abdeckplatte 50 und dem Filtergehäuse 72 verklebt ist, und die an ihrem Ende gegen eine Dichtung 70 stößt.

Das Filtergehäuse 72 ist ein Metallblechaufbau, dreieckig im Querschnitt und an allen Seiten vollständig abgeschlossen, mit Ausnahme von zwei Auslaßöffnungen 72C auf der Seite in Richtung zur Luftkammer 68A und zwei Einlaßöffnungen 72B auf der Seite in Richtung der Filter. Ihr Boden und ihre zwei Enden sind in einem Stück mit Flanschen, an die die Seiten geschraubt werden, ausgebildet. Sie hat zwei an ihre Enden geschweißte Winkelhalter 72A mittels deren sie an die Abdeckplatte 50 geschraubt wird.

Unter der Mitte des Ventilgehäuses befindet sich eine Längstrennwand 76, die an die Platte 50 geschweißt ist. Das Ventilgehäuse ist ebenfalls mit ihr verschraubt. Diese Trennwand schließt die Trennung der zwei abgedichteten Luftkammern unter der Abdeckung 68 und über den Filtern 20 ab.

Der einzige Auslaß von jeder Kammer ist durch eine der Einlaßöffnungen in das Ventilgehäuse 72, und der einzige Einlaß ist durch die Mittenöffnung in einer der flachen Platten 58. Somit steht jeder der Filter mit einer dieser Kammern in Verbindung.

Das Ventilgehäuse 72 und die Teile innerhalb dessen sind am besten in Figur 5 dargestellt, die eine auf die Auslaßseite des Gehäuses blickende Schrägansicht ist. Auf der entfernten Seite (der Einlaßseite) sind zwei rechteckige Öffnungen 72B, ebenfalls in Figur 3 gezeigt, vorgesehen. Eine dieser Öffnungen steht mit jeder der zwei oben diskutierten Kammern in Verbindung. Es sind eine Führungsplatte und zwei Gleitschienen 84, die aus Delrint -Kunststoff bestehen, auf die Innenseite des Gehäuses mit Metallblechschrauben befestigt. Die Führungsplatte hat zwei Öffnungen, die den Einlaßöffnungen 72B entsprechen. Es ist eine Stahlblechschiebeplatte 86 vorgesehen, die in den Gleitschienen gleitet. Ein Kanal 86A und ein Winkel 86B sind auf die Schiebeplatte punktgeschweißt. Ein elektrisches Stellglied 88 ist an einem Ende des Ventilgehäuses und seine verlängerbare Stange ist an den Kanal 86A angeschlossen. Das Stellglied kann somit die Schiebeplatte vorwärts und rückwärts entlang der Schienen 84 antreiben und bewirken, daß es die eine oder die andere der zwei Einlaßöffnungen bedeckt. Wenn eine Öffnung bedeckt ist, ist die andere vollständig offen. Eine Zwischenstellung des Stellglieds lokalisiert die Schiebeplatte so, daß sie beide Einlaßöffnungen zur Hälfte bedeckt und zur Hälfte frei läßt. Dies ist die in den Figuren 3 und 5 dargestellte Position. Es ist somit möglich, selektiv Luft in das Ventilgehäuse aus einer oder der anderen oder beiden der Einlaßöffnungen eintreten zu lassen.

Die drei Stellgliedpositionen, die diesen drei Bedingungen entsprechen, werden durch drei Stellgliedpositionssensoren oder Begrenzungsschalter 90, die einstellbar auf dem Ventilgehäuseboden angeordnet sind, erfaßt. Diese werden ihrerseits durch drei Nockenerhebungen 92, die auf der Verschiebeplatte 86 mittels des Winkels 86B angeordnet sind, betätigt.

Ein Druckschalter für unteratmosphärischen Druck, schematisch in Figur 4 als 94 gezeigt, ist in der Nähe des Filtergehäuses installiert, wobei einer seiner Druckanschlüsse an die zu der Abluftabsaugeinrichtung 16 führenden Leitung angeschlossen ist, und sein anderer Druckanschluß zur Atmosphäre offen ist. Er wird somit durch den Differenzdruck über die Filter beeinflußt, der ein Maß dafür ist, wie verstopft sie sein können. Beim normalen Betrieb, wenn sich Staub allmählich auf den Filtern ansammelt, wird der Differenzdruck ansteigen. Wenn er einen vorbestimmten Wert erreicht, schließt sich der Druckschalter, was einen automatischen Filterreinigungszyklus initiiert.

