EP3274512A2 - Schmutzsammelvorrichtung und verfahren zum betrieb der vorrichtung - Google Patents

Schmutzsammelvorrichtung und verfahren zum betrieb der vorrichtung

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EP3274512A2
EP3274512A2 EP16717097.6A EP16717097A EP3274512A2 EP 3274512 A2 EP3274512 A2 EP 3274512A2 EP 16717097 A EP16717097 A EP 16717097A EP 3274512 A2 EP3274512 A2 EP 3274512A2
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EP
European Patent Office
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dirt
suction
suction fan
coarse
intermediate container
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EP16717097.6A
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English (en)
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Peter NOEHR LARSEN
Martin WALTERS SCHMIDT
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Nilfisk AS
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    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
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    • E01H1/08—Pneumatically dislodging or taking-up undesirable matter or small objects; Drying by heat only or by streams of gas; Cleaning by projecting abrasive particles
    • E01H1/0827—Dislodging by suction; Mechanical dislodging-cleaning apparatus with independent or dependent exhaust, e.g. dislodging-sweeping machines with independent suction nozzles ; Mechanical loosening devices working under vacuum
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    • E01H1/0836—Apparatus dislodging all of the dirt by suction ; Suction nozzles
    • E01H1/0845—Apparatus dislodging all of the dirt by suction ; Suction nozzles with mechanical loosening or feeding instruments for the dirt to be sucked- up, e.g. brushes, scrapers

Definitions

  • Dirt collecting device for a cleaning appliance in particular a sweeping vehicle and vacuum cleaner nozzle for a vacuum cleaner and method for operating both devices
  • the invention relates to a Schmutzsammeivorraum for a cleaning device, in particular a sweeping vehicle and a vacuum cleaner nozzle for a floor or vacuum cleaner and a method for operating both devices.
  • a dirt collecting device for a sweeping vehicle has been described, for example, with the subject matter of DE 32 13 089 A1 or DE 103 56 419 B3 or DE 198 51 666 C1. All embodiments and functions described therein are part of the present invention description. It follows that a dirt collecting device for a sweeping vehicle can only have a front or bottom side operated sweeping roller, but also additional front in the front sweeping rollers, as described in DE 32 13 089 A1 by the reference numeral 10.
  • the invention relates to a vacuum cleaner nozzle for a floor or upright vacuum cleaner, as for example with the subject of the
  • a flow rate in the range of 30 to 40 liters per second is required for effective cleaning of hard floors, resulting in a power ranging between 900 to 1500 watts of an associated suction fan.
  • the high volume flow is necessary to allow an air velocity of between 15 and 30 m / s in the area of the ground-based dirt collecting device.
  • the respective arranged in the front sweeping roller serves to replace coarse and fine dirt from the surface to be cleaned.
  • the present invention claims both directions of rotation of such sweeping roller. Accordingly, such a sweeping roller operating both in union operation, as well as work in Untersch. There is a need to reduce the energy consumption of such cleaning machines with Schmutzsammeivorraumen.
  • the example of the sweeper according to the subject of DE 198 51 666 C1 can be explained that for receiving coarse dirt, which consists mainly in the field of street sweepers from empty glass bottles, stones and other heavy objects, a suction of the suction fan in the range between 2 to 5 kW is required.
  • the coarse dirt collecting container according to DE 198 51 666 C1 filled, it can be pulled out and must be emptied manually. Only after repeated insertion, the sweeper can continue to operate. Thus, operation of such a sweeping vehicle is possible only in intermittent operation, i. The sweeping vehicle has to stop now and then and emptying the coarse dirt collecting tank at a suitable place, which encounters difficulties with branched road networks in big cities.
  • the brush roller used on the front is designed so that it has to promote the recorded from the bottom side coarse and fine dirt on an elevated conveyor line in a downstream container, which is associated with an increased suction pressure and unwanted noise emission.
  • the brush roller fails to promote the recorded coarse dirt in the form of stones or other heavy, non-airworthy objects in the downstream collection container. Accordingly, even with such vacuum cleaner nozzles has the disadvantage that the performance of the suction fan must always be chosen so high that even heavy, recorded items must be made airworthy due to the applied suction to be transported in a downstream collection container, resulting in high energy consumption and an undesirable noise emission of the suction fan has the consequence.
  • the invention is therefore based on the object, a method for operation and a Schmutzsammeivoriques for a cleaning vehicle, in particular a sweeper or a vacuum cleaner for a floor or vacuum cleaner of the type mentioned in such a way that the suction fan used for this purpose with significantly lower energy consumption and lower noise emission is working.
  • a device is characterized by the subject-matter of independent claims 1 or 5, and both devices are operated by a method according to independent claim 7.
  • Feature of the invention is therefore that both a Schmutzsammeivoriques, as well as a vacuum cleaner nozzle is proposed, in the housing - substantially at the same level or only slightly increased - to the plane on which the male coarse or fine dirt stores, an intermediate container is connected downstream , which is intended for the temporary storage of temporarily non-airborne coarse dirt.
  • the invention provides that in the housing of the Schmutzsammeivoriques for a cleaning device, in particular a sweeping vehicle or in the housing of a vacuum cleaner nozzle, an intermediate container is integrated, which lies in the air flow of the suction fan and which is intended only - under the action of the present , reduced suction pressure non-airborne - to absorb coarse dirt, while the fine dirt immediately on this intermediate container away - even under the effect of reduced suction pressure - is transported to a repository designated collection container.
  • the collection container provided on the end bearing side is divided in it. It can be formed from a coarse dirt container and a downstream fine dust container.
  • the idea of the invention is to operate the suction fan in the cleaning device, in particular in the sweeping vehicle or the vacuum cleaner so that it only works with a reduced air speed, due to the reduced air speed only little energy is consumed by the suction fan. Accordingly, the noise level is reduced.
  • the rotating driven sweeping roller can absorb the fine dirt and coarse dirt.
  • the suction pressure is just enough to fill the intermediate container, which is arranged essentially at the same level or slightly elevated, with the non-flyable coarse dirt.
  • the filling takes place on the one hand by the mechanical energy of the sweeping roller, which is only slightly supported by the reduced suction pressure.
  • the fine dirt is conveyed (or removed) through the intermediate container at the reduced suction pressure and taken up in a downstream collection container arranged downstream of the final storage.
  • a halving of the air flow in the area of the dirt collection device for a sweeper or for a vacuum cleaner nozzle means that the suction fan used requires only a quarter of the energy normally consumed. Therefore, during the largest period of operation of the dirt collector for a sweeper or the operation of a 0505
  • Vacuum cleaner nozzle the suction power of the suction fan greatly reduced (normal operation), because the reduced suction power should just be sufficient to transport the recorded fine dirt in the end storage side designated collection container, while the recorded coarse dirt, which is not airworthy due to the low air velocity used and in an im Housing the dirt collecting device or the vacuum cleaner nozzle arranged intermediate container is added.
  • the suction fan works only with its maximum energy consumption for the purpose of emptying the intermediate container of coarse dirt, which is now made airworthy by the increased air velocity and is transported to the downstream, the final storage tank.
  • a sweeping vehicle with the dirt collecting device according to the invention for a very long period of time remain in continuous operation, because it is not necessary to emptying the coarse dirt collecting container intermittently, as was the case in DE 198 51 66 C1.
  • the volume of the collecting container provided at the end bearing side is many times greater than the volume of the intermediate container, with a volume ratio of 1: 5 being preferred.
  • one or more sensors are preferably arranged, which detect the level with coarse dirt.
  • Such sensors can either operate without contact (optical, ultrasonic, inductive, capacitive) or even touching with suitable, spring-loaded sensors detect the level in the intermediate container.
  • the maximum power of the suction fan requires a certain air speed, which is also referred to as transport speed, whose size is dependent on the weight and the dimensions of the deposits (coarse dirt) in the intermediate container. It is preferred if the Schmutzsammeivorraum used (including the front apron used) is closed on all sides in the direction of the road surface and only frontally has a nozzle-like narrowed receiving opening to increase the air velocity in this area again. This allows a high absorption capacity of the coarse dirt stored on the road surface.
  • the area of the dirt collector for a sweeper located in the suction air flow of the suction fan should be between 20 and 100 x 10 "3 m2, for a vacuum cleaner nozzle, the area should be between 1 and 5 x 10 " 3 m2.
  • the width of the front nozzle should be less than 50% of the width of the cleaning machine to allow the most effective dirt pick-up in the front area with high air velocities.
  • the advantage of the intermediate container integrated in the dirt collecting device or in the vacuum cleaner nozzle is that only a low air flow is necessary in order to transport the dirt from the receiving plane into the dirt collecting device or the vacuum cleaner nozzle, because the largest delivery rate in this Activity of the rotating driven sweeping roller (a cleaning vehicle) or brush roller (a vacuum cleaner nozzle) takes place.
  • the dirt collecting device is used for a sweeper with a reduced suction power of the suction fan in the range of 260 l / s for most of the operating time.
  • the arranged in the intermediate tank level sensor thus controls the performance of the suction fan. It can also be alternatively provided a scheme in which the suction fan is controlled in function of the level in the intermediate container in its performance.
  • the power of the suction fan is returned to the operating condition of z. B. 260 l / s reduced.
  • a viewing window in the dirt collecting device for a sweeper or in a vacuum cleaner nozzle may be arranged, through which the operator can optically control the filling of the intermediate container.
  • Figure 1 schematically the structure of a sweeper without specifying the
  • Figure 2 perspective view of the dirt collecting device for the
  • FIG. 3 shows the bottom view of the dirt collecting device according to FIG. 2
  • FIG. 4 shows the section through a dirt collecting device according to FIG. 2
  • FIG. 5 shows the section through the dirt collecting device according to FIG. 4 during the pickup of fine dirt with illustration of further details which are not yet shown in FIG. 5
  • Figure 6 the top view of a vacuum cleaner nozzle with rotationally driven
  • FIG. 7 the section through the vacuum cleaner nozzle according to FIG. 6
  • FIG. 8 shows schematically the representation of the sensor signals of FIG
  • a sweeper Figure 11 the intermettierende energy consumption of the suction fan for a vacuum cleaner
  • Figure 12 the air velocity of a suction fan for a vacuum cleaner in intermittent operation
  • Figure 13 the representation of the energy consumption of the suction fan of a
  • Figure 14 a table showing the energy consumption of the suction fan of a
  • the local Figure 14 shows a complete illustration of a mobile vacuum cleaner with a suction fan, a collecting container and a corresponding fine filter. All of these parts are also part of the present invention.
