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Die Erfindung betrifft zunächst ein Bürstengerät, insbesondere Vorsatz oder Teil eines Elektro-Staubsaugers, vorzugsweise Saug-Bürstengerät zur Pflege von Teppich- und/oder Hartböden, mit einem Elektromotor und einer oder mehreren hiervon angetriebenen Walzen, insbesondere Borstenwalzen, wobei die Borstenwalze mittels einer Feder in vertikaler Richtung zur unterschiedlichen Einwirkung auf den Boden beweglich gehaltert ist.
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Derartige Bürstengeräte sind bekannt. Diese sind beispielsweise ausgebildet als Vorsatzgeräte für Elektro-Haushaltsstaubsauger, welche über eine Saugkanal-Schnittstelle mit dem in dem Staubsauger vorgesehenen Sauggebläse und der weiter in dem Staubsauger bevorzugt angeordneten Staubabscheidevorrichtung strömungsmäßig angeschlossen ist. Weiter ist bevorzugt in dem Vorsatzgerät ein gesonderter Elektromotor vorgesehen, zum Antreiben vorsatzseitiger Bodenbearbeitungsbürsten. Die Spannungsversorgung erfolgt hierbei über eine Elektro-Schnittstelle durch den Staubsauger. Bekannt sind diesbezüglich weiter Anordnungen, bei welchen nur eine Bürste in dem Gerät vorgesehen ist, weiter Anordnungen mit mehreren Walzen, gegebenenfalls unterschiedlicher Ausgestaltung. Bei einer Anordnung von zwei oder mehr Walzen sind diese parallel zueinander ausgerichtet, in üblicher Verfahrrichtung des Gerätes hintereinander angeordnet, weiter alternativ quer zur üblichen Verfahrrichtung in Nebeneinanderlage, um eine gemeinsame Achse rotierend. Weiter sind derartige Bürstengeräte auch als selbsttätig verfahrbare Saug-/Kehrgeräte bekannt. Diese arbeiten eine Bodenfläche autonom ab, wobei zufolge einer einprogrammierten Verhaltens- und Verfahrstrategie das Bürstengerät den abzureinigenden Boden kontinuierlich abfährt und hierbei mittels einer Borstenwalze oder dergleichen den Bodenbelag abbürstet, dies weiter bevorzugt unter gleichzeitiger Absaugung.
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In diesem Zusammenhang ist es weiter bekannt, die angetriebene Walze in vertikaler Richtung, insbesondere in vertikaler Richtung nach unten in Richtung auf den zu reinigen Boden über eine Feder zu belasten, dies bevorzugt in Verbindung mit einer Walzenhalterung, die die im wesentlichen vertikale Beweglichkeit der Walze zulässt. Hierdurch sind zunächst Bodenunebenheiten leichter zu überfahren, dies zufolge beispielsweise kurzzeitigen Anheben der Walze entgegen der Federkraft. Weiter ist über eine derartige Federeinwirkung auf die Walze die Einwirkkraft der Walze auf den Boden, insbesondere auf einen Teppichboden, einstellbar, dies weiter beispielsweise zufolge Änderung der Federvorspannung, weiter beispielsweise mittels eines Stellelements.
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Im Hinblick auf den vorbeschriebenen Stand der Technik wird eine technische Problematik der Erfindung darin gesehen, ein Bürstengerät der in Rede stehenden Art derart weiter zu verbessern, dass einer Überbelastung des zu reinigenden Bodens und/oder der auf den Boden einwirkenden Walze bzw. des die Walze antreibenden Elektromotors entgegengewirkt ist.
