DE102011000423A1

DE102011000423A1 - Mobile surface treatment device

Info

Publication number: DE102011000423A1
Application number: DE201110000423
Authority: DE
Inventors: Klaus Jürgen Fischer
Original assignee: Leifheit AG
Current assignee: Leifheit AG
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2012-08-02
Also published as: EP2481333A1; EP2481333B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein selbsttätig und willkürlich eine Fläche abfahrendes, mobiles Flächenbehandlungsgerät, insbesondere zur reinigenden Behandlung eines Bodens. Die bekannten Geräte weisen den Nachteil auf, dass die Antriebseinheit von dem Träger des Gerätes getrennt ist, so dass sich Betriebsgeräusche ergeben und die Gefahr besteht, dass die Antriebseinheit verloren geht. Dies vermeidet die Erfindung dadurch, dass das Antriebselement zumindest ein Antriebsrad (2) ist, das an einem Fahrwerkskörper (5) gelagert ist, der über ein Lenkwellenlager (4) und eine Lenkwelle (3) mit dem Träger (1) verbunden und um eine Lenkachse (A) drehbar ist, wobei der Fahrwerkskörper (5) derart ausgebildet oder gelagert ist, dass zur Bildung eines Vorlaufs die Lauffläche des Antriebsrades (2) mit der Fläche außerhalb der Lenkachse (A) liegt und das Lenkwellenlager (4) ein Taumellager ist, in dem die Lenkwelle (3) gehalten ist und um das die Lenkwelle (3) schwenkbar ist.The invention relates to a mobile surface treatment device that moves automatically and arbitrarily over a surface, in particular for the cleaning treatment of a floor. The known devices have the disadvantage that the drive unit is separated from the carrier of the device, so that operating noises arise and there is a risk that the drive unit will be lost. The invention avoids this in that the drive element is at least one drive wheel (2) which is mounted on a chassis (5) which is connected to the carrier (1) via a steering shaft bearing (4) and a steering shaft (3) and is connected to a The steering axis (A) is rotatable, the chassis (5) being designed or mounted in such a way that the running surface of the drive wheel (2) lies with the surface outside the steering axis (A) and the steering shaft bearing (4) is a wobble bearing to form a lead , in which the steering shaft (3) is held and around which the steering shaft (3) can be pivoted.

Description

Die Erfindung betrifft ein selbsttätig und willkürlich eine Fläche abfahrendes mobiles Flächenbehandlungsgerät zur reinigenden, pflegenden oder bearbeitenden Behandlung der Fläche, mit zumindest einem Arbeitselement, das an einem Träger angeordnet ist und die Fläche zu behandeln vermag und mit einem motorisch angetriebenen hinsichtlich der Lenkung instabilen Antriebselement, das den Träger selbsttätig in verschiedene Richtungen über die Fläche zu bewegen vermag.The invention relates to an automatic and arbitrarily surface-descending mobile surface treatment apparatus for cleaning, caring or treating the surface, comprising at least one working element, which is arranged on a support and is capable of handling the surface and is provided with a motor-driven drive element which is unstable with respect to the steering, which is able to move the carrier automatically in different directions over the surface.

Derartige Flächenbehandlungsgeräte sind als mobile Roboter zum Staubwischen aus der europäischen Patentschrift EP 1 347 701 B1 bekannt. Diese bekannten Roboter weisen ein Gerüst oder ein glockenartiges Gehäuse auf, in dem eine Antriebsvorrichtung angeordnet ist, die eine willkürliche Bewegung des Roboters durch den Raum hindurch ermöglicht. Hierzu ist die Antriebsvorrichtung nicht mit dem eigentlichen Gehäuse verbunden und besteht aus einer Kugel die mit exzentrischem Schwerpunkt motorisch angetrieben ist, so dass die Kugel unterschiedliche Bewegungsbahnen abfährt. Dabei nimmt sie das Gehäuse und den mobilen Roboter jeweils mit und versetzt diesen in die Lage, willkürlich verschiedene Richtungen innerhalb des Raumes abzufahren, um so nach einer gewissen Arbeitsperiode die gesamte Fläche des Raums überfahren zu haben.Such surface treatment devices are mobile robots for dust wiping from the European patent specification EP 1 347 701 B1 known. These known robots comprise a framework or a bell-shaped housing in which a drive device is arranged, which allows an arbitrary movement of the robot through the space. For this purpose, the drive device is not connected to the actual housing and consists of a ball which is driven by an eccentric center of gravity, so that the ball travels different trajectories. In doing so, she takes the housing and the mobile robot with her and enables her to move arbitrarily in different directions within the room in order to drive over the entire surface of the room after a certain period of work.

Nachteil der bekannten Flächenbehandlungsgeräte besteht darin, dass der Antrieb und das eigentliche Gerät zweiteilig ausgebildet sind, so dass zum einen der Eindruck entsteht, dass innerhalb des Gerätes bei Richtungsumkehr zunächst ein Stillstand ein treten würde, bis die Kugel innerhalb des Gehäuses an eine gegenüberliegende Fläche anstößt, und zum anderen durch die freie Beweglichkeit der Kugel innerhalb des Gehäuses ein Stoßen auftritt, wenn die Kugel nach Durchlaufen des Gehäuseinnenraums der gegenüberliegenden Seite wieder anschlägt. Darüber hinaus besteht natürlich die Gefahr, dass das separate Antriebselement bei Einsatz des Flächenbehandlungsgerätes nicht wiedergefunden wird oder verloren geht, da es vom Flächenbehandlungsgerät getrennt ist.Disadvantage of the known surface treatment devices is that the drive and the actual device are formed in two parts, so that on the one hand, the impression arises that within the device in direction reversal, first a standstill would occur until the ball abuts within the housing to an opposite surface On the other hand, due to the free mobility of the ball within the housing, a bumping occurs when the ball again strikes after passing through the housing interior of the opposite side. In addition, of course, there is a risk that the separate drive element is not recovered when using the surface treatment device or lost because it is separated from the surface treatment device.