  • FIG. 1 schematically shows the air guidance in a sweeping vehicle, which is described for example with DE 41 28 879 A1 or EP 2 350 393 B1 is. All features described there, in particular the chassis, the steering, the drive and the like have been omitted for the sake of clarity in the figure 1 of the present invention description.
  • the sweeping vehicle 1 according to FIG. 1 has a dirt collecting device 2 which consists essentially of a housing 26 (see FIG. 2) which is arc-shaped with respect to its top wall 27 and carries a height-adjustable front apron 15 at its front end.
  • a dirt collecting device 2 which consists essentially of a housing 26 (see FIG. 2) which is arc-shaped with respect to its top wall 27 and carries a height-adjustable front apron 15 at its front end.
  • the dirt collecting device 2 By means of a supporting device not shown in FIG. 1, the dirt collecting device 2 according to FIG. 1 can be moved over a roadway level 19, specifically via the traveling drive of the sweeping vehicle.
  • a rotatably driven sweeping roller 14 In the interior of the dirt collecting device 2, a rotatably driven sweeping roller 14 is arranged.
  • the front apron 15 is thus guided over the road surface 19 in the direction of travel 13 and the coarse dirt 17 stored there and a fine dirt 18 optionally stored there are absorbed.
  • the coarse dirt 17 consists of a non-flyable in normal operation of the dirt collecting device 2 material such. As stones, bottles, cans and the like.
  • the fine dirt 18, however, is immediately absorbed during normal operation of the dirt collecting device 2 and conveyed in the direction of arrow 21 via a connecting channel 3 in a downstream coarse dirt collecting 4.
  • the output of the coarse dirt collecting container 4 is connected via a further connecting channel 5 with a fine dirt collecting container 6, so that the fine dirt reaches the filter 7, drops from there and is deposited in the fine dirt collecting container 6.
  • a suction fan 8 is arranged, which is driven by a motor 9 via a drive shaft 11 in a certain direction of rotation.
  • the motor 9 can either be an electric drive motor or it can also be derived directly from the drive of the sweeping vehicle 1 via a clutch and a corresponding intermediate gear.
  • the fine dirt collecting container 6 can coincide with the coarse dirt collecting container 4 and both containers can form a single container.
  • the suction power of the suction fan 8 is reduced so that only a reduced air flow in the front of the front skirt 15 and in the suction side of the sweeping roller 14, so that it is only possible with the reduced suction air that the sweeping roller 14 the coarse dirt 17 picks up from the road surface 19 and transported in Matterschtouch in the direction of arrow 20 (or alternatively in Untersch ist) in a subsequent to the sweeping roller 14, trough-shaped, upwardly open intermediate container 10. There, the coarse dirt is deposited, as shown in Figure 1. During normal operation, however, the recorded fine dirt 18 is transported over the intermediate container 10 away in the direction of arrow 21 either in the coarse debris collecting container 4 and / or in the downstream fine dirt collecting 6.
  • the fine dust which may still be deposited in the coarse dirt collecting container 4, is still transferred to the fine dirt collecting container 6.
  • both the coarse dirt collecting container 4, and the fine dirt collecting 6 can be emptied from time to time.
  • FIGS. 2 to 5 show further details of the dirt collecting device 2 according to the invention.
  • FIG. 2 shows that additional supporting and driving units 30 can be arranged on the dirt collecting device 2 so that they do not have to be fastened firmly to the sweeping vehicle 1 but separated and can only be operated via a coupling connection with the sweeping vehicle 1 in the direction of travel 13.
  • FIG. 2 shows that the front apron 15 arranged at the front is pivotable in the direction of the arrow 34 and in the opposite direction in the region of a pivot axis 33 and extends with the front apron side Sealing lips 35 on the associated front wall 38 of the housing 26 of the dirt collecting device 2 sealingly applies.
  • the voltage applied to the front wall 38 sealing lip 35 of the front apron 15 is arranged height adjustable in the arrow directions 36.
  • a frame frame 16 is provided on the side of the housing, at the front free end of the pivot axis 33 is fixed for the pivotal mounting of the front skirt 15.
  • the front apron 15 has in the region of the front intake opening a conical constriction 39, so that in the region of this intake opening, a high air velocity is created, which is capable of both the on-road layer 19 coarse dirt 17 and there stored fine dirt 18 at least in the work area to bring the rotating driven sweeping roller 14.
  • the side walls of the front apron should be as sealed as possible on the road surface or form a small gap to the road surface.
  • the area of the front apron 5 widens in the direction of the sweeping roller 14, which thus conveys the dirt received into an intermediate container 10 arranged in the housing 26 of the dirt collecting device 2, as shown in FIGS. 4 and 5.
  • the intermediate container 10 has a bottom surface 41 which is separated from the working area of the sweeping roller 14 only by an inclined sloping rear cone wall 44, so that it is readily possible that the sweeping roller, even at low suction the coarse dirt 7 according to Figure 4 in Matternic, according to arrow 43 in the housing 26 arranged intermediate container 10 to convey.
  • the housing 26 generally consists of a top wall 27 and two mutually parallel side walls 28, which are connected at the rear by a rear wall 29.
  • a front wall 38 is arranged, to which the sealing lip 35 of the front apron 15 adjustable in height in the arrow directions 36 (see Figure 2 and Figure 4) applies a sealing.
  • the front apron can pivot upwards and lying on the road surface 19 coarse dirt, z. B. a can according to Figure 4, is thus transported into the work area of the sweeping roller 14.
  • the sweeping roller 14 forms a downwardly narrowed bottom receiving space 76 in which rests the prevailing in normal operation, reduced suction pressure.
  • the suction pressure is essentially only suitable for transporting the fine dirt 18 into the intermediate container 10, and the coarse dirt is also brought substantially only in the working area of the roller brush 14 and transported by this according to arrow 43 in Matterkal in the intermediate container 10, where the Coarse dirt with the reference numeral 17 'in Figure 4 is shown.
  • the intermediate container is bounded at the front by an inclined cone wall 44 (see FIG. 4), wherein the bottom surface 41 is approximately parallel to the road surface 19 and is closed at the rear by a settling wall 45, so that a sufficiently high filling level of coarse dirt 17 in the intermediate container 10 is possible is.
  • FIG. It is shown in Figure 5, a maximum filling level 51 in the intermediate container 10 schematically, and it is further shown that the level sensor 49 with its measuring beam 50 scans the surface of the coarse dirt in the intermediate container 10 and generates a signal according to Figure 8 on reaching the maximum allowable filling level 51.
  • such a level sensor 49 may also be replaced by horizontally measuring level sensors 49 ', which detect the filling level 51 in the intermediate container 10 laterally.
  • mechanical scanning probes can also be used.
  • FIG. 2 also shows, in connection with FIG. 3, that the supporting and driving units of the dirt collecting device 2 can consist of rollers 31 which are vertically adjustable in the direction of the arrow 32.
  • the front apron 15 still has side, conically widening side skirts 37, and the housing 26 of the dirt collecting device 2 is preferably sealed at the bottom side opposite the road surface 19 or leaves only slight gaps open to a high suction pressure only in the area of the front apron 15th to produce, especially where the coarse and fine dirt 17, 18 is to be included.
  • FIG. 3 further shows that the lateral boundaries of the intermediate container 10 preferably conically narrow in the direction of the suctioning connecting channel 3 and thus form cone walls 40.
  • the sweeping roller 14 is mounted on a shaft 42 which is rotationally driven via a rotary drive, not shown.
  • a rotary drive not shown.
  • the receiving space 76 is closed for the operation of the sweeping roller 14 in the housing 26 at the back by a sealing wall 48 and then continues as an obliquely rearwardly directed cone wall 44.
  • the fine dirt 18 received by the sweeping roller is taken along in the direction of arrow 47 in normal operation and does not settle in the intermediate container 10.
  • Figures 6 and 7 now show the application of the principle of the invention to a vacuum cleaner 60, with the same explanations for the vacuum cleaner nozzle
  • the vacuum cleaner 60 shown in the embodiment of the vacuum cleaner 60 shown in Figures 6 and 7 relates to a vacuum cleaner, which is described for example in US 5,500,979 A1.
  • the vacuum cleaner nozzle 60 consists essentially of a housing 63 closed on all sides, which has a rear wall 66 and adjoining side walls 67, the front side of the vacuum cleaner nozzle 60 being closed off by a front wall 78.
  • the upper side of the vacuum cleaner nozzle 60 is formed by a closed top wall 68.
  • the brush roller 61 which is rotationally driven in a rotation axis 75.
  • the brush roller 61 extends substantially transversely to the longitudinal axis through the
  • Vacuum cleaner nozzle 60 and is occupied with individual brushes 74.
  • the brush roller 61 operates according to Figure 7 in a receiving space 76 which is open towards a carpet pile 73 down.
  • the carpet pile can be replaced by a hard floor surface.
  • the suction pressure exerted by a suction fan (not shown in detail) (see US Pat. No. 5,500,979 A1), which is introduced into the housing 63 via the connecting channel 3, acts into the receiving space 76.
  • the brushes 74 which are rotationally driven there, comb out the hard surface or carpet 73 which is to be cleaned and convey the coarse and fine dirt 17, 18 there in the direction of arrow 43 in the direction of the cap over the brush roller 61 into a downstream intermediate container 70.
  • the vacuum cleaner nozzle 60 shown there is thus also in the same manner as shown with reference to Figures 1 to 5, designed as Schmutzsammeivorraum 62 and consists essentially of the rotationally driven brush roller 61, the detected in the receiving space 76 coarse and fine dirt after promotes in the rear of the housing in an intermediate container 70.
  • the rotary drive of the brush roller 61 is shown in FIG.
  • a motor 64 is used, which drives a belt drive 69 via its drive shaft 65, which runs over the brush roller 61 and drives it in rotation.
  • the belt drive 69 is associated with a shaft 72.
  • the intermediate container 70 is formed by a bottom surface 71, which is divided toward the front by an end wall 77. Although it is not shown in the drawing, it is provided that the end wall 77 is slightly increased, as has been described with the cone wall 44 in Figures 4 and 5 of the aforementioned embodiment.
