DE10110907A1 - Bodenreinigungsgerät - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bodenreinigungsgerät, umfassend eine Saugturbine mit einem um eine Turbinenachse drehend antreibbaren Turbinenrad sowie einen im wesentlichen horizontal ausgerichteten Saugkanal, über den die Saugturbine mit einer der zu reinigenden Bodenfläche zugewandten Saugöffnung in Strömungsverbindung steht, wobei der Saugkanal einen Schmutzaufnahmebehälter ausbildet und ein Schmutzfilter aufnimmt. Um das Bodenreinigungsgerät mit möglichst geringer Bauhöhe auszugestalten, wobei im Bereich der Saugöffnung eine möglichst starke Saugströmung erzielbar sein soll, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Saugturbine mit schräg zur Vertikalen ausgerichteter Turbinenachse an den Saugkanal angesetzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bodenreinigungsgerät umfas­ send eine Saugturbine mit einem um eine Turbinenachse drehend antreibbaren Turbinenrad, sowie einen im we­ sentlichen horizontal ausgerichteten Saugkanal, über den die Saugturbine mit einer der zu reinigenden Boden­ fläche zugewandten Saugöffnung in Strömungsverbindung steht, wobei der Saugkanal einen Schmutzaufnahmebehäl­ ter ausbildet und ein Schmutzfilter aufnimmt.

Ein derartiges Bodenreinigungsgerät ist aus der inter­ nationalen Offenlegungsschrift WO 99/28800 bekannt. Mittels der Saugturbine kann eine Saugströmung erzeugt werden, mit deren Hilfe die zu reinigende Bodenfläche abgesaugt werden kann. Bei dem bekannten Bodenreini­ gungsgerät ist die Saugturbine mit vertikal ausgerich­ teter Turbinenachse an den im wesentlichen in horizon­ taler Richtung verlaufenden Saugkanal angesetzt. Dies ermöglicht den Einsatz eines verhältnismäßig großen Turbinenrades, hat allerdings den Nachteil, daß das Bo­ denreinigungsgerät eine nicht unerhebliche Bauhöhe auf­ weist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Boden­ reinigungsgerät der eingangs genannten Art mit mög­ lichst geringer Bauhöhe auszugestalten, wobei im Be­ reich der Saugöffnung eine möglichst starke Saugströ­ mung erzielbar sein soll.

Diese Aufgabe wird bei einem Bodenreinigungsgerät der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Saugturbine mit schräg zur Vertikalen ausgerichte­ ter Turbinenachse an den Saugkanal angesetzt ist. Durch eine derartige Ausrichtung der Saugturbine kann die Bauhöhe des Bodenreinigungsgerätes auch bei Einsatz ei­ nes verhältnismäßig großen Turbinenrades gering gehal­ ten werden. Außerdem hat eine derartige Anordnung den Vorteil, daß die von der Saugturbine hervorgerufene Saugströmung nur verhältnismäßig geringe Verluste durch im Verbindungsbereich zwischen Saugkanal und Saugturbi­ ne erfolgende Richtungsänderungen erleidet. Dies hat zur Folge, daß im Bereich der Saugöffnung eine verhält­ nismäßig starke Saugströmung erzeugt werden kann. Das erfindungsgemäße Bodenreinigungsgerät zeichnet sich so­ mit durch eine kompakte Ausgestaltung und eine beson­ ders effektive Betriebsweise aus.

Von Vorteil ist es, wenn die Turbinenachse in einem Winkel von ca. 15° bis etwa 75° zur Vertikalen ausge­ richtet ist. Hierbei hat sich insbesondere ein Winkel von ca. 20° bis etwa 40° als besonders günstig erwie­ sen, um einerseits auftretende Strömungsverluste im Übergangsbereich zwischen dem horizontal ausgerichteten Saugkanal und der Saugturbine gering zu halten und an­ dererseits unter Beachtung einer möglichst geringen Bauhöhe den Einsatz eines möglichst großen Turbinenra­ des zu ermöglichen.

Zur Erzielung einer besonders effektiven Reinigungswir­ kung ist es von Vorteil, wenn das Bodenreinigungsgerät eine im Bereich der Saugöffnung angeordnete, rotierend antreibbare Bürstenwalze aufweist. Mittels der Bürsten­ walze kann die zu reinigende Bodenfläche nicht nur ab­ gesaugt, sondern zusätzlich gebürstet werden.