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Diese Problematik ist zunächst und im wesentlichen durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, dass die Walze mit der Feder in zwei vertikal distanzierten Bereichen zusammenwirkt, wobei ein die Walze unmittelbar beaufschlagender Federabschnitt durch ein höhenmäßiges Verfahren der Feder insgesamt oder durch ein kraftauslösbares Umschlagen des Federabschnitts in Bezug auf einen festen Einbauort des Federendes, unabhängig von einem Einfedervorgang bzw. bei der Variante des Umschlagens unabhängig von einem die erforderliche Umschlagkraft nicht erreichenden Einfedern, vertikal versetzbar ist. Zufolge dieser Ausgestaltung ist eine Anordnung geschaffen, bei welcher im üblichen Abreinigungsbetrieb die den Boden abkehrende bzw. abbürstende Walze, beispielsweise Borstenwalze, über die Feder in üblicher Weise belastet ist, welche Feder beispielsweise zufolge etwaiger Bodenunebenheiten in der Lage ist, über einen vordefinierten Weg einfedern zu können, um so eine selbsttätig regulierende vertikale Verlagerbarkeit der Walze zu ermöglichen. Die auf die Walze einwirkende Feder verfügt in einer Ausgestaltung über Mittel, die ein höhenmäßiges Verfahren der Feder insgesamt, das heißt weiter bevorzugt unabhängig von einem Einfedervorgang, beispielsweise Stauchen der Feder, soweit ermöglicht, dass die hierüber beaufschlagte Walze entsprechend dem Verfahrweg der Feder nach vertikal oben frei, das heißt im wesentlichen durch die Feder unbelastet, ausweichen kann. Dies ist insbesondere im Zusammenhang mit einer Überlastsicherung vorgesehen, wobei bei Erreichen oder Überschreiten einer maximal vorgegebenen Anpresskraft der Walze auf den Boden (maximales Moment) die Feder beispielsweise über einen Aktuator insgesamt, das heißt allein bezogen auf das Verfahren ohne eine Längenänderung beispielsweise bei üblichen Zylinderfedern, in eine vertikal angehobene Position verlagert wird. Entsprechend wird der Walze hierdurch im Moment des Erreichens bzw. Überschreitens der Maximalbelastung die Abstützung an der Feder entzogen. Zur Erfassung des maximalen Moments zur Auslösung vorbeschriebenen Verfahrens der gesamten Feder wird bevorzugt der aufgenommene Motorstrom des die Walze antreibenden Elektromotors erfasst, welcher Motorstrom mit zunehmender Belastung der Walze signifikant ansteigt. In alternativer Ausgestaltung ist die Zusammenwirkung der Walze mit der Feder in zwei vertikal distanzierten Bereichen, nämlich dem üblichen vertikal unteren Bereich, welcher der Bodenbearbeitungsstellung der Walze entspricht und dem vertikal oberen Bereich, welcher der Walzenstellung nach Auslösung zufolge Überschreitens eines maximalen Drehmomentes entspricht, durch eine entsprechend konfigurierte Feder allein erreichbar, so weiter insbesondere durch eine Feder, die zumindest mit einem Federabschnitt fest, das heißt nicht verlagerbar gehaltert ist und weiter einen Abschnitt aufweist, der bei Überschreiten eines vorgegebenen Moments selbsttätig umschlägt, weiter insbesondere selbsttätig in vertikaler Richtung umschlägt. So ist eine derartige Feder bevorzugt so in dem zugleich die Walze drehbar halternden Gehäuse eingebaut, dass in einer vertikal unteren Stellung der Walze, das heißt in einer üblichen Bodenbearbeitungsstellung derselben, der wirksame Federabschnitt in Richtung auf den zu belastenden Walzenabschnitt (beispielsweise auch Walzenlagerabschnitt) weist und diesen belastet, während nach Überschreiten des maximalen Moments zufolge Umschlagens dieser auf die Walze einwirkende Abschnitt in einen demgegenüber entgegengesetzten Krümmungsverlauf wechselt, dies weiter bevorzugt unter Durchfahren der die feste Anbindung des Federendes aufnehmenden Ebene im Zuge des Umschlagens. Bei einer üblichen Bürstbearbeitung des Bodens wirkt die nicht umgeschlagene Feder derart auf die Walze ein, dass zufolge beispielsweise Bodenunebenheiten und/oder zufolge erhöhter Anpresskraft, welche jedoch die maximale Anpresskraft nicht erreicht, ein Einfedern und somit eine vertikale Verlagerbarkeit der Walze zugelassen wird, welcher mögliche vertikale Verlagerungsweg der Walze erst vergrößert wird mit Erreichen oder Überschreiten der maximal zulässigen Anpresskraft bzw. des maximal zulässigen Drehmoments.
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Weiter betrifft die Erfindung ein Bürstengerät nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1. Um ein Bürstengerät der in Rede stehenden Art weiter zu verbessern, ist vorgesehen, dass die Walze zusammengefasst mit einem Elektromotor in einer Kassette angeordnet ist und dass die Kassette insgesamt mit der Feder beaufschlagt ist. Entsprechend ist zufolge dieser Ausgestaltung die Walze, insbesondere Borstenwalze und der diese antreibende Elektromotor, weiter bevorzugt auch ein gegebenenfalls vorgesehenes Getriebe in einem festen mechanischen Rahmen zusammengefasst. Diese gesamte in der Kassette zusammengefasste Einheit ist durch die Feder in vertikaler Richtung insbesondere zur unterschiedlichen Einwirkung der Walze auf den Boden belastet. Zufolge der Mitaufnahme insbesondere des Elektromotors, weiter auch eines gegebenenfalls vorgesehenen Getriebes ist die verlagerbare Anordnung der Walze vereinfacht, da keine, eine Relativverlagerung der Walze zu dem Elektromotor ausgleichende Mittel vorgesehen werden müssen. Zudem ist hierdurch eine kompakte Einheit geschaffen, die in weiter vorteilhafter Weise als solche vormontiert in das Gerät einbaubar ist. Bei Einfederung zufolge etwaiger Bodenunebenheiten und/oder zufolge einer ansteigenden Anpresskraft der Walze auf dem Boden hebt sich die gesamte Kassette zusammen mit der Walze und dem Elektromotor entgegen der Kraft der Feder vertikal an.