  • the intermediate container 70 is approximately trough-shaped and formed open at the top and is mainly intended for the inclusion of coarse dirt 17.
  • coarse dirt in vacuum cleaner 60 nozzles of the type mentioned are z.
  • small pebbles or other non-airworthy objects that can not be transported by the low, applied suction pressure in the downstream collection container. They are therefore deposited at the reduced suction pressure in normal operation in the intermediate container 70, and the level in the intermediate container 70 is monitored by a level sensor 49.
  • the suction power of the suction fan is increased by about twice to three times compared to normal operation, so that the coarse dirt particles deposited in the intermediate container 70 in the direction of arrow 21 via the connecting channel 30 in a not closer shown, downstream repository-side collecting channel to convey.
  • the negative pressure is chosen so even when plant of existing in normal operation, the negative pressure is so that the recorded fine dirt 18 is always transported in the direction of arrow 21 in the downstream, not shown collecting container.
  • the intermediate container 70 is thus determined essentially only for temporary storage of the recorded coarse dirt 17 which is conveyed by the brush roller 61 in the direction of arrow 43 into the intermediate container 70.
  • FIG. 8 now shows in schematic form that the fill level of the fill level sensor 49 in the intermediate container 10, 70 is monitored and when the fill level exceeds a certain maximum height, a sensor signal 52 is generated in the period between t1 and t2.
  • FIG. 9 now shows that, as a function of the sensor signal 52 according to FIG. 8, the air speed of a suction fan 8 in a dirt collecting device 2 for a sweeping vehicle 1 is increased from a normal operation of 260 l / s, for example to 560 l / s.
  • the coarse dirt 17 from the intermediate container 10 is able to fly and thus removed, and if the Level sensor 49 has indicated the emptying of the intermediate container 10, is transferred from the time t2 back to normal operation with reduced suction pressure. In the period between t3 and t4, another cleaning or emptying cycle of coarse dirt 17 takes place from the intermediate container 10.
  • FIG. 10 shows that, by increasing the suction pressure in FIG. 5 in the emptying mode, the power of the suction fan has to be increased from about 1180 watts (normal operation) to about 3950 watts in order to achieve a sufficiently high air velocity in the period between t1 and t2 and in the period between t3 and t4.
  • the dashed line shows averaged therefrom average energy consumption. It is important over the prior art that in Figure 10 of the prior art, a maximum power consumption of the suction fan of 3950 watts is always given and it is not intended that the energy consumption of the fan is lowered in normal operation to 1180 watts. It goes without saying that the energy consumption figures given here are variable within wide limits and depend on the performance of the suction fan. Important is only the ratio that just in normal operation, the suction fan only works with one third of the maximum power and this normal operation is maintained over a very long period of time until the intermediate container 10 is completely filled with coarse dirt 17 and the level sensor 49 this maximum level signaled.
  • FIG. 11 shows, in an analogous manner, the energy consumption of a suction fan for a vacuum cleaner nozzle 60, in which it can also be seen that only the suction fan needs an energy of 250 watts in the period between 0 and t1 and only the suction power for emptying the intermediate container 70 of coarse dirt 17 is increased to a value of 900 watts.
  • the specified wattages are to be understood only as an example, because it depends more on the ratio between the minimum energy consumption and the maximum energy consumption of the suction fan used.
  • FIG. 13 shows that in a sweeping vehicle 1 with a dirt collecting device 2, the suction fan 8 used for this purpose is merely e.g. 0% of the operating time with a maximum energy of z. B. 3700 watts must be operated and operated in almost 100% of the operating time only with an energy consumption of 1100 watts.
  • the consumption curve 53 shown there is only to be understood as an example, and the numerical values given are only given by way of example to illustrate the invention.
  • the table in Figure 14 shows that in the discharge operation, the suction fan has an energy consumption of 3269 watts, while in normal operation, the fan only has an energy consumption of 480 watts, while the brushing power of the roller brush 14 is always at 700 watts of electrical power. In the peak, a power consumption of 3969 watts is thus specified in the emptying mode, while in normal operation, the suction fan only has an energy consumption of 1180 watts.
  • the table in FIG. 15 shows the time proportion of the energy consumption of the suction fan for the dirt collecting device 2 of a sweeping vehicle 1 as a function of the operating time used. It can be seen that predominantly the sweeper with a suction fan of reduced power (90% time share with 1459 watts) is operated and only a discharge time of 10% of the operating time with an energy consumption of 3690 watts is charged. drawing Legend

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Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Schmutzsammelvorrichtung für ein Kehrfahrzeug oder für eine Staubsaugerdüse eines Boden- oder Standstaubsaugers mit jeweils einem in der Drehzahl- und/oder Leistung regelbaren Sauggebläse, wobei in einem ersten Verfahrensschritt die Saugleistung des Sauggebläses so niedrig eingestellt wird, dass der Saugdruck in der Schmutzsammelvorrichtung oder der Staubsaugerdüse gerade ausreicht, um den aufgenommenen Grobschmutz in den Zwischenbehälter zu fördern und dort abzulagern und den aufgenommenen Feinschmutz in einen nachgeschalteten Sammelbehälter zu fördern, (Normalbetrieb) und dass in einem zweiten Verfahrensschritt der Füllstand im Zwischenbehälter bezüglich des dort abgelagerten Grobschmutzes erfasst wird, und dass in einem dritten Verfahrensschritt bei Überschreitung des Füllstandes im Zwischenbehälter die Saugleistung des Sauggebläses derart gesteigert wird, dass der im Zwischenbehälter zeitweilig abgelagerte Grobschmutz flugfähig wird und in den nachgeschalteten Sammelbehälter gefördert wird, (Entleerungsbetrieb).

Description

Schmutzsammeivorrichtung für ein Reiniqungsqerät, insbesondere ein Kehrfahrzeug sowie Staubsaugerdüse für einen Staubsauger und Verfahren zum Betrieb beider Vorrichtungen
Die Erfindung betrifft eine Schmutzsammeivorrichtung für ein Reinigungsgerät, insbesondere ein Kehrfahrzeug sowie eine Staubsaugerdüse für einen Bodenoder Standstaubsauger sowie ein Verfahren zum Betrieb beider Vorrichtungen. Eine Schmutzsammeivorrichtung für ein Kehrfahrzeug ist beispielsweise mit dem Gegenstand der DE 32 13 089 A1 oder der DE 103 56 419 B3 oder der DE 198 51 666 C1 beschrieben worden. Alle dort beschriebenen Ausführungsformen und Funktionen sind Teil der vorliegenden Erfindungsbeschreibung. Hieraus ergibt sich, dass eine Schmutzsammeivorrichtung für ein Kehrfahrzeug lediglich eine frontseitig oder bodenseitig betriebene Kehrwalze aufweisen kann, aber auch zusätzliche, im Frontbereich vorne liegende Kehrwalzen, wie sie in der DE 32 13 089 A1 mit dem Bezugszeichen 10 beschrieben wurden.
Gleichermaßen bezieht sich die Erfindung auf eine Staubsaugerdüse für einen Boden- oder Standstaubsauger, wie er beispielsweise mit dem Gegenstand der
US 5,500,979 A1 bekannt geworden ist. Auch der Inhalt dieser Druckschrift, sowie der Inhalt der parallelen DE 44 11 526 A1 sind Teil der vorliegenden Erfindungsbeschreibung.
Das Reinigen von harten Oberflächen, wie z. B. Straßen oder Gehwegsoberflächen oder auch die Reinigung von harten Böden im Innenbereich erfordert eine Saugvorrichtung mit einem Luftstrom mit hoher Leistung.
Im Fall der Verwendung eines Staubsaugers wird eine Strömungsgeschwindigkeit im Bereich von 30 bis 40 Liter pro Sekunde für eine effektive Reinigung von harten Böden gefordert, was eine Leistung im Bereich zwischen 900 bis 1500 Watt eines damit verbundenen Sauggebläses bedingt.
Bei Schmutzsammeivorrichtungen für straßentaugliche Reinigungsgeräte, insbesondere Kehrfahrzeuge wird hingegen ein Luftstrom im Bereich von 400 bis
BESTÄTIGUNGSKOPIE 700 l/s bei einer Leistung des Sauggebläses im Bereich zwischen 4 bis 8 kW benötigt. Der hohe Volumenstrom ist notwendig, um eine Luftgeschwindigkeit zwischen 15 bis 30 m/s im Bereich der bodennah betriebenen Schmutzsammeivorrichtung zu ermöglichen. Die jeweils im Frontbereich angeordnete Kehrwalze dient zur Ablösung von Grob- und Feinschmutz von der zu reinigenden Oberfläche. Die vorliegende Erfindung beansprucht beide Drehrichtungen einer solchen Kehrwalze. Demnach kann eine solche Kehrwalze sowohl im Überwurf betrieb, als auch im Unterwurfbetrieb arbeiten. Es besteht ein Bedürfnis, den Energieverbrauch derartiger Reinigungsmaschinen mit Schmutzsammeivorrichtungen zu reduzieren. Aufgrund von EU-Vorschriften soll die Leistung von Sauggebläsen generell begrenzt werden und bezüglich der straßenseitig verwendeten Kehrfahrzeuge wird angestrebt, derartige Kehrmaschinen möglichst umweltschonend zu betreiben, d. h. beispielsweise mit Batteriebetrieb, mit Brennstoffzellen oder mit Hybridantrieben, die aus einer Verbrennungsmaschine und anderen Hilfsantrieben bestehen. Derzeit werden vornehmlich Dieselmaschinen verwendet, die einen unerwünscht hohen Ausstoß von Abgasen haben, einen hohen Lärmpegel erzeugen. Wegen der geforderten hohen Leistungen des Sauggebläses müssen deshalb großvolumige Dieselmaschinen eingesetzt werden.
Es besteht damit das Bedürfnis, Antriebsmaschinen für das Sauggebläse und den Fahrantrieb zu verwenden, die bei größerer Reichweite einen geringeren Kraftstoffbedarf und ein geringeres Gewicht aufweisen.
Am Beispiel der Kehrmaschine nach dem Gegenstand der DE 198 51 666 C1 kann erläutert werden, dass zur Aufnahme von Grobschmutz, der vor allem im Bereich von Straßenkehrmaschinen aus leeren Glasflaschen, Steinen und anderen schweren Gegenständen besteht, eine Saugleistung des Sauggebläses im Bereich zwischen 2 bis 5 kW erforderlich ist.