Von Vorteil ist es, wenn die Saugturbine als Axial- Radiallüfter ausgebildet ist, mit dessen Hilfe die Ar­ beitsluft bezogen auf die Turbinenachse in axialer Richtung ansaugbar und in radialer Richtung abgebbar ist. Der Einsatz eines Axial-Radiallüfters ermöglicht den Aufbau einer hohen Druckdifferenz, so daß eine be­ sonders starke Saugströmung erzielbar ist.

Wie bereits erläutert, zeigt sich das erfindungsgemäße Bodenreinigungsgerät durch eine verhältnismäßig geringe Bauhöhe aus. Dies ermöglicht es, mittels des Bodenrei­ nigungsgerätes auch Bereiche der zu reinigenden Boden­ fläche unterhalb von Heizkörpern, Möbelstücken und der­ gleichen zu erreichen. Die von der Saugturbine ange­ saugte Arbeitsluft wird nach Durchströmen des Schmutzaufnahmebehälters und der Saugturbine wieder an die Umgebung abgegeben. Um zu vermeiden, daß die abge­ gebene Arbeitsluft Schmutz aufwirbelt, der sich bei­ spielsweise auf Heizkörpern niedergeschlagen hat, ist es von Vorteil, wenn die Saugturbine einen in minde­ stens eine Luftauslaßöffnung einmündenden Auslaßkanal umfaßt, dessen Mündungsbereich schräg zur Vertikalen ausgerichtet ist. Die Abluft kann mittels des schräg zur Vertikalen ausgerichteten Mündungsbereiches mit entsprechend schräg ausgerichteter Abluftströmung abge­ geben werden, so daß die Gefahr vermindert wird, daß von der Abluftströmung Schmutz erfaßt wird, der sich beispielsweise auf Heizkörpern niedergeschlagen hat, wenn das Bodenreinigungsgerät unter den Heizkörpern po­ sitioniert wird.

Als vorteilhaft hat es sich hierbei erwiesen, wenn der Mündungsbereich des Auslaßkanales in einem Winkel von etwa 60° bis ungefähr 80° zur Vertikalen ausgerichtet ist.

Um die Geräuschentwicklung des Bodenreinigungsgerätes gering zu halten, hat es sich als günstig erwiesen, wenn der Auslaßkanal das Turbinenrad in Umfangsrichtung umgibt. Dies ermöglicht es, trotz möglichst kompakt bauendem Bodenreinigungsgerät einen verhältnismäßig langen Auslaßkanal zu verwenden, wodurch die Geräusch­ entwicklung der Saugturbine reduziert werden kann. Der Einsatz eines langen Auslaßkanals hat außerdem eine Er­ höhung der Druckdifferenz zwischen Einlaß und Auslaß der Saugturbine zur Folge, wodurch der Wirkungsgrad der Saugturbine verbessert wird.

Eine besonders geringe Geräuschentwicklung kann dadurch erzielt werden, daß der Auslaßkanal spiralförmig ausge­ bildet ist und sich in Strömungsrichtung kontinuierlich erweitert. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann sich die Abluft kontinuierlich ausdehnen, so daß eine schlagartige Luftausdehnung mit einer entsprechenden Geräuschentwicklung vermieden wird.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des er­ findungsgemäßen Bodenreinigungsgerätes ist vorgesehen, daß die Saugturbine einen elektrischen Außenläufermotor umfaßt mit einem an einem Tragelement gehaltenen Stator und einem um die Turbineachsa drehbaren Rotor, an dem das Turbinenrad drehfest gehalten ist. Der Einsatz des Außenläufermotors ermöglicht es, den Motor auf der dem Saugkanal abgewandten Seite des Turbinenrades zu posi­ tionieren, ohne daß dies eine erhebliche Vergrößerung der Bauhöhe des Bodenreinigungsgerätes zur Folge hätte. Dies wiederum hat den Vorteil, daß der Saugkanal keine wesentlichen guerschnittsverengungen aufweist und sich somit durch einen möglichst geringen Strömungswider­ stand auszeichnet.

Das Bodenreinigungsgerät ist vorzugsweise selbstfahrend ausgestaltet. Es kann hierzu ein Fahrwerk aufweisen, an dem zwei elektromotorisch angetriebene Antriebsräder gelagert sind.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Boden­ reinigungsgerätes und

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Bodenreinigungsgerät.