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Die Merkmale der vorbeschriebenen unabhängigen Ansprüche 1 und 2 sind sowohl jeweils für sich wesentlich, als auch in jeder Kombination miteinander, wobei weiter die Merkmale auch mit nur einzelnen Merkmalen eines oder mehrerer der weiteren unabhängigen Ansprüche 1 und 2 kombinierbar sind. So ist in bevorzugter Ausgestaltung ein Bürstengerät vorgesehen, bei welchem die Walze zusammengefasst mit einem Elektromotor in einer Kassette angeordnet ist und wobei die Kassette insgesamt mit der Feder beaufschlagt ist, wobei weiter die Kassette mit der Feder in zwei vertikal distanzierten Bereichen zusammenwirkt, wobei ein die Kassette unmittelbar beaufschlagender Federabschnitt durch ein höhenmäßiges Verfahren der Feder insgesamt oder durch ein kraftauslösbares Umschlagen des Federabschnitts in Bezug auf einen festen Einbauort des Federendes, unabhängig von einem Einfedervorgang bzw. bei der Variante des Umschlagens unabhängig von einem die erforderliche Umschlagkraft nicht erreichenden Einfedern, vertikal versetzbar ist. Hinsichtlich ergänzender oder alternativer Merkmale im Zusammenhang mit der vorbeschriebenen kombinierten Ausgestaltung eines Bürstengerätes nach den Merkmalen der Ansprüche 1 und 2 gilt für deren anspruchsmäßige Zuordnung das Gleiche wie oben bezüglich der Merkmale des Anspruches 1 ausgeführt.
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Weitere Merkmale sind nachstehend, auch in der Figurenbeschreibung, oftmals in ihrer bevorzugten Zuordnung zum Gegenstand des Anspruchs 1 und/oder des Anspruchs 2 oder zu Merkmalen weiterer Ansprüche erläutert. Sie können aber auch in einer Zuordnung zu nur einzelnen Merkmalen des Anspruchs 1 und/oder des Anspruchs 2 oder des jeweiligen weiteren Anspruches oder jeweils unabhängig von Bedeutung sein.
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So ist in einer weiter bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass in der Kassette zusammengefasst mit dem Elektromotor zwei parallel zueinander ausgerichtete Walzen angeordnet sind. Diese sind weiter bevorzugt quer zu einer üblichen Verfahrrichtung, welche Verfahrrichtung bei einem handgeführten Gerät aus einer üblichen Vor- und Zurückbewegung des Gerätes, insbesondere ausgelöst durch den Benutzer, resultiert, ausgerichtet, weiter entsprechend mit Bezug auf eine übliche Verfahrrichtung in Hintereinanderanordnung. Hierbei kann es sich um zwei mit Borsten versehene Walzen handeln, weiter um Borstenwalzen mit unterschiedlicher Beborstung. Auch ist bevorzugt die Anordnung einer Borstenwalze und einer Lippenwalze, wobei weiter unabhängig von der Ausgestaltung der beiden Walzen der Drehsinn derselben gleichgerichtet sein kann, bevorzugt jedoch entgegengerichtet ist, weiter bevorzugt in Richtung auf den abzureinigenden Boden weisend aufeinander zugewandt. Im Falle der Ausbildung einer der Walzen als Lippenwalze greift diese nicht unmittelbar insbesondere bei Abarbeitung eines Teppichbodens in den Teppichflor ein, liegt vielmehr mit sehr geringer Kraft lediglich auf dem Boden auf, so dass sich an einer derartigen Lippenwalze lediglich eine sehr kleine Kraftkomponente ausbildet. Die Borsten der Borstenwalze sind dagegen mit einer solchen Länge ausgebildet, dass diese im Betrieb nicht nur Bodenkontakt haben, sondern auch in den Teppichflor eindringen können, woraus entsprechend eine relativ hohe Kraftkomponente resultiert.