Die bekannten Straßenkehrmaschinen mit Schmutzsammeivorrichtungen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 setzen nämlich voraus, dass die Leistung des Sauggebläses ununterbrochen auf einem Maximalwert betrieben wird, um sicherzustellen, dass der von der Kehrwalze aufgenommene Grobschmutz in Form von leeren Glasflaschen, schweren Steinen und dergleichen sofort in einen Grobschmutzsammelbehälter befördert werden kann. Ein solcher Grobschmutzsammelbehälter ist beispielsweise in der DE 198 51 666 C1 mit dem Bezugszeichen 6 bezeichnet. Im Bereich der Kehrwalze 5 muss am dortigen Saugmundstück deshalb immer ein maximaler Saugdruck herrschen, um dafür zu sorgen, dass der Grobschmutz zuverlässig in den erhöht angeordneten Grobschmutzsammelbehälter befördert wird. Damit ist jedoch der Nachteil verbunden, dass das Sauggebläse stets auf einer maximalen Förderleistung läuft und dementsprechend der Energieverbrauch und die Lärmemission einer solchen Kehrmaschine hoch ist.
Ist der Grobschmutz-Sammelbehälter nach der DE 198 51 666 C1 gefüllt, kann er herausgezogen werden und muss manuell entleert werden. Erst nach dem wiederholten Einschieben kann die Kehrmaschine weiter betrieben werden. Damit ist ein Betrieb eines solchen Kehrfahrzeuges nur im intermittierenden Betrieb möglich, d.h. das Kehrfahrzeug muss ab und zu anhalten und an einer geeigneten Stelle den Grobschmutz-Sammelbehälter entleeren, was bei verzweigten Straßennetzen in Großstädten auf Schwierigkeiten stößt.
Die gleichen Verhältnisse gelten sinngemäß für eine Staubsaugerdüse nach dem Gegenstand der US 5,500,979 A1.
Auch dort ist die frontseitig verwendete Bürstenwalze so ausgelegt, dass sie den von der Bodenseite aufgenommenen Grob- und Feinschmutz über eine erhöht liegende Förderstrecke in einen nachgeschalteten Behälter fördern muss, was mit einem erhöhten Saugdruck und unerwünschter Lärmemission verbunden ist.
Ist der Saugdruck an der Bürstenwalze von Seiten des verwendeten Sauggebläses nicht hoch genug, gelingt es der Bürstenwalze nicht, den aufgenommenen Grobschmutz in Form von Steinen oder anderen schweren, nicht flugfähigen Gegenständen in den nachgeschalteten Sammelbehälter zu fördern. Demnach besteht auch bei solchen Staubsaugerdüsen der Nachteil, dass die Leistung des Sauggebläses stets so hoch gewählt werden muss, dass auch schwere, aufgenommene Gegenstände aufgrund des angelegten Saugdruckes flugfähig gemacht werden müssen, um in einen nachgeschalteten Sammelbehälter befördert zu werden, was einen hohen Energieverbrauch und eine unerwünschte Lärmemission des Sauggebläses zur Folge hat.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb und eine Schmutzsammeivorrichtung für ein Reinigungsfahrzeug, insbesondere ein Kehrfahrzeug oder eine Staubsaugerdüse für einen Boden- oder Standstaubsauger der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass das hierfür verwendete Sauggebläse mit wesentlich geringerem Energieaufwand und geringerer Geräuschemission arbeitet. Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist eine Vorrichtung durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche 1 oder 5 gekennzeichnet, und beide Vorrichtungen werden nach einem Verfahren gemäß dem unabhängigen Anspruch 7 betrieben.
Merkmal der Erfindung ist demnach, dass sowohl eine Schmutzsammeivorrichtung, als auch eine Staubsaugerdüse vorgeschlagen wird, in deren Gehäuse - im Wesentlichen auf gleicher Ebene oder nur geringfügig erhöht - zu der Ebene, auf der der aufzunehmende Grob- oder Feinschmutz lagert, ein Zwischenbehälter nachgeschaltet ist, der zur zeitweiligen Zwischenlagerung von zeitweilig nicht flugfähigem Grobschmutz bestimmt ist.
Somit sieht die Erfindung vor, dass in das Gehäuse der Schmutzsammeivorrichtung für ein Reinigungsgerät, insbesondere eines Kehrfahrzeuges oder in das Gehäuse einer Staubsaugerdüse ein Zwischenbehälter integriert ist, der im Luftstrom des Sauggebläses liegt und der dazu bestimmt ist, lediglich den - unter der Einwirkung des gegenwärtigen, verminderten Saugdruckes nicht-flugfähigen - Grobschmutz aufzunehmen, während der Feinschmutz sofort über diesen Zwischenbehälter hinweg - auch unter der Einwirkung des verminderten Saugdruckes - in einen endlagerseitig vorgesehenen Sammelbehälter befördert wird. Im Falle der Verwendung eines Reinigungsgerätes, insbesondere eines Kehrfahrzeuges mit einer Schmutzsammelvorrichtung kann es vorgesehen sein, dass der endlagerseitig vorgesehene Sammelbehälter in sich geteilt ist. Er kann aus einem Grobschmutzbehälter und einem nachgeschalteten Feinstaubbehälter gebildet sein.
Ebenso ist es in einer anderen Ausgestaltung möglich, dass lediglich nur ein einziger Behälter nachgeschaltet ist, der sowohl den Grobschmutz als auch den Feinschmutz aufnimmt.
Die Idee der Erfindung liegt darin, das Sauggebläse im Reinigungsgerät, insbesondere im Kehrfahrzeug oder des Staubsaugers so zu betreiben, dass es lediglich mit einer verminderten Luftgeschwindigkeit arbeitet, wobei aufgrund der verminderten Luftgeschwindigkeit nur wenig Energie vom Sauggebläse verbraucht wird. Dementsprechend ist auch der Geräuschpegel vermindert.
Aufgrund der verminderten und mithin geringen Luftgeschwindigkeit kann nur noch die drehend angetriebene Kehrwalze den Feinschmutz und den Grobschmutz aufzunehmen. Der Saugdruck reicht gerade dazu aus, den im Wesentlichen auf gleicher Ebene oder geringfügig erhöht angeordneten Zwischenbehälter mit dem nicht flugfähigen Grobschmutz zu füllen. Die Füllung erfolgt einerseits durch die mechanische Energie der Kehrwalze, welche nur noch geringfügig durch den verminderten Saugdruck unterstützt wird.
Der Feinschmutz wird hingegen bei dem verminderten Saugdruck durch diesen Zwischenbehälter hindurch (oder hinweg) befördert und in einem nachgeschalteten endlagerseitigen Sammelbehälter aufgenommen. Eine Halbierung der Luftströmung im Bereich der Schmutzsammelvorrichtung für ein Kehrfahrzeug oder für eine Staubsaugerdüse führt dazu, dass das verwendete Sauggebläse nur noch ein Viertel der normalerweise verbrauchten Energie benötigt. Deshalb ist während der größten Zeit des Betriebs der Schmutzsammelvorrichtung für ein Kehrfahrzeug oder des Betriebs einer 0505
6
Staubsaugerdüse die Saugleistung des Sauggebläses stark reduziert (Normalbetrieb), weil die verminderte Saugleistung gerade dafür ausreichen soll, den aufgenommenen Feinschmutz in den endlagerseitig vorgesehenen Sammelbehälter zu befördern, während der aufgenommene Grobschmutz, der aufgrund der niedrigen, verwendete Luftgeschwindigkeit nicht flugfähig ist und in einen im Gehäuse der Schmutzsammeivorrichtung oder der Staubsaugerdüse angeordneten Zwischenbehälter aufgenommen wird.
Während der meisten Zeit der Reinigung sind somit der Luftstrom und der Geräuschpegel gering und der Energieverbrauch des Sauggebläses ist reduziert. Erst wenn der Zwischenbehälter geleert werden muss, muss der Luftstrom des Sauggebläses um den Faktor 1 ,5 bis 2 und dementsprechend auch die Leistung des Gebläses erhöht werden. Deshalb arbeitet das Sauggebläse nur mit seinem maximalen Energieverbrauch zum Zweck der Entleerung des Zwischenbehälters von Grobschmutz, der durch die erhöhte Luftgeschwindigkeit nunmehr flugfähig gemacht wird und in den nachgeschalteten, der Endlagerung bestimmten Sammelbehälter befördert wird. Auf diese Weise kann ein Kehrfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Schmutzsammeivorrichtung für einen sehr langen Zeitraum ununterbrochen in Betrieb bleiben, weil es nicht notwendig ist, den Grobschmutz-Sammelbehälter intermittierend zu entleeren, wie dies bei der DE 198 51 66 C1 der Fall war. Das Volumen des endlagerseitig vorgesehenen Sammelbehälters ist um ein Vielfaches größer, als das Volumen des Zwischenbehälters, wobei ein Volumenverhältnis von 1 :5 bevorzugt wird.
Im Zwischenbehälter sind bevorzugt ein oder mehrere Sensoren angeordnet, die den Füllstand mit Grobschmutz erfassen. Solche Sensoren können entweder berührungslos arbeiten (optisch, Ultraschall, induktiv, kapazitiv) oder auch berührend mit geeigneten, federbelasteten Fühlern den Füllstand im Zwischenbehälter erfassen. Weil der Zwischenbehälter mit zeitweilig (während des Wirkens des verminderten Saugdruckes) nicht flugfähigem Grobschmutz befüllt ist, wird zum Zweck der Entleerung des Zwischenbehälters der Luftstrom des Sauggebläses erhöht und die nun im Zwischenbehälter wirkende Luftströmung mit hoher Luftgeschwindigkeit macht den dort lagernden Grobschmutz flugfähig und befördert diesen in den vielfach größeren endlagerseitig vorgesehenen Sammeltank, der mit dem Zwischenbehälter luftschlüssig verbunden ist und in der Regel erhöht über dem Zwischenbehälter angeordnet ist. Die Maximalleistung des Sauggebläses erfordert eine bestimmte Luftgeschwindigkeit, die auch als Transportgeschwindigkeit bezeichnet wird, deren Größe abhängig ist vom Gewicht und den Abmessungen der Ablagerungen (Grobschmutz) im Zwischenbehälter ist. Es wird bevorzugt, wenn die verwendete Schmutzsammeivorrichtung (einschließlich der verwendeten Frontschürze) allseitig in Richtung zur Fahrbahnebene geschlossen ist und lediglich frontseitig eine düsenartig verengte Aufnahmeöffnung aufweist, um die Luftgeschwindigkeit in diesem Bereich nochmals zu erhöhen. Dies ermöglicht eine hohe Aufnahmeleistung von dem auf der Fahrbahnfläche lagernden Grobschmutz.