Aufgabe der Erfindung ist es ein willkürlich eine Fläche abfahrendes mobiles Flächenbehandlungsgerät zu schaffen, das einen effektiven, in das Gerät integrierten Antrieb aufweist und kostengünstig herstellbar ist.The object of the invention is to create an arbitrary surface-traveling mobile surface treatment device, which has an effective, integrated into the device drive and is inexpensive to produce.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass das Antriebselement zumindest ein Antriebsrad ist, das an einem Fahrwerkskörper gelagert ist, der über ein Lenkwellenlager und eine Lenkwelle mit dem Träger verbunden und um eine Lenkachse (A) drehbar ist, wobei der Fahrwerkskörper derart ausgebildet oder gelagert ist, dass zur Bildung eines Vorlaufs die Lauffläche des Antriebsrades mit der Fläche außerhalb der Lenkachse (A) liegt und das Lenkwellenlager ein Taumellager ist, in dem die Lenkwelle gehalten ist und um das die Lenkwelle schwenkbar ist.This object is achieved according to the invention in that the drive element is at least one drive wheel which is mounted on a chassis body, which is connected via a steering shaft bearing and a steering shaft to the carrier and about a steering axis (A) is rotatable, wherein the chassis body is formed or is stored, that for forming a lead the running surface of the drive wheel with the surface outside the steering axis (A) and the steering shaft bearing is a swash bearing, in which the steering shaft is held and about which the steering shaft is pivotable.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Flächenbehandlungsgerätes ist es nun möglich, den Motor und den Fahrwerkskörper über das Taumellager mit dem Träger zu verbinden. Der Träger wird üblicherweise ein Gehäuse sein, das sich, wie bei den bekannten Flächenbehandlungsgeräten, kuppelartig über die Antriebseinheit erstreckt, wobei der Träger ebenso gut ein Gerüst oder auch nur ein ringförmiger oder eckiger Rahmen sein kann. Ferner kann dieser Träger mehrteilig ausgebildet sein, beispielsweise ein stabiler ringförmiger Rahmen mit aufgesetzter Kunststoffkuppel zum Abdecken der Funktionsteile.Due to the inventive design of the surface treatment device, it is now possible to connect the engine and the chassis body via the swash bearing with the carrier. The carrier will usually be a housing which, as in the known surface treatment devices, extends like a dome over the drive unit, wherein the carrier may as well be a framework or even an annular or angular frame. Furthermore, this carrier can be designed in several parts, for example, a stable annular frame with attached plastic dome for covering the functional parts.

Die erfindungsgemäßen Flächenbehandlungsgeräte werden z. B. als Staubwischgeräte eingesetzt, wobei das Arbeitselement in diesem Fall eine beispielsweise kreisförmig um den Fahrwerkskörper herum angeordnete und an dem Träger befestigte Staubbürste oder ein Staubwischbelag sein kann. Letzterer kann auch antistatisch ausgebildet sein, um effektiv mit geringem Energieverbrauch Staub aufnehmen zu können.The surface treatment devices according to the invention are z. B. used as dust wiping devices, wherein the working element in this case, for example, a circular around the chassis body arranged around and attached to the carrier dust brush or a dusting can be. The latter can also be designed to be antistatic in order to effectively absorb dust with low energy consumption.

Alternativ kann das Flächenbehandlungsgerät auch jede andere Form von Behandlung eines Untergrundes realisieren, bis hin zu einem Rasenmäher. Wichtig ist die Tatsache, dass das Flächenbehandlungsgerät zwischen in der Regel vertikalen, zumindest aber schrägstehenden Randbegrenzungen hin- und herfahren kann. Diese Randbegrenzungen sind notwendig, um die erforderliche Richtungsumkehr durch Anstoßen an eine Randbegrenzung zu realisieren. Auch eine feuchte Bodenwischfunktion ist möglich. Hierzu kann das Arbeitselement als Mob oder Aufnehmer ausgebildet sein, der entweder feucht an dem Träger befestigt wird oder über eine Befeuchtungsfunktion des Trägers, beispielsweise über durchsickerndes Wasser, das von einem trägerseitigen Wassertank über kleine Öffnungen in das Arbeitselement hineinsickern kann, befeuchtet wird.Alternatively, the surface treatment device can also realize any other form of treatment of a substrate, up to a lawnmower. Important is the fact that the surface treatment device between usually vertical, but at least inclined edge boundaries can go back and forth. These marginal boundaries are necessary to realize the required direction reversal by abutting a deckle. Also a damp floor wiping function is possible. For this purpose, the working element may be designed as a mob or pickup, which is either attached moist to the carrier or moistened by a humidifying function of the carrier, for example, via leaking water that can leak into the working element from a carrier-side water tank via small openings.

