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Reinigungsmaschine für Teppiche, Kleidungsstücke o. dgl: Die Erfindung
bezieht sich auf eine Reinigungsmaschine für Teppiche, Kleidungsstücke o. dgl. mit
einem oder mehreren Klopf- oder Schlagwerkzeugen, die durch hin und her schwingende,
im Leerlauf und bei niedriger Belastung zweiter als gewöhnlich ausschwingende federnde
Arme getragen oder gebildet sind und in deren Bewegungsebene ein Anschlag angeordnet
ist.
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Die Erfindung besteht darin, daß ausgehend von bzw. annähernd von
der Schwenkachse der Arme ein oder mehrere Anschläge zum geräuschlosen Aufhalten
des weiteren Ausschwingens der Arme derart am Maschinengestell angeordnet sind,
daß die ganz oder teilweise nachgiebigen Arme während des weiteren Ausschwingens
sich nach und nach auf ihrer ganzen Länge an die Anschläge anlegen, wobei die Anschläge
entsprechend der eintretenden Durchbiegung der Arme angeordnet sind.
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Des weiteren können die Anschläge erfindungsgemäß eine zusammenhängende
gewölbte Anschlagfläche bilden, die, dicht an der Schwenkachse der Arme beginnend,
sich in deren Schwingungsbahn erstreckt, derart, daß sich die Arme während ihres
weiteren Ausschwingens allmählich an die gewölbte Anschlagfläche anlegen. Im Sinne
der Erfindung liegt es auch, eine Reihe von einzelnen getrennten Anschlägen vorzusehen,
die derart in der Schwingungsbahn der Arme angeordnet sind, daß diese während ihres
weiteren Ausschwingens mit den einzelnen Anschlägen nacheinander in Berührung kommen
und sich dabei ohne Stoß oder Schlaggeräusch allmählich entspannen.
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Es ist bereits eine Reinigungsmaschine für Teppiche, Kleidungsstücke
o. dgl. bekannt, bei der die an sich starren und im Leerlauf mit keinen Anschlägen
in Berührung kommenden Schlagarme mit Verlängerungen versehen sind, die am Ende
des Arbeitshubes der Arme mit festen Gummiklötzen in Berührung kommen. Da nicht
nur die Schlagarme, sondern auch ihre Verlängerungen starr, also nicht nachgiebig
oder federnd sind, führt das Anschlagen der Verlängerungen an die Gummiklötze ein
plötzliches Anhalten der Bewegung der Arme herbei; die Verlängerungen der Arme legen
sich also nicht wie beim Gegenstand der Erfindung nach und nach über ihre ganze
Länge an die Anschläge an, wie es unbedingt notwendig ist, um ein stoß- oder geräuschloses
allmähliches Entspannen der Schlagarme herbeizuführen.
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Den gleichen Nachteil wie diese bekannte Reinigungsmaschine weist
eine andere bekannte
Reinigungsmaschine auf, bei der die Schlagarme
in starre Hülsen eingesetzt sind, die am Ende des Arbeitshubes der Arme auf einen
festen Anschlag auftreffen.
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Bei einer dritten bekannten Reinigungsmaschine sind die Schlagarme
ebenfalls in Hülsen eingesetzt, die auf der einen Seite eine gewölbte Anlagefläche
für die Arme aufweisen. Die Anlagefläche bewegt sich also zusammen mit dem Schlagarm,
befindet sich während des Arbeitshubes des Armes immer hinter diesem und kann unter
keinen Umständen die Vorwärtsbewegung des Armes aufhalten oder hemmen. Im Leerlauf
schlägt der Arm unmittelbar auf die zum Tragen des zu reinigenden Gegenstandes dienende
Unterlage, im Betrieb auf den zu reinigenden Gegenstand selbst auf. Dadurch wird
zwar im Betrieb das Geräusch etwas herabgemindert, im Leerlauf ist es aber sehr
erheblich, da die vorhandenen gekrümmten Anschläge nur das Biegen der Arme gegenüber
ihrem Träger begrenzen, um die Arme gegen Zerstörung zu schützen, nicht aber um
den Schlag ins Leere aufzuhalten.