Im Falle einer Kehrmaschine sollte die im Saugluftstrom des Sauggebläses befindliche Fläche der Schmutzsammeivorrichtung für ein Kehrfahrzeug im Bereich zwischen 20 bis 100 x 10"3 m2 liegen. Für eine Staubsaugerdüse sollte die Fläche im Bereich zwischen 1 bis 5 x 10"3 m2 liegen.
Die Breite der frontseitigen Düse sollte weniger als 50 % der Breite der Reinigungsmaschine betragen, um eine möglichst effektive Schmutzaufnahme im Frontbereich mit hohen Luftgeschwindigkeiten zu ermöglichen.
Der Vorteil des in der Schmutzsammeivorrichtung oder in der Staubsaugerdüse integrierten Zwischenbehälters ist, dass nur ein niedriger Luftstrom notwendig ist, um den Schmutz von der Aufnahmeebene in die Schmutzsammeivorrichtung bzw. die Staubsaugerdüse zu befördern, weil der größte Förderanteil bei dieser Tätigkeit von der drehend angetriebenen Kehrwalze (eines Reinigungsfahrzeuges) bzw. Bürstenwalze (einer Staubsaugerdüse) erfolgt.
Versuche haben gezeigt, dass lediglich ein Luftstrom im Bereich von etwa 260 l/s benötigt wird, um eine erfolgreiche Befüllung des Zwischenbehälters für eine Schmutzsammeivorrichtung bei einem Kehrfahrzeug zu erreichen.
Demnach wird die Schmutzsammeivorrichtung für ein Kehrfahrzeug mit einer erniedrigten Saugleistung des Sauggebläses im Bereich von 260 l/s für den größten Teil der Betriebszeit verwendet. Sobald der Zwischenbehälter voll ist, wird der Luftstrom auf z. B. 520 l/s erhöht, um so den Zwischenbehälter von dem Grobschmutz zu entleeren. Durch den erhöhten Luftstrom wird der Grobschmutz flugfähig gemacht. Alle hier angegebenen Werte sind nur beispielhaft zu verstehen und sollen lediglich die verwendeten Größenordnungen darstellen. Sie beschränken den Erfindungsgedanken nicht.
Der im Zwischenbehälter angeordnete Füllstandssensor steuert somit die Leistung des Sauggebläses. Es kann auch alternativ eine Regelung vorgesehen sein, bei der das Sauggebläse in Abhängigkeit vom Füllstand im Zwischenbehälter in seiner Leistung geregelt wird.
Ist der Zwischenbehälter entleert, wird die Leistung des Sauggebläses wieder auf den Betriebszustand von z. B. 260 l/s herabgesetzt.
Alternativ kann auch ein Sichtfenster in der Schmutzsammeivorrichtung für ein Kehrfahrzeug oder in einer Staubsaugerdüse angeordnet sein, durch welches der Bediener optisch die Füllung des Zwischenbehälters kontrollieren kann.
Wenn man für den Drehantrieb der Kehrwalze einen Energiebedarf von 700 Watt ansetzt, sind hohe Energiesparpotentiale gegeben. Versuche haben gezeigt, dass der Betrieb eines Kehrfahrzeuges nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lediglich 50 % der üblichen Energie eines Kehrfahrzeuges benötigt, wobei diese benötigte Energie umgerechnet etwa bei 2000 Watt elektrischer Leistung liegt.
Dies ist ein immenser Vorteil gegenüber den üblichen Leistungen von Sauggebläsen, die z. B. bei einer Straßenkehrmaschine des Typs CR2250 (Nilfisk) bei 7,5 kW liegt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden also 5,5 kW eingespart oder 75 % der verwendeten Energiemenge für den Betrieb eines Kehrfahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Schmutzsammeivorrichtung.
Bezogen auf den Energieverbrauch eines Staubsaugers, der entweder als Bodenstaubsauger oder als Standstaubsauger ausgebildet ist, ergibt sich daraus, dass im Normalbetrieb eine Leistung lediglich von 250 Watt benötigt wird und nur zur Entleerung des Zwischenbehälters die Leistung zeitweilig bzw. kurzzeitig auf 900 Watt gesteigert wird.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Soweit einzelne Gegenstände als„erfindungswesentlich" oder„wichtig" bezeichnet sind, bedeutet dies nicht, dass diese Gegenstände notwendigerweise den Gegenstand eines unabhängigen Anspruches bilden müssen. Dies wird allein durch die jeweils geltende Fassung des unabhängigen Patentanspruches bestimmt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
Es zeigen:
Figur 1 : schematisiert den Aufbau eines Kehrfahrzeuges ohne Angabe des
Fahrwerkes und ähnlicher Teile
Figur 2: perspektivische Ansicht der Schmutzsammeivorrichtung für das
Kehrfahrzeug nach Figur 1
Figur 3: die Unteransicht der Schmutzsammeivorrichtung nach Figur 2
Figur 4: der Schnitt durch eine Schmutzsammeivorrichtung nach Figur 2
und 3 bei der Aufnahme von Grobschmutz
Figur 5: der Schnitt durch die Schmutzsammeivorrichtung nach Figur 4 bei der Aufnahme von Feinschmutz mit Darstellung weiterer Einzelheiten, die in Figur 4 noch nicht dargestellt sind
Figur 6: die Draufsicht auf eine Staubsaugerdüse mit drehend angetriebener
Bürstenwalze
Figur 7: der Schnitt durch die Staubsaugerdüse nach Figur 6
Figur 8: schematisiert die Darstellung der Sensorsignale des
Füllstandssensors im Zwischenbehälter nach Figur 1 oder 7
Figur 9: die intermettierende Luftgeschwindigkeit bei einer
Schmutzsammeivorrichtung für ein Kehrfahrzeug in der Abhängigkeit von dem Sensorsignal des Füllstandssensors
Figur 10: der intermettierende Energieverbrauch des Sauggebläses
eines Kehrfahrzeuges Figur 11 : der intermettierende Energieverbrauch des Sauggebläses für einen Staubsauger Figur 12: die Luftgeschwindigkeit eines Sauggebläses für einen Staubsauger im intermettierenden Betrieb
Figur 13: die Darstellung des Energieverbrauches des Sauggebläses eines
Kehrfahrzeuges über die Prozentzahl der Betriebszeit mit niedriger Luftgeschwindigkeit
Figur 14: eine Tabelle, die den Energieverbrauch des Sauggebläses eines
Kehrfahrzeuges im Normalbetrieb und im Entleerungsbetrieb darstellt Figur 15: Tabelle über den Zeitanteil des Betriebs einer Kehrmaschine bezogen auf den Energieverbrauch
Nachdem in der vorliegenden Erfindungsbeschreibung sowohl die Merkmale einer Schmutzsammeivorrichtung 2 für ein Reinigungsgerät, insbesondere ein Kehrfahrzeug, als auch die Merkmale einer Staubsaugerdüse 20 für einen Bodenoder Standstaubsauger beschrieben werden, gelten für alle Teile die gleichen Bezugszeichen. Der Einfachheit halber wurde bei der Beschreibung des Betriebs eines Boden- oder Standstaubsaugers nicht auf das hierfür verwendete Sauggebläse und einen Sammelbehälter Bezug genommen. Diesbezügliche Informationen sind Teil der Offenbarung der eingangs genannten US 5,500,979 A1. Auf die dortige Beschreibung wird Bezug genommen.
Insbesondere zeigt die dortige Figur 14 eine vollständige Darstellung eines Standstaubsaugers mit einem Sauggebläse, einem Sammelbehälter und einem dazu gehörenden Feinfilter. Alle diese Teile sind auch Teile der vorliegenden Erfindung.
Die Figur 1 zeigt schematisiert die Luftführung in einem Kehrfahrzeug, die beispielsweise mit der DE 41 28 879 A1 oder der EP 2 350 393 B1 beschrieben ist. Alle dort beschriebenen Merkmale, insbesondere das Fahrgestell, die Lenkung, der Fahrantrieb und dergleichen sind der besseren Übersichtlichkeit halber in der Figur 1 der vorliegenden Erfindungsbeschreibung fortgelassen worden.
Demnach weist das Kehrfahrzeug 1 nach Figur 1 eine Schmutzsammelvorrichtung 2 auf, die im Wesentlichen aus einem Gehäuse 26 (siehe Figur 2) besteht, welches bezüglich seiner Deckwand 27 bogenförmig ausgebildet ist und an seinem vorderen Ende eine höheneinstellbare Frontschürze 15 trägt.
Über eine nicht in Figur 1 dargestellte Abstützvorrichtung ist die Schmutzsammelvorrichtung 2 nach Figur 1 über einer Fahrbahn-Ebene 19 bewegbar, und zwar über den Fahrantrieb des Kehrfahrzeuges. Im Innenraum der Schmutzsammelvorrichtung 2 ist eine drehend angetriebene Kehrwalze 14 angeordnet. Beim Betrieb der Schmutzsammelvorrichtung 2 wird in Fahrtrichtung 13 somit die Frontschürze 15 über die Fahrbahnebene 19 geführt und der dort lagernde Grobschmutz 17 und ein gegebenenfalls dort lagernder Feinschmutz 18 werden aufgenommen. Es wurde bereits schon in der Beschreibungseinleitung erwähnt, dass der Grobschmutz 17 aus einem im Normalbetrieb der Schmutzsammelvorrichtung 2 nicht flugfähigem Material besteht, wie z. B. Steinen, Flaschen, Dosen und dergleichen. Der Feinschmutz 18 wird hingegen im Normalbetrieb der Schmutzsammelvorrichtung 2 sofort aufgenommen und in Pfeilrichtung 21 über einen Verbindungskanal 3 in einen nachgeschalteten Grobschmutz- Sammelbehälter 4 gefördert. Der Ausgang des Grobschmutz-Sammelbehälters 4 ist über einen weiteren Verbindungskanal 5 mit einem Feinschmutz-Sammelbehälter 6 verbunden, so dass der Feinschmutz auf das Filter 7 gelangt, von dort abfällt und im Feinschmutz-Sammelbehälter 6 abgelagert wird. Hinter dem Filter 7 ist ein Sauggebläse 8 angeordnet, welches über eine Antriebswelle 11 in einer bestimmten Drehrichtung von einem Motor 9 angetrieben wird. Der Motor 9 kann entweder ein elektrischer Antriebsmotor sein oder er kann auch über eine Kupplung und ein entsprechendes Zwischengetriebe direkt vom Fahrantrieb des Kehrfahrzeuges 1 abgeleitet sein.