Wesentliches Merkmal des neuen Flächenbehandlungsgerätes ist die Tatsache, dass der Antrieb an dem Fahrwerkskörper angeordnet ist und dass dieser Fahrwerkskörper über das Taumellager mit dem Träger verbunden ist. Unter Taumellager im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Lager zu verstehen, das eine Achse, optional unter Belastung eines Lagerspiels, in einer Fläche zu halten vermag, die zu der zu behandelnden Fläche parallel angeordnet ist oder in einem Winkel angestellt ist, der deutlich kleiner als 90 Grad ist. Eine mögliche Ausgestaltung eines solchen Taumellagers ist beispielsweise ein Lagerauge, das im einfachsten Fall aus einem einfachen, kreisrunden Durchbruch bestehen kann. Alternativ kann auch ein klassisches Lagerauge Verwendung finden, bei dem das zu lagernde Bauelement in einem drehbar gehaltenen, an seiner Außenseite balligen Lagersegment gehalten ist. Aufgrund der höheren Kosten eines solchen klassischen Lagerauges wird diese Variante eher für aufwändige Flächenbehandlungsgeräte vorzusehen sein. Für die üblichen Funktionen wird es dagegen ausreichend sein, wenn unter Einhaltung der erforderlichen Verschleißfestigkeit ein bloßer Durchbruch im Sinne einer Durchgangsöffnung verwendet wird.An essential feature of the new surface treatment device is the fact that the drive is arranged on the chassis body and that this chassis is connected via the swash bearing to the carrier. For the purposes of the present invention, a wobble bearing is to be understood as meaning a bearing which is capable of holding an axle, optionally under load of a bearing clearance, in a surface which is arranged parallel to the surface to be treated or at an angle which is significantly smaller than 90 degrees. A possible Design of such a swash bearing, for example, a bearing eye, which may consist of a simple, circular breakthrough in the simplest case. Alternatively, a classic bearing eye can be used, in which the component to be stored is held in a rotatably held, crowned on its outer side bearing segment. Due to the higher cost of such a classic Lagerauges this variant will be more likely to provide for complex surface treatment equipment. On the other hand, it will be sufficient for the usual functions if, in compliance with the required wear resistance, a mere breakthrough in the sense of a passage opening is used.

Gleichzeitig ist erfindungsgemäß der Antrieb so ausgebildet, dass ein Vor- oder Nachlauf des Antriebsrades vorgesehen ist. Diese bereits von Kraftfahrzeugen bekannte Technik, die dort zum Geradestellen der Lenkung und zur Stabilisierung des Geradeauslaufes Verwendung findet, wird hier in ihrer Funktion umgekehrt. Hat ein Nachlauf die Geradeausfahrt stabilisiert, wird ein Vorlauf, also die Tatsache, dass das Antriebsrad mit seiner Auflagefläche auf dem Boden vor der Drehachse des Antriebsrades mit dem Boden in Kontakt tritt, dazu genutzt, eine willkürliche Stabilität zu erzeugen, so dass das Flächenbehandlungsgerät während des Vorlaufes gerade nicht stabil in eine definierte Geradeausrichtung fahren wird. Hierbei wird aufgrund der Instabilität in Verbindung mit dem Taumellager der Effekt eintreten, dass bei Blockierung der Fahrbewegung sich der Fahrwerkskörper im Rahmen seiner durch das Taumellager vorgegebenen Freiheitsgrade bewegt und in Folge des Vorlaufes irgendwann eine freie Fahrrichtung auffindet, in die er das Flächenbehandlungsgerät legen kann. Bevorzugt sind dabei das Flächenbehandlungsgerät und der Träger so ausgebildet, dass es keine Vorder- und keine Rückseite gibt, sondern dass das Gerät im Wesentlichen in alle Richtungen gleiche Fahreigenschaften aufweist.At the same time, the drive according to the invention is designed so that a forward or tail of the drive wheel is provided. This already known from motor vehicles technology, which is used there for straightening the steering and for stabilizing the straight line use is here reversed in their function. If a tail has stabilized the straight ahead, a forward run, so the fact that the drive wheel with its support surface on the ground in front of the axis of rotation of the drive wheel comes into contact with the ground, used to generate an arbitrary stability, so that the surface treatment device during of the flow is just not stable in a defined straight-ahead drive. This will occur due to the instability in conjunction with the swash bearing the effect that when blocking the driving movement of the chassis body moves within its predetermined by the swash bearing degrees of freedom and eventually finds a free direction of travel due to the flow in which he can place the surface treatment device. Preferably, the surface treatment device and the carrier are designed so that there is no front and no back, but that the device has substantially the same driving characteristics in all directions.

Während der normalen Fahrbewegung wird sich das Antriebsrad innerhalb des Lagers so einstellen, dass dann ein Nachlauf eintritt. Dies geschieht dadurch, dass das Antriebsrad um 360 Grad im Taumellager drehbar ist, so dass sich in Folge der freien Bewegung das Antriebsrad nach hinten stellen wird, sowie dies etwa von Einkaufswagen eines Supermarktes bekannt ist. Trifft das Flächenbehandlungsgerät dann auf der gegenüberliegenden Seite eines Raumes beispielsweise wiederum auf eine Wand, ist das Taumellager zwischen der Kontaktfläche des Antriebsrades auf dem Boden und der Wand angeordnet. Aus Sicht des Taumellagers weist das Antriebsrad also in diesem Fall dann keinen Nachlauf, sondern, sofern eine Rückwärtsbewegung inszeniert werden soll, einen Vorlauf auf. Das Taumellager wird dafür Sorge tragen, dass der Fahrwerkskörper in Folge der Antriebskraft innerhalb seiner Freiheitsgrade bewegt wird, bis irgendwann eine Bewegung eintritt, die eine Kraftkomponente auf das Taumellager erzeugen kann, die dafür Sorge trägt, dass der Träger wieder verfahren werden kann.During the normal driving movement, the drive wheel within the bearing will adjust so that then a caster occurs. This happens because the drive wheel is rotatable by 360 degrees in the swash bearing, so that the drive wheel will put backwards as a result of the free movement, and this is known about shopping carts of a supermarket. If, for example, the surface treatment device then strikes a wall on the opposite side of a room, the wobble bearing is arranged between the contact surface of the drive wheel on the floor and the wall. From the point of view of the swash bearing, the drive wheel in this case then no caster, but, if a backward motion is to be staged, a flow on. The swash-bearing will ensure that the chassis is moved within its degrees of freedom as a result of the drive force until at some point a movement occurs that can create a component of force on the swash bearing that ensures that the carrier can be moved again.