Figur 6 zeigt eine elektrische Schaltung in Blockdiagrammform, die verwendet wird, um den automatischen Reinigungszyklus zu betitigen und zu steuern. Der Zyklus wird automatisch gestartet, wenn der Druckschalter 94 aufgrund angesammelten Staubs auf den Filtern schließt, oder er kann durch den Betreibenden mit einer Drucktaste 96 auf dem Instrumentenbrett der Kehrmaschine von Hand gestartet werden. Bei 98 reinigt ein R-C Netzwerk und ein Schmitt-Trigger das Signal von Spitzen und Rauschen, wonach es durch ein Gate 100 zu einem Impulsgenerator 102 läuft. Hier erzeugt ein Oszillator eine Rechteckwelle von ungefähr 1000 Hertz. Die ansteigende Kante der ersten Welle schließt das Latch 104, welches das Signal verriegelt und das Gate 100 deaktiviert. Von diesem Zeitpunkt an läuft der Zyklus bis zu seiner Beendingung, ob die Schalter 94 oder 96 geschlossen bleiben oder nicht. Der Taktgeber 106 gibt alle 15 Sekunden einen Impuls aus, der die Ereignisablaufsteuerung 108 triggert. Die Taktmodifikationseinrichtung 110 stellt Gleichheit der ersten Impulsdauer mit allen folgenden Impulsen her. Wenn diese Impulse durch die Ereignisablaufsteuerung empfangen werden, sendet sie nacheinander folgende Signale zur Logik/Verzögerungsschaltung 114, wobei diese angewiesen wird, in geeigneter Sequenz die Ereignisse, die für den Filterreinigungszyklus erforderlich sind, zu aktivieren. Sie aktiviert außerdem ein Latch 136, um ein LED 138 auf dem Instrumentenbrett der Kehrmaschine anzuschalten und sie für die Dauer des Reinigungszyklusses angeschaltet zu halten, um dem Betreibenden so anzuzeigen, daß ein Reiningunszyklus abläuft.

Bei 112 wird eine kurze Verzögerung eingeführt, um sicherzustellen, daß das Signal sauber ist, und daß alle Einrichtungen zurückgesetzt sind, dann wird Leistung auf die Logik/Verzögerungsschaltung 114 gegeben. Diese Schaltung hat außerdem Eingänge von den Stellgliedpositionssensoren oder Begrenzungsschaltern 90 und der Ereignisablaufsteuerung 108. Wenn sie ein Signal von der Ereignisablaufsteuerung empfängt, aktiviert sie die Ereignisse, die erforderlich sind, um einen Reinigungszyklus für die Filter zu schaffen. Diese Ereignisse sind in der Reihenfolge: 1) Frage die

Stellgliedpositionssensoren 90 ab, um die Position des Stellglieds 88 zu ermitteln und es in seine Mittelstellung zu schicken, falls es nicht bereits dort ist. Diese und alle anderen Stellgliedbewegungen werden durch geeignete Signale ausgeführt, die zu bidirektionalen Festkörperschaltern 124, durch die der Stellmotor 126 in die geeignete Richtung angesteuert wird, geschickt werden. Zum Ende einer jeden Stellgliedbewegung wird eine dynamische Bremse 128 eingesetzt, um den Stellgliedmotor mit minimalem Weiterlaufen abzustoppen. 2) Bewege das Stellglied zu einem Ende seines Hubs, wodurch die Schiebeplatte 86 über eine Einlaßöffnung des Ventilgehäuses gleitet und den Luftstrom durch den mit dieser Einlaßöffnung assoziierten Filter abstellt. Die Beendigung dieser und anderer Stellgliedbewegungen wird durch die geeigneten Stellgliedpositionssensoren 90 signalisiert, die schließen, wenn die erwünschte Stellgliedpositon erreicht ist, und ein Signal an die Logik/Verzögerungsschaltung 114 durch die Signalzustandsschaltung 130 senden. 3) Betätige für 30 Sekunden oder zwei Takte des Taktgebers 106 den Schütteleinrichtungsmotor für den Filter, der keine Luft zieht. Schalte den Motor ab und verzögere für zwei Sekunden während die Motorgeschwindigkeit heruntergeht. Der Schütteleinrichtungsmotor ist in Figur 6 als Bezugszeichen 116 dargestellt und sein assozuerter Festkörpertreiber hat das Bezugszeichen 118. 4) Bewege das Stellglied zum anderen Ende seines Hubs, wodurch bewirkt wird, daß die Schiebeplatte den Luftweg zu dem gerade geschüttelten Filter öffnet, und den Luftweg zu dem anderen Filter schließt. 5) Betätige den Schütteleinrichtungsmotor, der mit diesem anderen Filter assoziiert ist, für 30 Sekunden, wodurch er gereinigt wird. Schalte den Schütteleinrichtungsmotor ab, und lege eine Unterbrechung für zwei Sekunden ein. Dieser Schütteleinrichtungsmotor ist in Figur 6 als Bezugszeichen 120 gezeigt, und sein assoziierter Festkörpertreiber hat das Bezugszeichen 122. 6) Führe das Stellglied in seine Mittelposition zurück. 7) Überprüfe, um zu sehen, ob der Differenzdruckschalter geschlossen ist. Falls ja, wiederhole den Zyklus. Falls nein, setze alle Komponenten in ihre ursprünglichen Zustände zurück. Das System ist nun in dem Zustand für normales Kehren, Luftziehen durch beide Filter und Warten auf das nächste Kommando, um einen Reinigungszyklus zu starten.