Die vom Sauggebläse 8 über dem Feinschmutz-Sammelbehälter 6 in Pfeilrichtung 25 angesaugte Luft strömt somit durch das Filter 7 hindurch und verlässt in gereinigter Form den Auslass des Filters 7 in Pfeilrichtung 12.
Es wurde bereits schon in der allgemeinen Beschreibung darauf hingewiesen, dass auch der Feinschmutz-Sammelbehälter 6 mit dem Grobschmutz- Sammelbehälter 4 zusammenfallen kann und beide Behälter einen einzigen Behälter bilden können.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind jedoch die beiden Behälter 4, 6 voneinander getrennt, was bestimmte Betriebsvorteile hat.
Während des Normalbetriebes ist die Saugleistung des Sauggebläses 8 so reduziert, dass lediglich ein reduzierter Luftstrom im Bereich der Frontseite der Frontschürze 15 und im Bereich der Ansaugseite der Kehrwalze 14 besteht, so dass es mit dem reduzierten Saugluftstrom lediglich gelingt, dass die Kehrwalze 14 den Grobschmutz 17 von der Fahrbahnebene 19 aufnimmt und im Überwurfprinzip in Pfeilrichtung 20 (oder alternativ im Unterwurfbetrieb) in einen sich an die Kehrwalze 14 anschließenden, wannenförmigen, nach oben geöffneten Zwischenbehälter 10 transportiert. Dort wird der Grobschmutz abgelagert, wie es in Figur 1 dargestellt ist. Während des Normalbetriebs wird jedoch der aufgenommene Feinschmutz 18 über den Zwischenbehälter 10 hinweg in Pfeilrichtung 21 entweder in den Grobschmutz-Sammelbehälter 4 und/oder in den nachgeschalteten Feinschmutz- Sammelbehälter 6 befördert. Wenn nun durch die Überwachung mittels eines Füllstandssensors der Füllstand im Zwischenbehälter 10 so groß ist, dass er entleert werden muss, wird die Leistung des Sauggebläses 8 stark erhöht und der im Zwischenbehälter 10 lagernde Grobschmutz 17 wird durch diesen erhöhten Saugdruck flugfähig gemacht und wird in Pfeilrichtung 21 in den Grobschmutzbehälter 4 transportiert. Dort wird er abgelagert, wie in Figur 1 dargestellt.
Während dieses Entleerungsbetriebes wird nach wie vor der Feinstaub, der möglicherweise im Grobschmutz-Sammelbehälter 4 noch abgelagert ist, in den Feinschmutz-Sammelbehälter 6 übergeführt.
Somit erfolgt die Entleerung des Zwischenbehälters 10 über den nun flugfähig gemachten Grobschmutz 17 in Pfeilrichtung 23 in den hierfür vorgesehenen Grobschmutz-Sammelbehälter 4. Der noch eventuell im Grobschmutz- Sammelbehälter 4 bestehende Feinstaub wird somit in Pfeilrichtung 24 weiter befördert und in Pfeilrichtung 25 gegen das Filter 7 gefördert, wo der Feinschmutz 18 abgeschieden wird.
Es ist nicht dargestellt, dass sowohl der Grobschmutz-Sammelbehälter 4, als auch der Feinschmutz-Sammelbehälter 6 von Zeit zu Zeit entleert werden können.
Die Figuren 2 bis 5 zeigen weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Schmutzsammeivorrichtung 2. In Figur 2 ist dargestellt, dass an der Schmutzsammeivorrichtung 2 noch zusätzliche Abstütz- und Fahreinheiten 30 angeordnet sein können, so dass diese nicht fest am Kehrfahrzeug 1 befestigt sein muss, sondern getrennt und lediglich über eine Koppelverbindung mit dem Kehrfahrzeug 1 in Fahrtrichtung 13 betrieben werden kann.
Ferner zeigt die Figur 2, dass die frontseitig angeordnete Frontschürze 15 im Bereich einer Schwenkachse 33 schwenkbar in Pfeilrichtung 34 und in Gegenrichtung hierzu ausgebildet ist und sich mit frontschürzenseitigen Dichtlippen 35 an der zugeordneten Frontwand 38 des Gehäuses 26 der Schmutzsammeivorrichtung 2 abdichtend anlegt.
Somit ist die an der Frontwand 38 anliegende Dichtlippe 35 der Frontschürze 15 in den Pfeilrichtungen 36 höheneinstellbar angeordnet. Zu diesem Zweck ist an der Seite des Gehäuses ein Gestellrahmen 16 vorgesehen, an dessen vorderen freien Ende die Schwenkachse 33 für die Schwenklagerung der Frontschürze 15 befestigt ist. Die Frontschürze 15 weist im Bereich der frontseitigen Ansaugöffnung eine Konusverengung 39 auf, so dass im Bereich dieser Ansaugöffnung eine hohe Luftgeschwindigkeit entsteht, die in der Lage ist, sowohl den auf der Fahrbahnebene 19 lagernden Grobschmutz 17 und den dort lagernden Feinschmutz 18 zumindest in den Arbeitsbereich der drehend angetriebenen Kehrwalze 14 zu bringen. Die Seitenwände der Frontschürze sollten möglichst abgedichtet auf der Fahrbahnebene liegen oder einen geringen Spalt zur Fahrbahnebene bilden.
Gemäß Figur 3 erweitert sich die Fläche der Frontschürze 5 in Richtung auf die Kehrwalze 14, die somit den aufgenommenen Schmutz in einen im Gehäuse 26 der Schmutzsammeivorrichtung 2 angeordneten Zwischenbehälter 10 befördert, wie dies in den Figuren 4 und 5 dargestellt ist.
Der Zwischenbehälter 10 weist eine Bodenfläche 41 auf, die lediglich durch eine schräg nach hinten abfallende Konuswand 44 von dem Arbeitsbereich der Kehrwalze 14 getrennt ist, so dass es ohne Weiteres möglich ist, dass die Kehrwalze auch bei geringem Saugdruck den Grobschmutz 7 gemäß Figur 4 im Überwurfprinzip, gemäß Pfeilrichtung 43 in den im Gehäuse 26 angeordneten Zwischenbehälter 10 zu befördern.
Das Gehäuse 26 besteht generell aus einer Deckwand 27 und zwei zueinander parallelen Seitenwänden 28, die rückseitig von einer Rückwand 29 verbunden sind. An der Vorderseite ist eine Frontwand 38 angeordnet, an welche sich die Dichtlippe 35 der Frontschürze 15 höheneinstellbar in den Pfeilrichtungen 36 (siehe Figur 2 und Figur 4) abdichtend anlegt. Zur Aufnahme von Grobschmutz kann deshalb die Frontschürze nach oben abschwenken und der auf der Fahrbahnebene 19 liegende Grobschmutz, z. B. eine Dose gemäß Figur 4, wird somit in den Arbeitsbereich der Kehrwalze 14 befördert. Die Kehrwalze 14 bildet einen nach unten bodenseitig verengten Aufnahmeraum 76, in dem der im Normalbetrieb herrschende, verringerte Saugdruck anliegt.
Der Saugdruck ist im Wesentlichen lediglich dafür geeignet, den Feinschmutz 18 in den Zwischenbehälter 10 zu befördern, und der Grobschmutz wird im Wesentlichen ebenfalls nur in den Arbeitsbereich der Kehrwalze 14 gebracht und von dieser gemäß Pfeilrichtung 43 im Überwurfprinzip in den Zwischenbehälter 10 befördert, wo der Grobschmutz mit dem Bezugszeichen 17' in Figur 4 dargestellt ist.
Aufgrund des im Normalbetrieb herrschenden verringerten Saugdrucks splittet bzw. teilt sich somit die Pfeilrichtung 43 (Förderrichtung der Kehrwalze 14) auf, weil der Feinschmutz 18 aus der Pfeilrichtung 46 abgesplittet wird und aufgrund des verringerten Saugdrucks über den Verbindungskanal 3 zumindest in den Grobschmutz-Sammelbehälter 4 befördert wird. Der Grobschmutz wird hingegen in Pfeilrichtung 46 auf der Bodenfläche 41 des Zwischenbehälters 10 abgelagert.
Der Zwischenbehälter wird frontseitig durch eine schräg verlaufende Konuswand 44 (siehe Figur 4) begrenzt, wobei die Bodenfläche 41 etwa parallel zur Fahrbahnebene 19 ausgebildet ist und rückseitig durch eine Absetzwand 45 abgeschlossen wird, so dass eine genügend hohe Füllhöhe von Grobschmutz 17 im Zwischenbehälter 10 möglich ist. Dies ist in Figur 5 dargestellt. Es ist in Figur 5 ein maximales Füllniveau 51 im Zwischenbehälter 10 schematisiert dargestellt, und es ist ferner dargestellt, dass der Füllstandssensor 49 mit seinem Messstrahl 50 die Oberfläche des Grobschmutzes im Zwischenbehälters 10 abtastet und bei Erreichen des maximal zulässigen Füllniveaus 51 ein Signal gemäß Figur 8 erzeugt. Alternativ kann ein solcher Füllstandssensor 49 auch durch horizontal messende Füllstandssensoren 49' ersetzt sein, die das Füllniveau 51 im Zwischenbehälter 10 seitlich erfassen.
Gemäß der allgemeinen Beschreibung können auch mechanische Abtastfühler verwendet werden.
Die Figur 2 zeigt in Verbindung mit Figur 3 auch noch, dass die Abstütz- und Fahreinheiten der Schmutz-Sammelvorrichtung 2 aus Rollen 31 bestehen können, die in Pfeilrichtung 32 vertikal höheneinstellbar ausgebildet sind.