Sobald ein gewisser minimaler Verfahrweg erreichbar ist, wird sich der Vorlauf positiv auswirken, so dass sich das Flächenbehandlungsgerät in eine willkürliche, in der Regel gedrehte Raumrichtung bewegt. Vorlauf und Taumellager haben weiterhin den Vorteil, dass es sehr unwahrscheinlich ist, dass das Flächenbehandlungsgerät genau in die entgegensetzte Rückwärtsrichtung bewegt wird, sondern dass es mit hoher Wahrscheinlichkeit eine andere Strecke abfahren wird. Auf diese Weise wird die willkürliche Bewegung des Flächenbehandlungsgerätes über die Reinigungsperiode hin realisiert, so dass mit der notwendigen Wahrscheinlichkeit nach einer akzeptablen Zeitdauer jede Fläche des Raumes abgefahren werden konnte. Insbesondere ist über die mobilen Flächenbehandlungsgeräte auch gewährleistet, dass Hindernisse im Raum, wie beispielsweise Dekorationsartikel oder Teppiche, nicht dazu führen, dass das Flächenbehandlungsgerät blockiert wird.Once a certain minimum travel distance is achievable, the advance will have a positive effect, so that the surface treatment device moves in an arbitrary, generally rotated spatial direction. Advance and swash bearing have the further advantage that it is very unlikely that the surface treatment device is moved exactly in the opposite reverse direction, but that it is likely to drive another route. In this way, the arbitrary movement of the surface treatment device over the cleaning period is realized, so that with the necessary probability after an acceptable period of time each area of the room could be traversed. In particular, the mobile surface treatment devices also ensure that obstacles in the room, such as decorative items or carpets, do not cause the surface treatment device is blocked.

Erfindungsgemäß ist der Fahrwerkskörper innerhalb des Trägers angeordnet und weist die Antriebskomponenten des Flächenbehandlungsgerätes auf. Der Fahrwerkskörper wird bevorzugt ein oder mehr Antriebsräder aufweisen, die sich auf eine oder mehrere Achsen verteilen können. Bei den üblichen Anwendungen wird es ausreichend sein, eine Radachse mit einem Antriebsrad vorzusehen, wobei am Fahrwerkskörper gleichzeitig auch der Antriebsmotor gelagert ist. Dieser Motor wird über eine Energieversorgung in Form eines Akkumulators oder über Batterien gespeist, die ebenfalls am Fahrwerkskörper angeordnet ist.According to the invention, the chassis body is arranged inside the carrier and has the drive components of the surface treatment device. The chassis body will preferably have one or more drive wheels that can be distributed on one or more axles. In the usual applications, it will be sufficient to provide a wheel axle with a drive wheel, wherein at the same time the drive motor is mounted on the chassis body. This motor is powered by a power supply in the form of a battery or batteries, which is also located on the chassis body.

Aufwändigere Ausgestaltungen des Antriebskörpers sind nach der Art eines Drehgestelles ausgebildet, wobei zwei gegenüberliegende Achsen vorgesehen sind, von denen beispielsweise die vordere lenkbar ist und den Vor- bzw. Nachlauf aufweist. Hier können mehrere Achsen oder auch nur eine Achse angetrieben sein. Alternativ ist es möglich, nur eines der Räder anzutreiben.More complex embodiments of the drive body are designed in the manner of a bogie, wherein two opposite axes are provided, of which, for example, the front is steerable and has the lead or lag. Here several axes or only one axis can be driven. Alternatively, it is possible to drive only one of the wheels.

Die Fahrwerksgeometrie kann so ausgebildet sein, dass das Flächenbehandlungsgerät dazu neigt, von der Geradeausrichtung abzuweichen und üblicherweise Kurvenlinien abzufahren.The chassis geometry can be designed so that the surface treatment device tends to deviate from the straight-ahead direction and usually to exit curved lines.

Neben dem Vor- bzw. Nachlauf ist ein wesentlicher Aspekt der Erfindung die Tatsache, dass der Fahrwerkskörper über das Lenkwellenlager mit dem Träger verbunden ist. Grundsätzlich kann das Lenkwellenlager sowohl am Fahrwerkskörper als auch am Träger angeordnet sein, wobei das jeweils andere Bauteil dann die Lenkwelle aufweist, die in das Lenkwellenlager hineinragt. So ist es beispielsweise möglich, dass an dem Träger eine Durchgangsöffnung angeordnet ist, in die der Fahrwerkskörper mit der in Richtung der Durchgangsöffnung hervorspringenden Lenkwelle eingesteckt ist. Um eine unbeabsichtigte Trennung der beiden Komponenten voneinander zu verhindern, kann die Lenkwelle an das gegenüberliegende Ende mit einer Sicherung in Form einer Sicherungsscheibe, einer aufgeschraubten Mutter oder einer Verdickung versehen sein, die das Abziehen der Lenkwelle aus dem Lenkwellenlager verhindert.In addition to the lead and lag is an essential aspect of the invention, the fact that the chassis body is connected via the steering shaft bearing with the carrier. Basically, the steering shaft bearing can be arranged both on the chassis body and on the carrier, wherein the respective other component then has the steering shaft, the in the steering shaft bearing protrudes. Thus, for example, it is possible that a passage opening is arranged on the carrier, in which the chassis body is inserted with the projecting in the direction of the passage opening steering shaft. In order to prevent inadvertent separation of the two components from one another, the steering shaft may be provided at the opposite end with a fuse in the form of a lock washer, a nut screwed or a thickening, which prevents the removal of the steering shaft from the steering shaft bearing.