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Das vorbeschriebene kraftauslösbare Umschlagen des Federabschnittes ist in bevorzugter Ausgestaltung erreicht durch Ausbildung der Feder als Knackfeder. Eine derartige Knackfeder ist auch als Knackfrosch bekannt (vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/knackfrosch; gleichfalls als Anlage gemäß 8 beigefügt). Gemäß vorbezeichneter Quelle ist mit Knackfrosch eine Feder bezeichnet, die aus einem Streifen Federstahl besteht. Der Stahl ist so geprägt, dass er einen stabilen und einen metastabilen Zustand aufweist. Durch Krafteinwirkung, gemäß vorliegender Erfindung durch Einwirkung einer Kraft bei Erreichen bzw. Überschreiten einer maximalen Anpresskraft der Bürste auf den Boden, wird die Feder im stabilen Zustand verbogen, bis diese plötzlich durch Beulen in den metastabilen Zustand springt. Das plötzliche Umspringen erzeugt das laute namensgebende Knackgeräusch. Lässt die Kraft wieder nach, erfolgt das Zurückspringen, bei dem nochmals ein lautes Knacken erzeugt wird. In bevorzugter Ausgestaltung ist die in dem Sauggerät vorzusehende Knackfeder schallgedämmt eingebaut. Hierzu ist bevorzugt der Federstahl der Knackfeder mit einer Schalldämmung versehen, beispielsweise mit einem Schaum umklebt oder ummantelt, weiter alternativ gekapselt oder weich entkoppelt in dem Gehäuse eingebaut.
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In weiter alternativer Ausgestaltung ist die Feder als einseitig oder beidseitig eingespannte Blattfeder ausgebildet. Auch diese beult in einer unbelasteten bzw. bis zu einer Maximallast belasteten Stellung in Richtung auf die zu beaufschlagende Walze bzw. auf die zu beaufschlagende Kassette aus, aus welchem in sich stabilen, wenngleich auch federnden Zustand heraus bei Überschreiten bzw. Erreichen der Maximalkraft die Blattfeder in eine entgegengesetzte Richtung umspringt und ausbeult, welche Stellung in bevorzugter Ausgestaltung gleich der Grundstellung stabil ist. Ein Zurückspringen in die Grundstellung erfolgt hierbei bevorzugt durch entsprechenden Eingriff, beispielsweise Benutzereingriff, weiter beispielsweise über ein Stellmittel. Darüber hinaus ist die Blattfeder ähnlich wie die Knackfeder metastabil ausgebildet; stellt sich entsprechend bei Fortfall der erhöhten Belastung selbsttätig zurück.
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Bevorzugt ist weiter vorgesehen, dass die Kassette horizontal oder vertikal distanziert, gegebenenfalls zusätzlich zu der Beaufschlagung mit der Feder, in einem vertikal ausgerichteten Langloch geführt ist, wobei bei einer Führung lediglich im Langloch die Federbeaufschlagung im Langlochbereich erfolgt. Durch die Langlochführung ist eine Art schwimmende Lagerung der Kassette (Einheit aus einer oder mehreren Walzen und Elektromotor) gegeben. Die Kassette ist hierbei derart in dem Gehäuse des Gerätes aufgehängt, dass diese sich stets nach unten in Richtung auf den zu pflegenden Boden in alle senkrechten Richtungen frei ausrichten kann. Um jedoch auch die bevorzugte mechanische Selbstentlastung bei einer derart geführten Kassette aufbauen und nutzen zu können, ist die Kassette als Einheit drehbar in dem Gerät abgestützt. Der Elektromotor liegt hierbei bevorzugt in der Kassette in üblicher Verfahrrichtung und in einer Projektion auf den Boden betrachtet hinter der Walze, weiter derart, dass die Achse des Elektromotors parallel verlaufend zur Walzenachse in der Projektion einen Abstand einnimmt. Am in Verfahrrichtung weiter betrachteten hinteren Ende der Kassette ist bevorzugt ein fest verbundener Dreharm vorgesehen, der in einer Linearführung am Gehäuse des Gerätes endet. Hierbei kann der Dreharm mittels eines Kulissensteins oder dergleichen in der Linearführung senkrecht gleiten und sich weiter in dieser Lage zur mechanischen Selbstentlastung der gesamten Kassette drehen. Zufolge der vorbeschriebenen schwimmenden Lagerung der Kassette ist bei bevorzugter Aufnahme von zwei Walzen in der Kassette eine nahezu plane Auflage derselben auf dem zu bearbeitenden Boden erreichbar, das heißt, dass beide Walzen in Eingriff zum Boden stehen und beide Walzenachsen zumindest nahezu parallel zum Boden verlaufen. Weiter ist bevorzugt im Bereich des Langloches die vorerwähnte Federbeaufschlagung vorgesehen, weiter insbesondere unter Nutzung einer als Knackfeder ausgebildeten Feder. Diese wirkt beispielsweise auf den Kulissenstein des Dreharmes oder auf den Dreharm selbst ein und belässt bei Überschreiten einer maximalen Belastung zufolge knackfroschartiger Auslenkung einen vertikalen, nicht federbelasteten Spielraum zur mechanischen Selbstentlastung des Systems. Die nötige Federbeaufschlagung erfolgt in bevorzugter Ausgestaltung allein im Bereich des Dreharmes bzw. dessen Kulissensteins. In weiter alternativer Ausgestaltung ist eine weitere Feder vorgesehen, welche unmittelbar auf die Kassette in einem Bereich außerhalb des Dreharmes einwirkt.