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Im Unterschied zu den bekannten Reinigungsmaschinen entsteht bei der
Reinigungsmaschine nach der Erfindung -kein oder nur ein sehr geringes Schlaggeräusch.
Die Spannkraft des Schlagarmes wird durch die Maschine allmählich aufgenommen und
die Beanspruchung der Arme und der übrigen Maschinenteile auf einen Mindestwert
herabgesetzt.
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Die Zeichnung zeigt in Fig. r skizzenhaft die Wirkungsweise der Reinigungsmaschine
nach der Erfindung, in Fig. a einen Ouerschnitt durch eine Ausführungsform dieser
Maschine, in Fig.3 einen Längsschnitt nach der Linie 3-3 der Fig. a und in Fig.
q. eine schaubildliche Ansicht der an einer waagerechten Stange hängenden Maschine.
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In Fig. z ist mit S eilt in a gelagerter Arm bezeichnet, der an seinem
freien Ende ein Schlagwerkzeug p1 trägt. Die Kreise b, c, d, e bezeichnen
feste Anschläge, die sich im gleichen Abstand voneinander befinden, und zwar entspricht
dieser Abstand einem Fünftel der gesamten Länge des Armes. Der Arm S besteht aus
einem Baustoff großer Nachgiebigkeit, wie z. B. Stahl, und ist so bemessen, daß
er ein sehr großes Durchschwingen unter dem Einfluß der der Schlagkraft entsprechenden
Spannkraft ausführen kann.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Die Bewegungsrichtung des Schlagwerkzeuges
während des Arbeitshubes ist durch einen Pfeil angedeutet. Die Anfangslage des Armes
S während der Schlagarbeit ist durch die Linie a-p, dargestellt. Wenn nun das Schlagwerkzeug
auf einen Gegenstand in der Stellung bei p1 nicht trifft, setzt es seine Bewegung
in der Pfeilrichtung fort und gelangt, wenn es die Lage a-p2 erreicht, mit dem ersten
Anschlag bin Berührung. Wenn der Arm steif wäre, dann würde die Schwingung in der
Lage b-p. aufhören, und die ganze Spannkraft des Schlagwerkzeuges und des Armes
S würde in Arbeit umgewandelt, die sich in dem Bestreben, den Anschlag b zusammenzudrücken,
äußern würde. Da der Arm S aber biegsam ist, wird nur der Teil a-b des Armes zum
Stillstand gebracht, während der feil b-p2 nebst dem Schlagwerkzeug weiter zu schwingen
bestrebt ist, und zwar mit (praktisch genommen) unverminderter Kraft, bis der Arm
auf den Anschlag c tritt. Während dieser Schwingung wird eine Arbeit geleistet,
die durch die Biegung des Armes dargestellt ist und eine entsprechende Herabsetzung
der Spannkraft zur Folge hat. Durch entsprechende Verlegung der Anschläge kann der
an jedem Punkt des Armes aufzunehmende Teil der Kraftmenge beliebig vorbestimmt
werden. Man kann somit beispielsweise im voraus bestimmen, daß die Teile b-c, c-d,
d-e und der freie Teil e-p. je ein Viertel der Spannkraft aufnehmen sollen. Wenn
daher der Arm seine Schwingung bis zu der durch diese Kreise a, b, c, d,
e, p. veranschaulichten Kurve vollzogen hat, ist die ganze Spannkraft aufgenommen
und der Arm S jetzt bestrebt, seine ursprüngliche Form wieder anzunehmen, vorausgesetzt,
daß seine Nachgiebigkeit nicht überschritten ist und eine dauernde Formänderung
verursacht hat.