Bei einer alternativen Ausgestaltung ist das Lenkwellenlager an dem Fahrwerkskörper angeordnet, wobei dann die Lenkwelle von dem Träger in Richtung des Lenkwellenlagers hervorspringt. Auch hier kann eine entsprechende Sicherung gegen unbeabsichtigtes Abziehen vorgesehen sein.In an alternative embodiment, the steering shaft bearing is arranged on the chassis body, in which case the steering shaft protrudes from the carrier in the direction of the steering shaft bearing. Again, a corresponding safeguard against unintentional removal may be provided.

In beiden Fällen ist das Lenkwellenlager so ausgebildet, dass die Lenkachse im Lager verschwenkbar ist. Zusätzlich kann in Verfahrrichtung ein gewisses Lagerspiel eingehalten werden, wobei dies lediglich zur freien Verschwenkbarkeit und zur Erzeugung der notwendigen Freiheitsgrade der Bewegung des Fahrwerkskörpers notwendig ist.In both cases, the steering shaft bearing is designed so that the steering axle is pivotable in the bearing. In addition, a certain bearing clearance can be maintained in the direction of travel, which is only necessary for free pivoting and for generating the necessary degrees of freedom of movement of the chassis body.

Der innerhalb des Trägers angeordnete Motor kann über eine Bedieneinheit bedient werden. Sie können in verschiedenen Geschwindigkeiten oder auch sonstige Funktionen, beispielsweise optionale Zusatzfunktionen, die später noch beschrieben werden, bedient werden. Gleichzeitig kann die Bedieneinheit eine Zeitschaltuhr aufweisen, die entweder nach manueller Eingabe oder nach einem vorbestimmten Zeitintervall das Flächenbehandlungsgerät abschaltet, da nach diesem Intervall z. B. damit zu rechnen ist, die notwendigen Arbeiten erledigt sind. So ermöglicht es z. B. das Gerät, auch über Nacht eingesetzt zu werden, ohne dass es die ganze Nacht die Fläche verfährt. Die Bedieneinheit kann unmittelbar am Fahrwerksträger angeordnet sein, was erfordert, dass entweder der Fahrwerksträger abnehmbar ist und so die Bedieneinheit zugänglich wird oder dass die Bedieneinheit durch die Form des Trägers entweder bei hochgehobenen Gerät von unten oder durch den Träger hindurch erreichbar ist. Alternativ kann eine solche Bedieneinheit auch über eine drahtlose Datenverbindung oder eine Fernbedienung bedient werden.The motor arranged inside the carrier can be operated via an operating unit. They can be operated in different speeds or also other functions, for example optional additional functions, which will be described later. At the same time, the operating unit may have a timer, which switches off either after manual input or after a predetermined time interval, the surface treatment device, since after this interval z. B. is expected, the necessary work is done. So it allows z. B. the device to be used overnight, without it moves the whole night the area. The operating unit can be arranged directly on the chassis carrier, which requires that either the chassis carrier is removable and so the operating unit is accessible or that the operating unit can be reached by the shape of the carrier either with the device lifted from below or through the carrier. Alternatively, such a control unit can also be operated via a wireless data connection or a remote control.

Bei einer alternativen Ausgestaltung ist die Bedieneinheit am Träger angeordnet, so dass sie von außen zugänglich ist. Hier erfolgt die Kommunikation entweder ebenfalls über eine drahtlose Fernbedienung oder über Schleifkontakte bzw. vergleichbare Übertragungswege. Alternativ kann die Bedieneinheit auch an der Lenkwelle angeordnet sein, sofern sich diese durch den Träger hindurch nach außen erstreckt. In diesem Fall können Schleifkontakte entfallen, da auch hier die Bedieneinheit unmittelbar mit dem Fahrwerkskörper verbunden ist, sofern die Lenkwelle ebenfalls mit dem Fahrwerkskörper verbunden ist und das Gelenkwellenlager trägerseitig angeordnet ist.In an alternative embodiment, the operating unit is arranged on the carrier, so that it is accessible from the outside. Here, the communication either also takes place via a wireless remote control or via sliding contacts or comparable transmission paths. Alternatively, the operating unit can also be arranged on the steering shaft, as long as it extends through the carrier to the outside. In this case, sliding contacts can be omitted, since here, too, the control unit is directly connected to the chassis body, if the steering shaft is also connected to the chassis body and the propeller shaft bearing is arranged on the carrier side.