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Zudem ist bevorzugt die Kassette mittels zwei horizontal und/oder vertikal distanzierter Federn abgestützt, wobei weiter bevorzugt die mehreren Federn gleichgestaltet sind, weiter bevorzugt gleiche Kennlinien aufweisen. Diese wirken auf horizontal und/oder vertikal zueinander beabstandete Bereiche der Kassette ein. So sind beispielsweise zwei Federn vorgesehen, die in üblicher Verfahrrichtung des Gerätes mit Bezug auf eine Projektion auf den Boden vor und hinter den Walzenachsen angeordnet sind. Weiter alternativ sind zwei Federn seitlich der Walzen auf die Kassette einwirkend angeordnet.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass das Distanzmaß, um welches die Feder vertikal versetzbar ist, wieder aufgeholt wird, wenn die durch die Walze auf die Feder ausgeübte Belastung ein Schwellmaß unterschreitet, wobei das Schwellmaß unterhalb des Bereiches liegt, der das Verfahren um das Distanzmaß auslöst. Das Schwellmaß beträgt hierbei bevorzugt 20% bis 95%, weiter bevorzugt 50% bis 80% des die vertikale Versetzung der Feder auslösbaren Maßes. Entsprechend fällt das System, das heißt die Kassette sowie die diese beaufschlagende Feder in die bodenbelastende Grundstellung zurück, sobald das Schwellmaß wieder unterschritten wird.
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Das System stellt sich entsprechend bevorzugt selbsttätig in die Bearbeitungs-Grundstellung zurück, dies bevorzugt dann, wenn die Anpresskraft der Walze auf den Boden und das damit einhergehende Drehmoment wieder soweit abgesenkt ist, dass keine Gefahr mehr besteht, dass der Teppichflor und/oder die Borstenwalze, weiter der die Borstenwalze antreibende Elektromotor Schaden nehmen kann. Das Unterschreiten des Schwellmaßes wird in weiterer Ausgestaltung bei einer höhenmäßig insgesamt verfahrbaren Feder wie auch die Erfassung des Drehmoments beispielsweise anhand des aufgenommenen Motorstromes erfasst. Entsprechend erfolgt hierbei nach Unterschreiten des Schwellmaßes eine aktive Verlagerung der Feder insgesamt nach bevorzugt vertikal unten in die die Walze bzw. die Kassette belastende Grundstellung.
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Im Falle einer Umschlagfeder ist das Verfahren um das Distanzmaß nur solange stabil, wie das Schwellmaß nicht unterschritten wird. Bei entsprechendem Unterschreiten des Schwellmaßes schlägt die Umschlagfeder, insbesondere Knackfeder selbsttätig zurück in die Grundstellung zurück.
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Alle Zwischenwerte, insbesondere in 1-(%-)Schritten und hinsichtlich einer ein- oder mehrfachen Einengung der angegebenen Bereichsgrenzen in derselben Schrittweise, von oben und/oder von unten, sind hiermit in die Offenbarung eingeschlossen.
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Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung, welche lediglich mehrere Ausführungsbeispiele darstellt, näher erläutert. Es zeigt:
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1 in perspektivischer Darstellung ein Bürstengerät der in Rede stehenden Art in Form eines selbsttätig verfahrbaren Saug-Bürstengerätes;
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2 die perspektivische Unteransicht hierzu;
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3 das Gerät in einer partiell geschnittenen Darstellung;
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4 den Schnitt gemäß der Linie IV-IV in 1, eine federbelastete Bearbeitungsstellung einer Walzenanordnung betreffend;
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5 eine der 4 entsprechende Darstellung, jedoch nach vertikalem Versatz der Walzeneinheit zufolge eines Überschreiten einer maximalen Anpresskraft der Walze auf den Boden;
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6 eine der 4 entsprechende Darstellung, eine alternative Ausgestaltung betreffend;
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7 eine der 6 entsprechende Darstellung, jedoch die Stellung gemäß 5 betreffend und
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8 den Inhalt der Seite http://de.wikipedia.org/wiki/Knackfrosch.