Die Frontschürze 15 weist noch seitliche, konisch sich erweiternde Seitenschürzen 37 auf, und auch das Gehäuse 26 der Schmutzsammeivorrichtung 2 ist an der Bodenseite bevorzugt gegenüber der Fahrbahnebene 19 abgedichtet oder lässt nur geringfügige Spalte offen, um einen möglichst hohen Saugdruck lediglich im Bereich der Frontschürze 15 zu erzeugen, insbesondere dort wo der Grob- und Feinschmutz 17, 18 aufgenommen werden soll.
Die Figur 3 zeigt ferner, dass sich die seitlichen Begrenzungen des Zwischenbehälters 10 bevorzugt konisch in Richtung auf den absaugenden Verbindungskanal 3 verengen und solchermaßen Konuswände 40 bilden.
Die Kehrwalze 14 ist auf einer Welle 42 befestigt, die über einen nicht näher dargestellten Drehantrieb drehend angetrieben ist. In Figur 5 ist dargestellt, dass der Aufnahmeraum 76 für den Betrieb der Kehrwalze 14 im Gehäuse 26 rückseitig durch eine Dichtwand 48 abgeschlossen ist und sich danach als schräg nach hinten gerichtete Konuswand 44 fortsetzt. Es ist jedoch bevorzugt, wenn der von der Kehrwalze aufgenommene Feinschmutz 18 in Pfeilrichtung 47 im Normalbetrieb mitgenommen wird und sich nicht im Zwischenbehälter 10 absetzt. Die Figuren 6 und 7 zeigen nun die Anwendung des Erfindungsprinzips auf eine Staubsaugerdüse 60, wobei die gleichen Erläuterungen für die Staubsaugerdüse
60 gelten, wie sie für die Schmutzsammeivorrichtung 2 nach den Figuren 1 bis 5 gegeben wurden. Die im Ausführungsbeispiel der in Figur 6 und 7 dargestellten Staubsaugerdüse 60 bezieht sich auf einen Standstaubsauger, der beispielsweise in der US 5,500,979 A1 beschrieben ist.
Die Staubsaugerdüse 60 besteht im Wesentlichen aus einem allseitig geschlossenen Gehäuse 63, welches eine Rückwand 66 und sich daran anschließende Seitenwände 67 aufweist, wobei die Frontseite der Staubsaugerdüse 60 durch eine Frontwand 78 abgeschlossen ist.
Die obere Seite der Staubsaugerdüse 60 wird durch eine geschlossene Deckwand 68 gebildet.
Im vorderen Bereich der Staubsaugerdüse ist im Gehäuse 63 eine Bürstenwalze
61 angeordnet, die in einer Drehachse 75 drehend angetrieben ist. Die Bürstenwalze 61 verläuft im Wesentlichen quer zur Längsachse durch die
Staubsaugerdüse 60 und ist mit einzelnen Bürsten 74 besetzt.
Die Bürstenwalze 61 arbeitet gemäß Figur 7 in einem Aufnahmeraum 76, der in Richtung auf einen Teppichflor 73 nach unten geöffnet ist. Selbstverständlich kann der Teppichflor durch eine harte Bodenoberfläche ersetzt sein.
Somit wirkt der von einem nicht näher dargestellten Sauggebläse (siehe US 5,500,979 A1) ausgeübte Saugdruck, der über den Verbindungskanal 3 in das Gehäuse 63 eingeführt wird, in den Aufnahmeraum 76 hinein. Die dort drehend angetriebenen Bürsten 74 kämmen die harte, zu reinigende Oberfläche oder den Teppichflor 73 aus und befördern den dort lagernden Grob- und Feinschmutz 17, 18 in Pfeilrichtung 43 im Überwurfprinzip über die Bürstenwalze 61 hinweg in einen nachgeschalteten Zwischenbehälter 70.
Die dort gezeigte Staubsaugerdüse 60 ist somit in der gleichen Weise, wie es anhand der Figuren 1 bis 5 dargestellt wurde, ebenfalls als Schmutzsammeivorrichtung 62 ausgebildet und besteht im Wesentlichen aus der drehend angetriebenen Bürstenwalze 61 , die den im Aufnahmeraum 76 erfassten Grob- und Feinschmutz nach hinten im Gehäuse in einen Zwischenbehälter 70 fördert. Der Drehantrieb der Bürstenwalze 61 ist in Figur 6 dargestellt. Hierzu wird ein Motor 64 verwendet, der über seine Antriebswelle 65 einen Riementrieb 69 antreibt, der über die Bürstenwalze 61 läuft und diese drehend antreibt.
Dem Riementrieb 69 ist eine Welle 72 zugeordnet.
Der Zwischenbehälter 70 wird durch eine Bodenfläche 71 gebildet, die nach vorne hin durch eine Stirnwand 77 abgeteilt ist. Es ist zwar nicht zeichnerisch dargestellt, ist jedoch vorgesehen, dass die Stirnwand 77 geringfügig erhöht ist, wie dies mit der Konuswand 44 in Figuren 4 und 5 des vorher genannten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde.
Somit ist der Zwischenbehälter 70 etwa wannenförmig und nach oben hin offen ausgebildet und ist vor allem für die Aufnahme von Grobschmutz 17 vorgesehen. Derartiger Grobschmutz bei Staubsaugerdüsen 60 der eingangs genannten Art sind z. B. kleine Kieselsteine oder andere nicht flugfähige Gegenstände, die durch den geringen, angelegten Saugdruck nicht in den nachgeschalteten Sammelbehälter befördert werden können. Sie werden deshalb bei dem verminderten Saugdruck im Normalbetrieb im Zwischenbehälter 70 abgelagert, und der Füllstand im Zwischenbehälter 70 wird durch einen Füllstandssensor 49 überwacht. Sobald der Füllstand im Zwischenbehälter 70 eine bestimmte Füllhöhe erreicht hat, wird die Saugleistung des Sauggebläses um etwa das Doppelte bis Dreifache im Vergleich zum Normalbetrieb erhöht, um so die im Zwischenbehälter 70 abgelagerten Grobschmutz-Teile in Pfeilrichtung 21 über den Verbindungskanal 30 in einem nicht näher dargestellten, nachgeschalteten endlagerseitigen Sammelkanal zu befördern.
Es ist auch hier vorgesehen, dass auch bei Anlage des im Normalbetrieb bestehenden geringen Unterdrucks der Unterdruck so gewählt ist, dass der aufgenommene Feinschmutz 18 stets in Pfeilrichtung 21 in den nachgeschalteten, nicht näher dargestellten Sammelbehälter befördert wird.
Der Zwischenbehälter 70 ist also im Wesentlichen nur zur Zwischenlagerung des aufgenommenen Grobschmutzes 17 bestimmt, der von der Bürstenwalze 61 in Pfeilrichtung 43 in den Zwischenbehälter 70 befördert wird.
Die Figur 8 zeigt nun in schematisierter Form, dass der Füllstand des Füllstandssensors 49 im Zwischenbehälter 10, 70 überwacht wird und wenn der Füllstand eine gewisse maximale Höhe überschreitet, wird ein Sensorsignal 52 im Zeitraum zwischen t1 und t2 erzeugt.
Im Zeitraum von 0 bis t1 erfolgt hierbei der Normalbetrieb und ebenso im Zeitraum zwischen t2 und t3.
Die Zeiträume für den Normalbetrieb zwischen 0 und t1 und t2 und t3 sind nur verkürzt dargestellt. In Wirklichkeit handelt es sich um wesentlich zeitlich auseinander gedehnte Zeiträume. Dies ist mit den in den Zeichnungen eingetragenen Formeln dargestellt. Die Betriebszeit im Normalbertrieb ist tB, während die Betriebszeit im Reinigungsbetrieb tc ist. Die Figur 9 zeigt nun, dass in Abhängigkeit vom Sensorsignal 52 nach Figur 8 die Luftgeschwindigkeit eines Sauggebläses 8 bei einer Schmutzsammeivorrichtung 2 für ein Kehrfahrzeug 1 von einem Normalbetrieb von 260 l/s beispielsweise auf 560 l/s erhöht wird. Während dieser Zeit wird demnach der Grobschmutz 17 aus dem Zwischenbehälter 10 flugfähig und damit entfernt, und wenn der Füllstandssensor 49 die Entleerung des Zwischenbehälters 10 angezeigt hat, wird ab dem Zeitpunkt t2 wieder in den Normalbetrieb mit verringertem Saugdruck übergegangen. Im Zeitraum zwischen t3 und t4 erfolgt ein weiterer Reinigungs- oder Entleerungszyklus von Grobschmutz 17 aus dem Zwischenbehälter 10.
Die Figur 10 zeigt, dass durch die Erhöhung des Saugdrucks in Figur 5 im Entleerungsbetrieb die Leistung des Sauggebläses von etwa 1180 Watt (Normalbetrieb) auf etwa 3950 Watt gesteigert werden muss, um eine genügend hohe Luftgeschwindigkeit in dem Zeitraum zwischen t1 und t2 sowie im Zeitraum zwischen t3 und t4 zu erreichen. Die gestrichelte Linie zeigt einen hieraus gemittelten mittleren Energieverbrauch. Wichtig ist gegenüber dem Stand der Technik, dass in Figur 10 der Stand der Technik stets ein maximaler Energieverbrauch des Sauggebläses von 3950 Watt gegeben ist und es nicht vorgesehen ist, dass der Energieverbrauch des Gebläses im Normalbetrieb auf 1180 Watt gesenkt wird. Es versteht sich von selbst, dass die hier angegebenen Verbrauchszahlen des Energieverbrauchs in weiten Grenzen veränderlich sind und von der Leistung des Sauggebläses abhängen. Wichtig ist lediglich das Verhältnis, dass eben im Normalbetrieb das Sauggebläse nur noch mit einem Drittel der maximalen Leistung arbeitet und dieser Normalbetrieb über einen sehr langen Zeitraum aufrecht erhalten bleibt, solange, bis der Zwischenbehälter 10 mit Grobschmutz 17 vollständig gefüllt ist und der Füllstandssensor 49 diesen maximalen Füllstand signalisiert.