Die in Figur 6 gezeigte Steuerschaltung wird von einer geeigneten Energieversorgung allgemein als 132 gezeigt, und einem Batteriesperrschutz 134 abgeschlossen. Die letztere Schaltung wirkt so, daß jeglicher Strom von der Steuerschaltung und den Leistungsschaltungen für den Fall, daß die Kehrmaschinenbatterie unbeabsichtigterweise verkehrt herum angeschlossen wird, abgeblockt wird.

Alternative Ausführungsform

Figur 7 zeigt eine schematische Darstellung einer anderen Form der Erfindung. Die vorherige Erfindung verwendet zwei zylindrische Filter, es ist allerdings auch möglich und ganz praktisch, zwei ebene Plattenfilter zu verwenden. Zylindrische Filter erlauben es, in einer Kehrmaschine von gegebener Größe einen etwas größeren Filterbereich zu installieren. Für viele Anwendungen ist dieser zusätzliche Filterbereich nicht notwendig. In der Tat werden ebene Plattenfilter sehr häufig in Kehrmaschinen von dem Typ, der in dieser Anmeldung betrachtet wird, verwendet. Flache Plattenfilter sind in Figur 7 als 222 und 224 dargestellt. Diese können einen im allgemeinen als 226 bezeichneten Schüttelmechanismus haben, um sie zu reinigen. Die US-A-4,258,451 und die US-A-4,787,923 zeigen geeignete Montierungen und Schüttelmechanismen für einen in einer Kehrmaschine verwendeten ebenen Plattenfilter. Diese Patente zeigen nur einen flachen Plattenfilter pro Kehrmaschine, aber die vorliegende Erfindung würde zwei oder mehrere erfordern, genauso wie zwei oder mehrere zylindrische Filter in der bevorzugten Ausführungsform benötigt wurden. In Figur 7 ist der Raum über den Filtern durch eine Trennwand 246 getrennt. Der Raum zwischen und über den Filtern ist durch eine Trennwand 268D getrennt. Es ist ein Ventilgehäuse 272 mit zwei Einlaßöffnungen und zwei Auslaßöffnungen vorgesehen. Es enthält eine Ventilplatte 286 und ein Stellglied 288. Die Stellgliedposition wird mit Nockenerhebungen und Begrenzungsschaltern (nicht in Figur 7 gezeigt) ähnlich wie die Nockenerhebungen 92 und Begrenzungsschalter 90, wie sie in Figur 5 für die vorherige Ausführungsform gezeigt sind, gesteuert. Über dem Ventilgehäuse 272 ist eine Luftkammer 268A vorgesehen, um den Luftstrom von dem Ventilgehäuse zu der Abluftabsaugeinrichtung 216 zu richten. Ein Differenzdruckschalter 294, der zwischen der Absaugeinrichtungseinlaßleitung und der Atmosphäre angeschlossen ist, überwacht den Differenzdruck über die Filter und startet automatisch, falls erforderlich, einen Reinigungszyklus, der derselbe Zyklus wie der für die zylindrischen Filter ist. Alles von diesem ist vergleichbar mit der vorherigen Ausführungsform, und stellt nur eine Änderung dar, die sicherlich im Rahmen der Intention dieses Patents liegt.

Verschiedene Einrichtungen zum Starten eines Reinigungszyklusses können außerdem ins Auge gefaßt werden. Als Kostenverringerung kann der Druckschalter 94 eliminiert werden, wobei nur die manuelle Drucktaste 96 (Figur 6) beibehalten werden würde. Alle anderen Merkmale des Systems würden beibehalten werden. In dieser Konfiguration müßte der Betreibende noch auf Anzeichen für schmutzige Filter, wie beispielsweise Staub, der beginnt, von unter den Bürstenschürzen hervorzutreten, achten. An diesem Punkt könnte er oder sie die Drucktaste drücken, und der Reinigungszyklus würde bis zu seiner Beendigung ablaufen. Dieses würde den Vorteil der Reinigung der Filter ohne Unterbrechung des Kehrbetriebs und ohne Abschalten des Staubbegrenzungsluftstroms beibehalten, und es würde die Arbeit des Betreibenden erleichtern.