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Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu 1 ein Bürstengerät 1 in Form eines selbsttätig verfahrbaren Saug-Bürstengeräts, weiter in Form eines Reinigungsroboters. Das Gerät 1 weist ein Chassis 2 auf, welches unterseitig, dem zu pflegenden Boden 3 zugewandt elektromotorisch angetriebene Verfahrräder 4 trägt. Weiter ist in üblicher Verfahrrichtung r des Gerätes 1 vorgelagert den Verfahrrädern 4 ein Stützrad 6 vorgesehen. Das Chassis 2 ist überfangen von einer Gerätehaube 5, wobei das Gerät 1 der dargestellten Ausführungsform einen kreisförmigen Grundriss aufweist.
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Das Gerät 1 ist ausgelegt zur Bürstbearbeitung des Bodens 3, insbesondere eines, wie schematisch dargestellt, Teppichbodens. Hierzu ist in dem Gerät 1 eine erste Walze 7 in Form einer Borstenwalze 8 vorgesehen. Diese erstreckt sich mit Bezug auf ihre Längsachse x quer zur üblichen Verfahrrichtung r. Die Borsten der Borstenwalze 8 greifen im Zuge der üblichen Bodenbearbeitung in den Flor des Teppichbodens 3 ein.
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Die Borstenwalze 8 wird drehangetrieben mittels eines in dem Gerät 1 vorgesehenen Elektromotors 9. Dessen Motorachse y erstreckt sich raumparallel zur Längsachse x der Borstenwalze 8. Über nicht dargestellte Übertragungsmittel, beispielsweise über einen Zahnriemen oder ein zwischengeschaltetes Getriebe, wird durch den Elektromotor 9 die Borstenwalze 8 in eine Richtung drehangetrieben, die ein Verfahren des Gerätes 1 in üblicher Verfahrrichtung r unterstützt. Entsprechend werden durch die in den Teppichflor eingreifenden Borsten ausgebürstete Schmutz- und Staubpartikel mit Bezug auf die Verfahrrichtung r nach hinten abgeworfen.
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Parallel verlaufend zu der Borstenwalze 8 ist eine weitere Walze 7 in Form einer Lippenwalze 10 vorgesehen. Deren Walzenkörper ist wandungsaußenseitig mit sich radial erstreckenden, gleichfalls sich über die gesamte axiale Länge erstreckenden Weichlippen, insbesondere aus einem Weichkunststoffmaterial versehen. Die Lippenwalze 10 ist gleichfalls drehangetrieben, bevorzugt zugleich über den Elektromotor 9, wobei die Drehbewegungen von Borstenwalze 8 und Lippenwalze 10 bevorzugt synchronisiert sind, weiter bevorzugt, wie auch dargestellt, mit gegenläufigen Drehrichtungen, so dass in einem Querschnitt gemäß 4 betrachtet eine Zuführung von Staub- und Schmutzpartikeln in den sich zwischen Borstenwalze 8 und Lippenwalze 10 sowie Boden 3 ergebenden Zwickel erreicht wird.
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Die Lippenwalze 10 ist hierzu in Verfahrrichtung r des Gerätes 1 betrachtet hinter der Borstenwalze 8 parallel zu dieser ausgerichtet angeordnet, dies mit einem quer zur Längsausrichtung der Walzen betrachteten Abstand von wenigen Millimetern zwischen dem durch die Borstenenden gebildeten Drehkreis der Borstenwalze 8 und dem durch die Lippenenden der Lippenwalze 10 gebildeten Drehkreis. Entsprechend der vorbeschriebenen Anordnung erstreckt sich die Längsachse z der Lippenwalze 10 parallel zu den Achsen x und y von Borstenwalze 8 und Elektromotor 9.
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Die beiden Walzen 7 (Borstenwalze 8 und Lippenwalze 10) greifen durch eine bodenseitige Öffnung 11 des Chassis 2, zum Eingriff bzw. zur Beaufschlagung des Bodens 3.
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Über diese Bodenöffnung 11 erfolgt weiter auch eine Absaugung des Bodens 3, welche Absaugung zugleich den Abtransport der durch die Borstenwalze 8 aufgekehrten Staub- und Schmutzpartikel unterstützt.
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Die Borstenwalze 8 und die Lippenwalze 10 sowie der Elektromotor 9, weiter auch die zwischen Elektromotor 9 und den Walzen 7 geschalteten Übertragungsmittel sind in bevorzugter Ausgestaltung in einer Kassette 12 gemeinsam aufgenommen und in dieser so gehaltert, dass die relative Stellung der beiden Walzen 7 und des Elektromotors 9 zueinander unabhängig von der Lage der Kassette 12 innerhalb des Bürstengerätes 1 gesichert ist. Hierbei spannt in einem Querschnitt gemäß 4 ein die Längsachsen x und z der Borstenwalze 8 und der Lippenwalze 10 und die Motorachse y des Elektromotors 9 verbindende Linie ein Dreieck auf. Hierbei ist der Elektromotor 9 vertikal oberhalb der Walzen 8 und 10 angeordnet, weiter unter Anordnung der Motorachse y mit Bezug auf eine Projektion auf den Boden 3 zwischen den Längsachsen x und z der Walzen 8 und 10.