Die Figur 11 zeigt in analoger Weise den Energieverbrauch eines Sauggebläses für eine Staubsaugerdüse 60, bei welchem ebenfalls erkennbar ist, dass im Zeitraum zwischen 0 und t1 lediglich das Sauggebläse eine Energie von 250 Watt benötigt und lediglich zur Entleerung des Zwischenbehälters 70 von Grobschmutz 17 die Saugleistung auf einen Wert von 900 Watt gesteigert wird. Auch hier versteht es sich von selbst, dass die angegebenen Wattzahlen nur beispielhaft zu verstehen sind, weil es mehr auf das Verhältnis zwischen dem minimalen Energieverbrauch und dem maximalen Energieverbrauch des verwendeten Sauggebläses ankommt.
Dementsprechend zeigt auch die Figur 12 in Verbindung mit Figur 11 , dass im Normalbetrieb lediglich im Bereich der Saugdüse ein Saugluftstrom von z. B. 10l/s herrscht, während im Entleerungsbetrieb der Saugluftstrom auf 40 l/s erhöht wird. Die Figur 13 zeigt, dass bei einem Kehrfahrzeug 1 mit einer Schmutzsammelvorrichtung 2 das hierfür verwendete Sauggebläse 8 lediglich z.B. 0 % der Betriebszeit mit einer maximalen Energie von z. B. 3700 Watt betrieben werden muss und in fast 100 % der Betriebszeit lediglich mit einem Energieverbrauch von 1100 Watt betrieben wird.
Die dort gezeigte Verbrauchskurve 53 ist lediglich beispielhaft zu verstehen, und die angegebenen Zahlenwerte sind nur beispielhaft zur Illustration der Erfindung angegeben. Die Tabelle in Figur 14 zeigt, dass im Entleerungsbetrieb das Sauggebläse einen Energieverbrauch von 3269 Watt hat, während im Normalbetrieb das Gebläse lediglich einen Energieverbrauch von 480 Watt hat, während die Bürstenleistung der Kehrwalze 14 stets bei 700 Watt elektrischer Leistung liegt. In der Spitze wird somit im Entleerungsbetrieb ein Energieverbrauch von 3969 Watt angegeben, während im Normalbetrieb das Sauggebläse lediglich einen Energieverbrauch von 1180 Watt hat.
Die Tabelle in Figur 15 zeigt den Zeitanteil des Energieverbrauchs des Sauggebläses für die Schmutzsammelvorrichtung 2 eines Kehrfahrzeuges 1 in der Abhängigkeit von der verwendeten Betriebszeit. Daraus ist erkennbar, dass überwiegend das Kehrfahrzeug mit einem Sauggebläse verringerter Leistung (90 % Zeitanteil mit 1459 Watt) betrieben wird und lediglich eine Entleerungszeit von 10 % der Betriebszeit mit einem Energieverbrauch von 3690 Watt belastet ist. Zeichnungslegende
1 Kehrfahrzeug
2 Schmutzsammeivorrichtung
3 Verbindungskanal
4 Grobschmutz-Sammelbehälter
5 Verbindungskanal
6 Feinschmutz-Sammelbehälter
7 Filter
8 Sauggebläse
9 Motor
10 Zwischenbehälter
11 Antriebswelle
12 Pfeilrichtung
13 Pfeilrichtung
14 Kehrwalze
15 Frontschürze
16 Gestellrahmen
17 Grobschmutz
18 Feinschmutz
19 Fahrbahnebene
20 Pfeilrichtung
21 Pfeilrichtung
22 Pfeilrichtung
23 ; Pfeilrichtung
24 Pfeilrichtung
25 Pfeilrichtung
26 Gehäuse
27 Deckwand
28 Seitenwand
29 Rückwand
30 Abstütz- und Fahreinheit
31 Rolle
32 Pfeilrichtung 33 Schwenkachse
34 Pfeilrichtung
35 Dichtlippe
36 Pfeilrichtung
37 Seitenschürze (von 15)
38 Frontwand
39 Konusverengung
40 Konuswand (von 10)
41 Bodenfläche (von 10)
42 Welle (von 14)
43 Pfeilrichtung
44 Konuswand (von 10)
45 Absatzwand (von 10)
46 Pfeilrichtung
47 Pfeilrichtung
48 Dichtwand
49 Füllstandssensor 49'
50 Messstrahl
51 Füllniveau
52 Sensorsignal
53 Verbrauchskurve
54 ' —
55 —
56 —
57 —
58 —
59 —
60 Staubsaugerdüse
61 Bürstenwalze
62 Schmutzsammelvorricl'
63 Gehäuse
64 Motor
65 Antriebswelle
66 Rückwand Seitenwand
Deckwand
Riementrieb
Zwischenbehälter
Bodenfläche
Welle
Teppichflor
Bürste (von 61)
Drehachse
Aufnahmeraum (für Bürstenwalze)
Stirnwand
Frontwand

Claims

Patentansprüche
1. Schmutzsammeivorrichtung (2) für ein Reinigungsgerät, insbesondere ein Kehrfahrzeug (1 ) bestehend aus einem über der Fahrbahnebene (19) verschiebbar angetriebenen Gehäuse (26), in dem mindestens eine drehend angetriebene Kehrwalze (14) angeordnet ist, die den Grob- und Feinschmutz (17, 18) von der Fahrbahnebene (19) ablöst und unterstützt durch einen Saugluftstrom eines Sauggebläses (8) in einen Grobschmutz-Sammelbehälter (4) befördert, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (26) der Schmutzsammeivorrichtung (2) ein Zwischenbehälter (10) zur zeitweiligen Zwischenlagerung von zeitweilig nicht flugfähigem Grobschmutz (17) angeordnet ist.
2. Schmutzsammeivorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Grobschmutz-Sammelbehälter (4) in luftschlüssiger Verbindung mit einem nachgeschalteten Feinschmutz-Sammelbehälter (6) steht.
3. Schmutzsammeivorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenbehälter (10) in Fahrtrichtung (13) hinter der
Kehrwalze (14) angeordnet ist und einen halboffenen Kasten bildet, der im Saugluftstrom des Sauggebläses (8) liegt.
4. Schmutzsammeivorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmutzsammeivorrichtung (2) in Richtung zur
Fahrbahnebene (19) allseitig abgedichtet ist und lediglich in Fahrtrichtung (13) vorn eine Frontschürze (15) aufweist, die zur Aufnahme des Grob- und Feinschmutzes (17, 18) bestimmt ist.
5. Schmutzsammeivorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontschürze (15) um eine horizontale Schwenkachse (33) schwenkbar und abgedichtet am Gehäuse (28) angeordnet ist und dass sie sich in Fahrrichtung von einer vorderen Konusverengung (39) ausgehend in das Gehäuse (29) gerichtet konisch erweitert.
6. Staubsaugerdüse (60) für einen Boden- oder Standstaubsauger bestehend aus einem über der Bodenebene (19) verschiebbaren Gehäuse (63), in dem mindestens eine drehend angetriebene Bürstenwalze (61) angeordnet ist, die den Feinschmutz (18) von der Bodenebene (19) ablöst und unterstützt durch einen Saugluftstrom eines Sauggebläses (8) in einen Schmutzsammelbehälter fördert, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (63) der Staubsaugedüse (60) einen im Saugluftstrom des Sauggebläses liegenden, wannenförmigen Zwischenbehälter (70) aufweist, der zur zeitweiligen Zwischenlagerung von zeitweilig nicht flugfähigem Grobschmutz (17) bestimmt ist.
7. Staubsaugerdüse (60) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenwalze (61 ) in einem allseitig abgedichteten und lediglich bodenseitig geöffneten Aufnahmeraum (76) angeordnet ist und dort den Grob- und Feinschmutz (17, 18) aufnimmt und in den luftschlüssig nachgeschalteten Zwischenbehälter (70) fördert, der lediglich zur Aufnahme des Grobschmutzes (17) bestimmt ist und dass der Feinschmutz (18) mit dem Saugluftstrom des Sauggebläses (8) in einen der Endlagerung dienenden Sammelbehälter gefördert wird.
8. Verfahren zum Betrieb einer Schmutzsammeivorrichtung (2) für ein Kehrfahrzeug (1) oder für eine Staubsaugerdüse (60) eines Boden- oder Standstaubsaugers mit jeweils einem in der Drehzahl- und/oder Leistung regelbaren Sauggebläse (8), dadurch gekennzeichnet, dass
8.1 in einem ersten Verfahrensschritt die Saugleistung des Sauggebläses (8) so niedrig eingestellt wird, dass der Saugdruck in der Schmutzsammeivorrichtung (2) oder der Staubsaugerdüse (60) gerade ausreicht, um den aufgenommenen Grobschmutz (17) in den Zwischenbehälter (10, 70) zu fördern und dort abzulagern und den aufgenommenen Feinschmutz (18) in einen nachgeschalteten Sammelbehälter (4 und/oder 6) zu fördern, (Normalbetrieb)
8.2 dass in einem zweiten Verfahrensschritt der Füllstand im Zwischenbehälter (10, 70) bezüglich des dort abgelagerten Grobschmutzes (17) erfasst wird,
8.3 und dass in einem dritten Verfahrensschritt bei Überschreitung des Füllstandes im Zwischenbehälter (10, 70) die Saugleistung des Sauggebläses (8) derart gesteigert wird, dass der im Zwischenbehälter (10, 70) zeitweilig abgelagerte Grobschmutz (17) flugfähig wird und in den nachgeschalteten Sammelbehälter (4 und/oder 6) gefördert wird, (Entleerungsbetrieb).
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass für den
Betrieb einer Schmutzsammeivorrichtung (2) für ein Kehrfahrzeug (1) der Energieverbrauch des Sauggebläses (8) vom ersten Verfahrensschritt (Normalbetrieb) zum zweiten Verfahrensschritt (Entleerungsbetrieb) etwa verdoppelt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass für den
Betrieb einer Staubsaugerdüse (60) der Energieverbrauch des Sauggebläses (8) vom ersten Verfahrensschritt (Normalbetrieb) zum zweiten Verfahrensschritt (Entleerungsbetrieb) etwa verdreifacht wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die im Saugluftstrom des Sauggebläses (8) befindliche Fläche der Schmutzsammeivorrichtung (2) für ein Kehrfahrzeug (1) im Bereich zwischen 20 bis 100 x 10"3 m2 beträgt und dass die gleiche Fläche der Staubsaugerdüse im Bereich zwischen 1 bis 5 x 0"3 m2 beträgt.
EP16717097.6A 2015-03-27 2016-03-23 Schmutzsammelvorrichtung und verfahren zum betrieb der vorrichtung Active EP3274512B1 (de)

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