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Für jede vorbestimmte Endgeschwindigkeit des Schlagwerkzeuges im Augenblick
des Auftretens auf den zu reinigenden Gegenstand kann man, sobald die Masse bekannt
ist, die Größe der in demselben Augenblick vorhandenen Spannkraft und somit diejenige
Kraft berechnen, die erforderlich ist, um den Schlag, auf eine gewisse Armlänge
bezogen, zu hemmen. Wenn man das Trägheitsmoment und die Elastizitätszahl für den
Baustoff des Armes kennt, kann man das Durchschwingen x bei den einzelnen Anschlägen
berechnen, wonach das erhaltene Maß von der Linie a-p2 gerechnet in der Bewegungsrichtung
aufgezeichnet wird. Es kann somit die ideale Kurve festgestellt werden, nach welcher
die Entspannung ohne merkbaren Stoß gegen die Anschläge vor sich geht.
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Die Biegungsarbeit des Baustoffes erfolgt vollkommen geräuschlos.
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Um den Stoß beim ersten Anschlag b auf einen Mindestwert herabzusetzen,
ist dieser
Anschlag so nahe - wie möglich an` dem Schwingungsmittelpunkt
a des Armes S' anzuordnen, an dem die Geschwindigkeit des Armes gering ist. Dies
wird der ganzen Biegungslinie entlang wiederholt, indem jeder Anschlag möglichst
nahe an dem vorhergehenden angeordnet wird. Wenn man die Folgerung aus diesem Vorgehen
zieht, wird die ideale Biegungslinie eine dem Arm zugekehrte gewölbte Kurve sein,
die von dem genauen theoretischen Schwingungsmittelpunkt ausgeht. Wenn der der Biegung
ausgesetzte Teil des Armes überall den gleichen Querschnitt und somit auch das gleiche
Trägheitsmoment aufweist, so wird die Biegungslinie ein Kreisbogen sein, dessen
kleinster zulässiger Halbmesser bei Kenntnis der Elastizitätszahl und der zulässigen
Beanspruchung des Baustoffes berechnet werden kann. Fig. 2 läßt in punktierten Linien
erkennen, wie der Arm vom Schwingungsmittelpunkt a aus zur endgültigen Biegungslage
ausschwingt.
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Da Schwierigkeiten entstehen können, falls der Punkt p5 zu weit aus
der Normallage a-pl ausschwingt, ist dieses Ausschwingen möglichst zu vermindern,
was dadurch erfolgt, daß nur ein kurzer Teil des Armes, von dem Schwingungsmittelpunkt
gerechnet, federnd ausgebildet ist. Zweckmäßig erfolgt dies derart, daß der zur
Biegung bestimmte Teil des Armes als eine Blattfeder ausgebildet wird, wie aus Fig.2
hervorgeht.
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Bei der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Reinigungsmaschine ist ein
kurvenähnlicher Anschlag 18 vorgesehen. Das Klopf- oder Schlagwerkzeug besteht aus
einer Stange i, die durch eine Öffnung in der aus einem Lattenwerk 2 gebildeten,
geneigt angeordneten oberen Wand eines die Maschine enthaltenden Kastens 3 parallel
zu sich selbst beweglich ist. Die Stange i wird durch ein Paar Arme 4. getragen,
die je auf einer Welle 5 drehbar gelagert und deren die Welle umgebenden Naben 6
mit abwärts gerichteten Vorsprüngen versehen sind, die zum Tragen von Zapfen 7 mit
Rollen 8 dienen. An das eine Ende jedes Zapfens 7 ist das eine Ende einer Schraubenfeder
9 angeschlossen, deren anderes Ende an einem Ar -in io einer Welle i i befestigt
ist, die durch eine Kurbel mit Handgriff 12 zwecks Änderung der Federspannung gedreht
und festgestellt. werden kann. Die Federn 9 dienen zur Betätigung des Arbeitshubes
der Arme 4, während der Rückwärtshub der Arme mittels Nocken oder Unrundscheiben
13 erfolgt, die auf einer angetriebenen Welle 14 angeordnet sind und mit den Rollen
8 in Eingriff stehen. Die Welle 14 steht durch eine Zahnradübersetzung 15 mit der
Welle des Antriebsmotors 16 in Verbindung. Der Motor 16 und die Zahnradübersetzung
15 sind in einem besonderen Gehäuse 17 eingeschlossen, um zu verhindern, daß der
im Kasten 3 vorhandene Staub in den Motor eindringen kann.