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Beispielsweise sind die Borstenwalze 8 und die Lippenwalze 10 jeweils axial endseitig in zugeordneten Seitenwänden der Kassette 12 drehgelagert.
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Mit Bezug auf die Verfahrrichtung r ist rückwärtig der Kassette 12 ein Dreharm 13 an dieser fest angebunden. Dessen freies Ende ist mit einem Kulissenstein 14 versehen, der in ein gehäuse- bzw. chassisseitiges, vertikal ausgerichtetes Langloch 15 eingreift.
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Zufolge dieser Ausgestaltung ist eine schwimmende Lagerung der Kassette 12 gegeben, so dass beispielsweise auch bei Bodenunebenheiten eine nahezu plane Auflage beider Walzen 8 und 10 erreichbar ist. Diese Vertikalanpassung der Kassette 12 erfolgt gegen die Kraft einer sich chassisseitig abstützenden Feder 16, welche bis Erreichen einer maximal zulässigen Belastung in üblicher Weise die Kassette 12 nach vertikal unten in eine Grundstellung gemäß 4 drängt.
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In den 4 und 5 ist die Feder 16 als Knackfeder 17 dargestellt. Diese besteht aus einem Streifen Federstahl, der sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Verfahrrichtung r erstreckt. Auch eine quer hierzu verlaufende Ausrichtung ist diesbezüglich möglich. Die beiden Enden der Knackfeder 17 sind in chassisseitigen Halterungen 18 festgelegt. Der sich zwischen den Halterungen 18 erstreckende Federabschnitt ist in der unbelasteten bzw. bis zu einer vorgegebenen Maximallast belasteten Stellung nach vertikal unten in Richtung auf den Dreharm 13 der Kassette 12 gewölbt. Gegen diese Wölbung tritt unterseitig ein aus der zugewandten Stirnfläche 19 des Dreharms 13 herauswachsender Beaufschlagungsdorn 20, der über ein oberseitig der Knackfeder 17 vorgesehenes, den Wölbungsabschnitt durchsetzendes Halteelement 25 wirksam an der Knackfeder 17 gehaltert ist.
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Die Lippenwalze 10 dringt nicht wie die Borsten der Borstenwalze 8 in den Flor des Bodens 3 ein, liegt vielmehr im Betrieb mit sehr geringer Kraft nur auf dem Boden 3 auf, so dass sich an der Lippenwalze 10 lediglich eine sehr kleine Kraftkomponente einstellt. Die Kraftkomponente an der Borstenwalze 8 hingegen ist zufolge des Eingriffs in den Flor des Teppichbodens 3 relativ groß. In Abhängigkeit von der Federkennlinie der Feder 16 ist eine maximale Anpresskraft der Borstenwalze 8 auf den Boden 3 vorgegeben, somit weiter auch ein maximales Moment, bis zu welchem die Knackfeder 17 übliche federnde Eigenschaften aufweist und so eine Axialverlagerung der gesamten Kassette 12 zulässt. Ist der maximale Wert erreicht oder überschritten, so springt die Knackfeder 17 zufolge Durchbeulen über die gestreckte Stellung derselben hinaus in einen metastabilen Zustand (vgl. 5), was eine Drehverlagerung der Kassette 12 um den in dem Langloch 15 geführten Kulissenstein 14 zulässt, was weiter eine entsprechende Entlastung im Borsteneingriff zur Folge hat. In einem solchen Überlastungsmoment wird zufolge des Umschlagens der Knackfeder 17 die Kassette 12 mit den Walzen 7 und 8 entsprechend der Federkennlinie gegen die eigene Gewichtskraft gerichtet entlastet. Die Feder 16 bzw. Knackfeder 17 ist zufolge des Umschlagens insbesondere in dem mit der Kassette 12 bzw. mit dem Beaufschlagungsdorn 20 zusammenwirkenden Bereich vertikal um ein Maß a versetzt. Entsprechend wirkt die Kassette 12 und über diese insbesondere die Borstenwalze 8 in zwei um das Maß a vertikal distanzierten Bereichen zusammen.
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In 5 ist eine solche Überlaststellung gezeigt, wenngleich diese Darstellung nur einer Momentaufnahme entspricht, da durch das freigegebene Vertikalmaß a der Kassette 12 ein Schwenkausweichen ermöglicht ist und weiter entsprechend in dem dargestellten Zustand die auslösende Belastung wieder aufgehoben ist.