Die drahtlose Verbindung zur Bedieneinheit kann besonders einfach dann realisiert werden, wenn die Bedieneinheit über eine Verbindungsmöglichkeit zu einem Kleincomputer verfügt. Es kann z. B. eine Bluetooth-Verbindung sein. In diesem Fall kann über einen Kleincomputer, beispielsweise über ein so genanntes „App” eines Smartphones, die Bedienung besonders komfortabel und einfach realisiert werden. Bei Telefonierfähigkeit des bedienenden Kleincomputer, beispielsweise im Falle des genannten Smartphones, kann darüber hinaus auch eine Fernbedienung von außerhalb erfolgen, dadurch dass das Gerät über das Telefonnetz kontaktiert werden kann.The wireless connection to the operating unit can be realized particularly easily if the operating unit has a connection possibility to a small computer. It can, for. B. be a Bluetooth connection. In this case, using a small computer, for example via a so-called "app" of a smartphone, the operation is particularly comfortable and easy to be realized. In Telefonierfähigkeit the serving small computer, for example in the case of said smartphone, in addition, a remote control can be done from outside, so that the device can be contacted via the telephone network.

Ähnlich wie die Bedieneinheit kann auch die Energieversorgung eines Akkumulators erfolgen. So kann beispielsweise die Bedieneinheit eine USB-Schnittstelle aufweisen, die über entsprechende Stromleitungen, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Schleifringen, mit dem Akkumulator in Verbindung steht. Über diese USB-Schnittstelle kann dann das Gerät geladen werden.Similar to the control unit can also be the power supply of a battery. Thus, for example, the operating unit may have a USB interface which is connected to the accumulator via corresponding power lines, optionally with the interposition of slip rings. The device can then be charged via this USB interface.

Alternativ kann eine Nachladefunktion des Akkumulators auch dadurch erfolgen, dass an diesen unmittelbar ein Ladekabel angeschlossen werden kann oder das dieser entsprechende Stecker aufweist, die unmittelbar in eine Steckdose eingesteckt werden können. Dies kann bei montiertem Fahrwerkskörper oder auch bei herausgenommenem Fahrwerkskörper erfolgen, wobei bevorzugt der Akkumulator vom Fahrwerkskörper abnehmbar ausgebildet ist, so dass er separat vom Gerät geladen werden kann. Dies ermöglicht nicht nur die Austauschbarkeit der Akkumulatoren zum Zwecke der Wartung, sondern auch das Vorhalten eines Zweitakkumulators für den Fall, dass der erste verbraucht ist.Alternatively, a recharging function of the accumulator can also take place in that a charging cable can be connected directly to it or has this corresponding plug, which can be plugged directly into a socket. This can be done with mounted chassis body or even with the chassis body removed, wherein preferably the accumulator is removable from the chassis body, so that it can be charged separately from the device. This not only allows the interchangeability of the accumulators for the purpose of maintenance, but also the provision of a secondary accumulator in the event that the first is consumed.

Das Arbeitselement kann seinerseits beweglich zum Träger angeordnet sein. Darüber hinaus können auch mehrere Arbeitsgeräte, gleicher oder unterschiedlicher Art, am Träger angeordnet sein. Bei optionalen Ausgestaltungen kann das Arbeitsgerät motorisch angetrieben sein, so dass es sich zusätzlich zur Bewegung des Trägers ebenfalls bewegt, um das Reinigungsergebnis oder Bearbeitungsergebnis zu verbessern.The working element can in turn be arranged movably to the carrier. In addition, several tools, the same or different types, may be arranged on the carrier. In optional embodiments, the implement may be motor driven so that it also moves in addition to the movement of the carrier to improve the cleaning result or processing result.

Schließlich ist bevorzugt das Arbeitselement mit einer lösbaren Verbindung mit dem Träger verbunden, so dass es ausgetauscht werden kann oder dass z. B. eine Wendemöglichkeit vorgesehen werden kann. Im letztgenannten Fall ist das Arbeitselement am Halterahmen aufgebracht, der lösbar mit dem Träger verbunden ist, wobei der Halterahmen auf beiden Seiten ein Arbeitselement aufweist und in beiden Orientierungen mit dem Träger verbindbar ist.Finally, the working element is preferably connected to the carrier with a releasable connection, so that it can be exchanged or that z. B. a turning possibility can be provided. In the latter case that is Working element applied to the support frame, which is detachably connected to the carrier, wherein the holding frame has a working element on both sides and in both orientations with the carrier is connectable.

Sofern nur ein Antriebselement vorgesehen ist, wird sich das Flächenbehandlungsgerät über das Arbeitselement auf dem Boden abstützen. Das Antriebsrad ist dann so am Fahrwerkskörper gelagert bzw. der Fahrwerkskörper seinerseits am Träger gelagert, dass das Antriebsrad mit der Auflagefläche auf dem Boden aufliegt und die Antriebskraft übertragen kann. Sofern das Arbeitselement größere Kräfte aufnehmen muss, beispielsweise dann, wenn das Flächenbehandlungsgerät als Rasenmäher oder als Feuchtwischgerät ausgebildet ist, kann auch ein aufwändigerer Fahrwerkskörper verwendet werden, der eine stabile Lagerung des Flächenbehandlungsgerätes der zu bearbeitenden Fläche gewährleistet. Dies ist insbesondere dann empfehlenswert, wenn das Arbeitselement an dem Träger beweglich und motorisch angetrieben angeordnet ist, so dass über die Dynamik des Arbeitselementes und die damit einhergehenden Widerlagerkräfte zusätzliche Anforderungen an die Spurtreue des Fahrwerks entstehen können.If only one drive element is provided, the surface treatment device will be supported on the ground via the working element. The drive wheel is then mounted on the chassis body or the chassis body in turn mounted on the carrier that the drive wheel rests with the support surface on the ground and can transmit the driving force. If the working element has to absorb larger forces, for example, if the surface treatment device is designed as a lawn mower or as a wet mop, a more complex chassis body can be used, which ensures stable storage of the surface treatment device of the surface to be processed. This is particularly advisable when the working element is arranged to be movable and motor driven on the carrier, so that additional demands on the directional stability of the chassis can arise over the dynamics of the working element and the associated abutment forces.