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Der nahe an der Schwingungswelle 5 gelegene Teil jedes Armes 4 besteht,
wie schon erwähnt, aus einer Blattfeder 40. Genau gegenüber jeder Blattfeder ist
ein Anschlag 18 vorgesehen, der an der Wand 2 des Kasten-3 befestigt und dessen
der Blattfeder zugekehrte Fläche i9 gewölbt ist, und zwar erstreckt sich diese gewölbte
Fläche von einem Punkt aus, der auf der Mittellinie der Welle 5 oder nahe daran
liegt, nach einem funkt in der Nähe der Öffnung der Wand 2. Die gewölbte Fläche
i9 ist in der oben angegebenen Weise ausgebildet.
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Die äußere Form des Kastens 3 stimmt mit dem Profil überein, das durch
die Maschine und die übrigen in dem Kasten vorhandenen Einrichtungen sowie durch
die Bahn der schwingenden Stange i bestimmt ist. Um die Erschütterungen auszuschließen,
die unvermeidlich sind, wenn der Kasten auf eine feste Unterlage aufgestellt wird,
und daher Geräusche verursachen, kann der Kasten zweckmäßig an einer waagerechten
Stange 20 Mittels entsprechender Lager 21 aufgehängt sein (Fig. 4). In diesem Fall
kann die Stange 2o länger als der Kasten 3 gewählt werden, um als Träger derjenigen
Teile eines Teppichs o. dgl. zu dienen, die über die Enden des Kastens hervorragen.
Zwecks Festhaltens des Kastens 3 in der entsprechenden Lage, derart, daß seine durchbrochene
Wand 2 die richtige Schräglage für den zu reinigenden Gegenstand einnimmt, ist ein
zweckmäßig nachgiebiger, verstellbarer Steg 22 zwischen dem Kasten und dem Boden
vorgesehen. Die Schräglage der Wand. ist deswegen von Bedeutung, weil sie für den
Vorschub des zu reinigenden Gegenstandes benutzt wird. Je nach dem Gewicht dieses
Gegenstandes muß die Neigung kleiner oder größer sein. Die obenerwähnte Regelung
der Spannung der Federn 9 ermöglicht eine Regelung der Klopf-oder Schlagwirkung,
die in bezug auf Kleidungsstücke oder leichtere Gegenstände schwächer sein soll,
als wenn es sich um das i Reinigen von dicken, schweren Teppichen o. dgl. handelt.
' Der zu reinigende Gegenstand wird über den Kasten gelegt, so daß er die Öffnung
der Wand 2 deckt. Durch die Drehung der Nockenscheibe 13 bewegen sich die Arme 4
mit der Klopfstange i hin und her durch die Cffnung der Wand 2, und zwar dringen
sie so weit durch die Öffnung hinaus, bis sie durch den zu reinigenden Gegenstand
.ge- 1 hemmt werden. Dies geschieht, ehe die Arme mit dem Anschlag 18 in Berührung
kommen
oder nur mit dem der Welle 5 am nächsten liegenden Teil der
Fläche i9 in Berührung sind. Beim Leerlauf dagegen können die Arme ihr Ausschwingen
so lange unbehindert fortsetzen, bis sie mit der ganzen Fläche i9 des Anschlages
18 in Berührung sind, wie in Fig. a gestrichelt angedeutet. Wegen der gewählten
Kurvenform der Fläche i9 wird die Bewegung der Arme praktisch geräuschlos gehemmt.
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Anstatt des zusammenhängenden Anschlages 18 können selbstverständlich
eine Reihe von einzelnen Anschlägen benutzt werden, deren Enden die Kurve i9 darstellen.
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Ferner kann die Erfindung auch an anderen Maschinell als bei der dargestellten
benutzt werden, wie z. B. an einer Maschine, bei der das Klopf- oder Schlagwerkzeug
durch den schwingenden Arm selbst gebildet ist.