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Dieses Distanzmaß a wird aufgeholt (das heißt Rücksetzung des Systems in den ursprünglichen Zustand), sobald die durch die Borstenwalze 8 und über diese durch die Kassette 12 auf die Feder 16 ausgeübte Belastung ein Schwellmaß unterschreitet. Dieses Schwellmaß liegt hierbei unterhalb des Bereiches, der das Verfahren der Feder 16 um das Distanzmaß a auslöst, das heißt weiter unterhalb des vorgegebenen maximalen Moments. Hierbei schnellt die Knackfeder 17 selbsttätig in die nach vertikal unten ausbeulende Stellung und belastet hiernach die Kassette 12 bzw. den Dreharm 13. Da die Federkraft die Gewichtskraft der Kassette 12 nicht aufhebt, wird solange mit einer daraus resultierenden, verminderten Auflagekraft der Walzen 7 und 8 gearbeitet, bis die Lastsituation durch wiederum weiteres Ausschwenken der Kassette 12 aus dem Gerät 1 in Richtung auf den Boden 3 der mit der Knackfeder 17 verbundene Beaufschlagungsdorn 20 die Knackfeder 17 über den Knackpunkt hinweg wieder in die ursprüngliche Lage herunterzieht.
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Eine alternative Ausgestaltung zeigen die 6 und 7. Hier ist die Feder 16 als vertikal ausgerichtete Zylinderfeder 21 ausgebildet, die sich einerends auf der Kassettendecke 19 abstützt und anderends an einem verlagerbaren Stützabschnitt 22 festgelegt ist. An diesem greift rückwärtig, das heißt auf der der Zylinderfeder 21 abgewandten Seite, ein Stellglied 23 an, welches in Vertikalrichtung verlagerbar ist. Weiter ist ein, das Stellglied 23 verlagerbarer Aktuator 24, beispielsweise in Form eines Stellmotors oder Hubmagneten, vorgesehen. Dieser wird angesteuert durch eine nicht dargestellte Elektronik, die zugleich den durch den Elektromotor 9 aufgenommenen Motorstrom misst und in Abhängigkeit vom erfassten Wert den Aktuator 24 aktiviert bzw. deaktiviert.
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Bei üblicher Bodenbearbeitung, das heißt bei einer Anpresskraft der Borstenwalze 8 auf den Boden mit einer maximalen Anpresskraft wirkt die Zylinderfeder 21 in üblicher Weise, so insbesondere bei einer Vertikalverlagerung der Kassette 12 zufolge Stauchung, da der federseitige Stützabschnitt 22 durch den Aktuator bzw. das Stellglied 23 in einer Grundposition gehalten wird. Wird ein, einen Maximalwert erreichender bzw. übersteigender Motorstrom gemessen, so zieht der Aktuator 24 über das Stellglied 23 den federseitigen Stützabschnitt 22 über ein Distanzmaß a nach vertikal oben, dies weiter unter Mitschleppen der endseitig an dem Stützabschnitt 22 gehalterten Zylinderfeder 21, woraufhin die Kassette 12 zur Entlastung der Borstenwalze 8 und des durch die Borstenwalze 8 beaufschlagten Bodens 3 um den in dem Langloch 15 geführten Kulissenstein 14 in Richtung auf das freie, nunmehr beabstandete Ende der Zylinderfeder 21 verschwenken kann.
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Wird hiernach ein Motorstrom erfasst, der unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes liegt, so wird über den Aktuator 24 das System in die Grundstellung gemäß 6 zurück versetzt.
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Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren in ihrer fakultativ nebengeordneten Fassung eigenständige erfinderische Weiterbildung des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bürstengerät
- 2
- Chassis
- 3
- Boden
- 4
- Verfahrräder
- 5
- Gerätehaube
- 6
- Stützrad
- 7
- Walze
- 8
- Borstenwalze
- 9
- Elektromotor
- 10
- Lippenwalze
- 11
- Bodenöffnung
- 12
- Kassette
- 13
- Dreharm
- 14
- Kulissenstein
- 15
- Langloch
- 16
- Feder
- 17
- Knackfeder
- 18
- Halterung
- 19
- Stirnfläche
- 20
- Beaufschlagungsdorn
- 21
- Zylinderfeder
- 22
- Stützabschnitt
- 23
- Stellglied
- 24
- Aktuator
- 25
- Halteelement
- a
- Distanzmaß
- r
- Verfahrrichtung
- x
- Längsachse
- y
- Rotorachse
- z
- Längsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- http://de.wikipedia.org/wiki/knackfrosch [0010]
- http://de.wikipedia.org/wiki/Knackfrosch [0026]