Ein weiteres optionales Merkmal der vorliegenden Erfindung kann darin bestehen, dass der Motor in seiner Richtung umschaltbar ausgebildet ist. Eine solche Richtungsumkehr kann z. B. dann geschaltet werden, wenn ein entsprechender Sensor auslöst. Dieser Sensor kann beispielsweise ein umlaufender Drucksensor sein, der erkennt, wenn das Flächenbehandlungsgerät gegen eine vertikale Fläche fährt. Solche Sensoren sind etwa aus den flexiblen Transportsystemen der industriellen Logistik bekannt und werden über ein umlaufendes Band realisiert, das von einem Hindernis eingedrückt wird, wobei dieses Eindrücken über eine Sensorik erkannt wird. Auch Stoßsensoren, beispielsweise piezoelektrische Sensoren, können eingesetzt werden, um einen solchen Stoß zu ermitteln. Ferner ist es möglich, dass der Motor automatisch erkennt, wenn er gegen ein Hindernis anarbeitet. In diesem Fall blockiert das Antriebsrad, so dass auch die Antriebswelle des Motors blockiert wird, was zu einem automatischen Umschalten des Motors in eine andere Richtung führen kann. Diese automatische Umschaltung kann auch genutzt werden, um beispielsweise ein Scheinhindernis zu erkennen. Ist das Flächenbehandlungsgerät von einem solchen Scheinhindernis, beispielsweise einer etwas höher stehenden Bodenfliese, aufgehalten, kann der Motor für eine kurze Periode zurückfahren und anschließend nochmals versuchen, die ursprüngliche Richtung anzufahren. Um eine solche mehrfache Richtungsänderung realisieren zu können, ist ein derart ausgestaltetes Flächenbehandlungsgerät bevorzugt mit einer Eigenlogik versehen, in der eine entsprechende Steuerungsschaltung hinterlegt ist.Another optional feature of the present invention may be that the motor is reversible in direction. Such a direction reversal can z. B. then be switched when a corresponding sensor triggers. This sensor may, for example, be a circulating pressure sensor which detects when the surface treatment device is moving against a vertical surface. Such sensors are known, for example, from the flexible transport systems of industrial logistics and are realized by means of a circulating belt which is pressed in by an obstacle, wherein these impressions are detected by a sensor system. Shock sensors, for example piezoelectric sensors, can also be used to detect such a shock. Furthermore, it is possible that the motor automatically detects when working against an obstacle. In this case, the drive wheel blocks, so that the drive shaft of the engine is blocked, which can lead to an automatic switching of the engine in another direction. This automatic switching can also be used to detect, for example, a bogus obstacle. If the surface treatment device of such a bogus obstacle, such as a slightly higher floor tile held up, the motor can go back for a short period and then try again to go to the original direction. In order to be able to realize such a multiple change in direction, such a surface treatment device designed in this way is preferably provided with inherent logic in which a corresponding control circuit is stored.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der 1.Further features of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description of a preferred embodiment with reference to 1 ,

Das in 1 dargestellte Flächenbehandlungsgerät weist einen Träger 1 auf, der im inneren einen Hohlraum aufweist. In diesem Hohlraum ist ein motorischer Antrieb angeordnet, der seine Antriebskraft über ein Antriebsrad 2, das durch einen Durchbruch im Boden des Flächenbehandlungsgerätes zur behandelnden Fläche geführt ist, auf die zu behandelnde Fläche überträgt. Im vorderen und hinteren Bereich ist das Bearbeitungselement, hier in Form eines bürstenartigen Mobs, dargestellt.This in 1 illustrated surface treatment device has a carrier 1 on, which has a cavity in the interior. In this cavity, a motor drive is arranged, which is its driving force via a drive wheel 2 , which is guided by a breakthrough in the bottom of the surface treatment device to the treatment area, transmits to the surface to be treated. In the front and rear area of the processing element, here in the form of a brush-like mob, shown.

Der Motor ist an einem Fahrwerkskörper 5 angeordnet und über eine Bedieneinheit 6 bedienbar. Diese Bedieneinheit 6 wiederum kann über einen Durchlass (nicht gezeigt) von außen betätigt werden. Alternativ könnte eine solche Bedienung auch über eine Datenfernübertragung, etwa über einer Fernbedienung oder über einen Computer, erfolgen.The engine is on a chassis body 5 arranged and via a control unit 6 operable. This operating unit 6 in turn, can be actuated via a passage (not shown) from the outside. Alternatively, such an operation could also take place via a remote data transmission, for example via a remote control or via a computer.

Der Fahrwerkskörper 5 ist über eine Lenkwelle 3 mit dem Träger 1 des Flächenbehandlungsgerätes verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Lenkwelle 3 fest mit dem Träger 1 verbunden, der Fahrwerkskörper 5 ist in einem Lenkwellenlager 4 an der Lenkwelle 3 um eine Lenkachse A beweglich gelagert.The chassis body 5 is over a steering shaft 3 with the carrier 1 connected to the surface treatment device. In the illustrated embodiment, the steering shaft 3 firmly with the carrier 1 connected, the chassis body 5 is in a steering shaft bearing 4 at the steering shaft 3 movably mounted about a steering axis A.