In der Zeichnung ist ein insgesamt mit dem Bezugszei­ chen 10 belegtes selbstfahrendes Bodenreinigungsgerät dargestellt mit einem als Kunststoff-Spritzgußteil aus­ gebildeten Fahrwerk 12, an dem zwei Antriebsräder 13, 14 drehbar gelagert sind, die jeweils mittels eines elektrischen Antriebsmotors 15 bzw. 16 drehend antreib­ bar sind.

Auf das Fahrwerk 12 kann ein Deckel aufgesetzt werden, der einen Staubschutz ausbildet und zur Erzielung einer besseren Übersichtlichkeit in den Fig. 1 und 2 nicht dargestellt ist.

Zwischen den beiden Antriebsrädern 13, 14 bildet das Fahrwerk 12 eine im wesentlichen parallel zu einer zu reinigenden Bodenfläche 19 ausgerichtete Tragplatte 21, an die sich in Fahrtrichtung 22 des Bodenreinigungsge­ rätes 10 über eine Stufe 23 eine ebenfalls parallel zur Bodenfläche 19 ausgerichtete Stützplatte 24 sowie eine in Richtung auf die Bodenfläche 19 ausgerichtete Stirn­ wand 25 anschließen.

Im Abstand zur Tragplatte 21 ist am Fahrwerk 12 mittels an sich bekannter und deshalb in der Zeichnung nicht dargestellter Rastelemente eine Bodenplatte 26 lösbar verbindbar gehalten, an deren in Fahrtrichtung 22 vor­ derem Endbereich 27 Stützrollen 29 frei drehbar gela­ gert sind.

Die Bodenplatte 26 trägt in ihrem vorderen Bereich eine Kehrschwelle 31, die in eine die Bodenplatte 26 durch­ greifende Saugöffnung 33 eintaucht, in die ein im we­ sentlichen horizontal ausgerichteter Saugkanal 35 einmündet, der zwischen der Tragplatte 21, der Stufe 23 und der Stützplatte 24 einerseits und der Bodenplatte 26 andererseits verläuft. Innerhalb des Saugkanales 35 ist schräg zu dessen Längsrichtung ausgerichtet ein Schmutzfilter 37 gehalten.

An seinem rückwärtigen Endbereich trägt das Fahrwerk 12 einen Saugturbine 40 mit einem Turbinengehäuseoberteil 41 und einem Turbinengehäuseunterteil 42, die zwischen sich ein Turbinenrad 44 sowie einen elektrischen Turbi­ nenantrieb 46 aufnehmen.

Der Turbinenantrieb 46 ist als Außenläufermotor ausge­ staltet und umfaßt einen drehfest am Turbinengehäuse­ oberteil 46 gehaltenen Stator 48 sowie einen drehbar am Stator 48 gehaltenen Rotor 49 in Form einer den Stator 48 übergreifenden Haube 50, an deren dem Stator 48 zu­ gewandter Innenseite Permanentmagnete 51 fixiert sind und an deren dem Turbinengehäuseoberteil 41 abgewandter Bodenwand das Turbinenrad 44 drehfest gehalten ist.

Das Turbinenrad 44 ist mittels des Turbinenantriebes 46 zu einer Drehbewegung um eine Turbinenachse 54 antreib­ bar. Die Turbinenachse 54 ist schräg zur Vertikalen und somit auch schräg zur Längserstreckung des Saugkanales 35 ausgerichtet. Dem Turbinenrad 44 ist eine Luftein­ trittsöffnung 56 der Saugturbine 40 zugeordnet. Die Lufteintrittsöffnung 56 wird von einem einstückig mit dem Turbinengehäuseunterteil 42 verbundenen Ansaugstut­ zen 58 ausgebildet, der eine Strömungsverbindung herstellt zwischen dem Saugkanal 35 und dem Inneren der Saugturbine 40.

Wie insbesondere aus Fig. 2 deutlich wird, ist das Turbinenrad 44 in Umfangsrichtung von einem Auslaßkanal 60 umgeben, der spiralförmig ausgestaltet ist und sich in Strömungsrichtung kontinuierlich erweitert und in eine Luftaustrittsöffnung 62 einmündet, wobei der der Luftaustrittsöffnung 62 benachbarte Mündungsbereich 64 des Auslaßkanales 60 ebenfalls schräg zur Vertikalen ausgerichtet ist.