Es wäre auch möglich, die Druckschalter 94 durch eine Zeitschaltung zu ersetzen, während alle anderen Merkmale des Systems, wie beschrieben, beibehalten werden würden. Der Reinigungszyklus würde dann durch die Zeitschaltung zu vorbestimmten Zeitintervallen aktiviert werden. Dies würde eine Filterreinigung ohne Aufmerksamkeit des Betreibenden und ohne das Kehren oder die Staubbegrenzung zu unterbrechen schaffen. Allerdings würde dies nicht so auf die Betriebsbedingungen ansprechen wie der Druckschalter.

Während die bevorzugte Form und verschiedene Variationen der Erfindung gezeigt worden sind, beschrieben und/oder vorgeschlagen wurden, sollte klar sein, daß geeignete zusätzliche Modifikationen, Änderungen, Ersetzungen und Abwandlungen der Erfindung gemacht werden können, ohne von dem Rahmen der angefügten Ansprüche abzuweichen.


Anspruch[de]

1. Eine angetriebene mobile Oberflächenreinigungsmaschine (10) mit einem Luftabsaugsystem zur Staubbegrenzung, wobei die Maschine aufweist:

(a) ein Minimum von zwei Luftfiltern (20, 222, 224) in dem Luftabsaugsystem, wobei jeder Filter in einem getrennten Abschnitt eines Filtergehäuses angeordnet ist, so daß in Luft in parallelen Bahnen durch die Filter strömen kann;

(b) eine Einrichtung (226), um während des Reinigungszyklus jeden der Filter (222, 224) zu schütteln oder zu stoßen, so daß akkumulierter Staub von ihm entfernt wird;

(c) eine Ventileinrichtung (72, 82-92, 272, 286, 288), um wahlweise jeden der Filter einzeln von dem Luftstrom zu isolieren, und wobei unterdessen dem Luftstrom erlaubt wird, durch den anderen Filter oder den Rest der Filter zu strömen, so daß ein automatischer Reinigungszyklus während des Maschinenbetriebs ermöglicht wird, wobei die Ventileinrichtung auch in der Lage ist, den Luftstrom durch jeden Filter wieder zuzulassen;

(d) eine aktivierbare Steuereinrichtung (98-138), um einen selbständigen Filter-Reinigungszyklus sequentiell an jedem verschmutzten Filter während des Maschinenbetriebs zu veranlassen und durchzuführen; und

(e) eine Aktivierungseinrichtung (94, 294; 96; 106), um die steuereinrichtung (98-138) zu aktivieren, wobei die Aktivierungseinrichtung entweder eine automatische Einrichtung (94, 294), um den Differenzluftdruck über wenigstens einen der Filter zu erfassen und zu bestimmen, wann er bei einem vorbestimmten Differenzluftdruck-Niveau angelangt ist, oder eine automatische Zeitsteuereinrichtung (106), die ein Signal an die Steuereinrichtung sendet, oder eine manuelle Einrichtung (96) zur Aktivierung der Steuereinrichtung aufweist.

2. Eine Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Luftfilter (20) im allgemeinen einen zylindrischen Aufbau hat.

3. Eine Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftfilter (20) zylindrische Filter mit gefaltetem Medium (24) sind.

4. Eine Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Luftfilter (222, 224) im allgemeinen eine ebene Platte ist.

5. Eine Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftfilter (222, 224) ebene Filterplatten mit gefaltetem Medium sind.