Mittels der Saugturbine 40 kann innerhalb des Saugkana­ les 35 eine durch die Pfeile 66 symbolisierte Saugströ­ mung erzeugt werden, mit deren Hilfe von der zu reini­ genden Bodenfläche 19 Schmutz über die Saugöffnung 33 in den Saugkanal 35 überführt werden kann. Der strom­ aufwärts des Schmutzfilters 37 angeordnete Bereich des Saugkanales 35 bildet hierbei einen Schmutzaufnahmebe­ hälter 67.

Um die Schmutzaufnahme zu verstärken, ist im Bereich der Saugöffnung 33 eine Bürstenwalze 68 mit quer zur Fahrtrichtung 22 und parallel zur Bodenfläche 19 ausge­ richteter Drehachse drehbar am Fahrwerk 12 gehalten. Der Antrieb der Bürstenwalze 68 erfolgt mittels eines auf der Stützplatte 24 positionierten elektrischen Bür­ stenantriebes 69, der über einen an sich bekannten und deshalb in der Zeichnung nicht dargestellten Antriebs­ riemen mit der Bürstenwalze 68 gekoppelt ist.

Da die Saugströmung 66 im Bereich des Saugkanales 35 sowie des schräg zur Vertikalen ausgerichteten Ansaug­ stutzens 58 nur geringe Strömungsverluste erleidet, kann im Bereich der Saugöffnung 33 eine starke Saug­ strömung erzielt werden, die in Kombination mit der Bürstenwalze 68 eine wirksame Bodenreinigung bewirkt. Durch die Saugströmung wird der von der Bürstenwalze 68 aufgewirbelte Schmutz erfaßt und in den Schmutzaufnah­ mebehälter 67 überführt. Die Ausrichtung der Saugturbi­ ne 40 mit schräg zur Vertikalen verlaufender Turbi­ nenachse 54 ermöglicht hierbei den Einsatz eines ver­ hältnismäßig großen Turbinenrades 44, wobei jedoch die Bauhöhe des Bodenreinigungsgerätes 10 gering gehalten werden kann.

Claims (9)

1. Bodenreinigungsgerät umfassend eine Saugturbine mit einem um eine Turbinenachse drehend antreibbaren Turbinenrad, sowie einen im wesentlichen horizontal ausgerichteten Saugkanal, über den die Saugturbine mit einer der zu reinigenden Bodenfläche zugewand­ ten Saugöffnung in Strömungsverbindung steht, wobei der Saugkanal einen Schmutzaufnahmebehälter ausbil­ det und ein Schmutzfilter aufnimmt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Saugturbine (40) mit schräg zur Vertikalen ausgerichteter Turbinenachse (54) an den Saugkanal (35) angesetzt ist.

2. Bodenreinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Turbinenachse (54) in einem Winkel von ca. 15° bis etwa 75° zur Vertikalen aus­ gerichtet ist.

3. Bodenreinigungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß das Bodenreinigungsgerät (10) eine im Bereich der Saugöffnung (33) angeord­ nete, rotierend antreibbare Bürstenwalze (68) auf­ weist.

4. Bodenreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugturbine als Axial-Radiallüfter (40) ausgebildet ist.

5. Bodenreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugtur­ bine (40) einen in mindestens eine Luftauslaßöff­ nung (62) einmündenden Auslaßkanal (60) umfaßt, dessen Mündungsbereich (64) schräg zur Vertikalen ausgerichtet ist.

6. Bodenreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß­ kanal (60) das Turbinenrad (44) in Umfangsrichtung umgibt.

7. Bodenreinigungsgerät nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Auslaßkanal (60) sprialförmig ausgebildet ist und sich in Strömungsrichtung kon­ tinuierlich erweitert.

8. Bodenreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugtur­ bine (40) einen elektrischen Außenläufermotor (46) umfaßt mit einem an einem Tragelement (41) gehalte­ nen Stator (48) und einem um die Turbinenachse (54) drehbaren Rotor (49), an dem das Turbinenrad (44) drehfest gehalten ist.

9. Bodenreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Boden­ reinigungsgerät (10) selbstfahrend ausgestaltet ist.