6. Eine Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Luftfilter (20, 222, 224) vorgesehen sind.

7. Eine Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Kehrmaschine ist.

8. Eine Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kehrmaschine vom Vorwärtsauswurftyp ist.

9. Eine Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärtsauswurf-Kehrmaschine aufweist eine rotierende Bürste (12) zum Kehren von Schmutz bzw. Schmutzteilchen von einem Boden, ein Gehäuse, einen Schmutzbehälter (13) in dem Gehäuse zur Aufnahme des Schmutzes, der von der Bürste getrieben wird, ein Luftabsaugsystem in dem Gehäuse, das ein Bestauben begrenzt und so aufgebaut ist, daß Luft und Staub von dem Bereich des Bodens, in dem ein Kehren durchgeführt wird, entfernt wird, ein Filtersystem in dem Gehäuse in der Bahn des Luftstroms, der durch das Luftabsaugsystem hervorgerufen wird, zwei Filtereinheiten (20, 222, 224) in dem Filtersystem, die in dem Gehäuse über dem Schmutzbehälter positioniert sind, Wände (46, 246) in dem Gehäuse zur Trennung der Filtereinheiten in getrennte Abschnitte, eine obere Öffnung in jeder Filtereinheit, durch die Luft strömt, nachdem sie die Filtereinheiten durchlaufen hat, eine obere Kammer über den Filtereinheiten, um die gereinigte Luft von den Filtereinheiten zu empfangen, eine laterale Trennwand (vordere Wand von 68A), die die obere Kammer in zwei definierte Abschnitte, den einen vorneliegend und in direkter Verbindung mit den Filtereinheiten stehend und den anderen (68A) hintenliegend und in direkter Verbindung mit einer Abluftanlage (68B, 16) stehend, unterteilt, wobei der eine Abschnitt durch eine Zwischen-Längswand (68D, 76) so getrennt ist, daß der Luftstrom von den Filtereinheiten getrennt gehalten wird, eine Ventilkonstruktion (72, 82-92, 272, 286), die an die laterale Trennwand (vordere Wand von 68A) angrenzt, und eine Einrichtung (88, 288, Fig. 6) zum Betreiben dieser, derart daß eine Filtereinheit isoliert werden kann, während die andere den gesamten Luftstrom des Absaugsystems empfängt, und eine mechanische Einrichtung zum wahlweisen Schütteln oder in Vibrationversetzen einer jeden der Filtereinheiten, so daß Staub von der isolierten Einheit geschüttelt werden kann, während die andere Filtereinheit den gesamten Luftstrom des Absaugsystems empfängt.

10. Eine Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Luftverbindungseinrichtung (36, 38) zwischen dem Schmutzbehälter (13) und dem Filtersystem in dem Gehäuse vorgesehen ist.

11. Eine Maschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinheiten (20) von einer Zwischenwand (50), die die obere Reinluft-Kammer von den zwei unteren Schmutzluft-Kammern trennt, gehaltert werden und von dieser abhängen.

12. Eine Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Reinluft-Kammer wenigstens zum Teil durch eine Haube (68), die auf dem Gehäuse entfernbar angeordnet ist, definiert ist.

13. Eine Maschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (68) die laterale Trennwand (68A), die die obere Kammer unterteilt, umfaßt.

14. Eine Maschine nach einem der Ansprüche 9-13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schüttelmechanismus für jede der Filtereinheiten (20, 222, 224) in dem vorderen Abschnitt positioniert ist.

15. Ein Verfahren zur Staubbegrenzung in oder auf einer angetriebenen mobilen Oberflächenreinigungsmaschine (10), wobei die Maschine ein Luftabsaugsystem hat, das einen Luftfilter (20, 222, 224) zum Entfernen des Staubs aus einem Luftstrom und einen Absaugluftstromerzeuger (16) auf der Maschine zum Bewegen eines staubtragenden Luftstrom durch den Luftfilter aufweist, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch die Schritte des Trennens des Luftfilters in wenigstens zwei Luftfiltereinheiten (20, 222, 224), so daß Luft auf zwei parallelen Bahnen in dem Absaugsystem strömen kann, des von Zeit zu Zeit Isolierens einer jeden der Luftfiltereinheiten von dem Luftstrom, des mechanischen Schüttelns jeder Luftfiltereinheit für eine vorbstimmte Zeitdauer, um darin akkumulierten Staub zu entfernen während sie isoliert ist, und des gleichzeitigen Führens der gesamten Luft durch die verbleibenden Luftfiltereinheiten, des Zurückführens einer jeden Luftfiltereinheit in den vollständigen Betrieb, nachdem sie isoliert und geschüttelt worden ist, und des Durchführens aller obigen Schritte während die mobile Oberflächenreinigungsmaschine in vollständigem Betrieb ist, wobei die Schritte des Isolierens und des Schüttelns der Luftfiltereinheiten (20, 222, 224) entweder durch automatisches Erfassen des Anwachsens des Differenzdrucks, der durch die Staubakkumulation in den Filtereinheiten hervorgerufen wird, über eine oder mehrere Filtereinheiten und automatisches Veranlassen der Isolations- und Schüttelschritte als Antwort auf ein vorbestimmtes Niveau des Differenzdrucks über eine oder mehrere Filtereinheiten veranlaßt werden, oder die Schritte des Isolierens und Schüttelns als Antwort auf eine automatische Zeitsteuerungseinrichtung veranlaßt werden, oder die Isolierungs- und Schüttelschritte manuell veranlaßt werden.







IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com