Damit das Flächenbehandlungsgerät selbsttätig und willkürlich eine Fläche abfahren kann, also willkürlich seine Bewegungsrichtung verändert, ist das Lenkwellenlager 4 als Taumellager ausgebildet. Im vorliegenden Beispiel bedeutet dies, dass dieses Taumellager von einem hohlzylindrischen Durchlass gebildet ist, durch den die Lenkwelle 3 geführt ist. Dies führt dazu, dass der Fahrwerkskörper 5 in der Lagerung beweglich ist und nicht definiert gelagert ist. Da gleichzeitig das Antriebsrad 2 einen Vorlauf bzw. einen Nachlauf aufweist, also mit seiner Auflagefläche auf der zu behandelnden Fläche außerhalb der Lenkachse A angeordnet ist, entsteht ein instabiler Zustand, der zu einer willkürlichen Richtungsänderung führt, insbesondere aber das Flächenbehandlungsgerät in die Lage versetzt, bei Anstoßen an ein Hindernis durch eine entsprechende Eigenbewegung des Fahrwerkträgers 5 in eine neue Richtung zu verfahren.So that the surface treatment device can automatically and arbitrarily drive off a surface, so arbitrarily changed its direction of movement, is the steering shaft bearing 4 designed as a swash bearing. In the present example, this means that this swash bearing is formed by a hollow cylindrical passage through which the steering shaft 3 is guided. This causes the landing gear body 5 is movable in storage and not stored in a defined manner. Because at the same time the drive wheel 2 has a forward or a caster, so is arranged with its bearing surface on the surface to be treated outside the steering axis A, creates an unstable state, which leads to an arbitrary change in direction, but in particular the surface treatment device in the situation when abutting an obstacle by a corresponding proper movement of the chassis carrier 5 to move in a new direction.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Antriebsrad 2 als klassisches Rad ausgebildet. Hier kommen auch alle anderen Formen von Antriebselementen in Betracht, insbesondere kann das Antriebsrad 2 auch eine Kugel oder eine Walze sein.In the illustrated embodiment, the drive wheel 2 designed as a classic bike. Here are also all other forms of drive elements into consideration, in particular, the drive wheel 2 also be a ball or a roller.

Alternativ zum hier im Inneren des Flächenbehandlungsgerätes dargestellten Bedienelement 6 kann das Bedienelement 6 auch an der Außenseite des Trägers 1 angeordnet sein. In diesem Fall kann dann entweder über Schleifkontakte der Bedienbefehl auf den Antriebsmotor übertragen werden, oder es findet eine drahtlose Datenübertragung statt, wobei im Falle einer drahtlosen Datenübertragung auch vollständig auf das Bedienelement 6 verzichtet werden kann, das dann von der Fernbedienung oder einem Kleincomputer ersetzt wird. As an alternative to the operating element shown here inside the surface treatment device 6 can the control element 6 also on the outside of the carrier 1 be arranged. In this case, the operating command can then be transmitted to the drive motor either via sliding contacts, or a wireless data transmission takes place, wherein in the case of a wireless data transmission also completely on the operating element 6 can be omitted, which is then replaced by the remote control or a small computer.

Ferner kann die Lenkwelle 3 auch an dem Fahrwerkskörper 5 angeordnet sein, so dass das Lenkwellenlager 4 dann seinerseits am Träger 1 angeordnet ist.Furthermore, the steering shaft 3 also on the chassis 5 be arranged so that the steering shaft bearing 4 then in turn on the carrier 1 is arranged.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Trägercarrier
22: Antriebsraddrive wheel
33: Lenkwellesteering shaft
44: LenkwellenlagerSteering shaft bearings
55: Fahrwerkskörperchassis body
66: Bedienelementoperating element
AA: Lenkachsesteering axle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1347701 B1 [0002]

Claims

Automatically and arbitrarily an area-descending mobile surface treatment device for the cleaning, care or treatment of the surface, with at least one working element attached to a support ( 1 ) and is able to treat the surface and with a motor-driven, with respect to the steering unstable drive element, the carrier ( 1 ) is able to move automatically in different directions over the surface, characterized in that the drive element at least one drive wheel ( 2 ), which is on a chassis body ( 5 ), which via a steering shaft bearing ( 4 ) and a steering shaft ( 3 ) with the carrier ( 1 ) and about a steering axis (A) is rotatable, wherein the chassis body ( 5 ) is designed or mounted in such a way that, in order to form a lead, the running surface of the drive wheel ( 2 ) lies with the surface outside the steering axis (A) and the steering shaft bearing ( 4 ) is a swash bearing, in which the steering shaft ( 3 ) and around which the steering shaft ( 3 ) is pivotable.

Mobile surface treatment apparatus according to claim 1, characterized in that the drive wheel ( 2 ) via a wheel axle on the chassis body ( 5 ) is mounted, wherein on the chassis body ( 5 ) a drive motor and the steering shaft mounted in the steering shaft bearing ( 3 ) is arranged.

Mobile surface treatment apparatus according to claim 2, characterized in that on the support ( 1 ) is formed as a dome-like housing or frame, wherein the chassis body ( 2 ) is disposed within the enclosed by the dome-like housing or frame space and the steering shaft bearing in the upper region of the dome-like housing or scaffold.

Mobile surface treatment device according to claim 2 or 3, characterized in that on the wheel axle two wheels are arranged, of which at least one drive wheel ( 2 ) is formed, preferably by motor driving the wheel axle both wheels as a drive wheel ( 2 ) are formed.

Mobile surface treatment device according to one of the two preceding claims, characterized in that the chassis body ( 5 ) has a second wheel axle with at least one non-driven wheel.

Mobile surface treatment apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that it controls its functions on the chassis body ( 5 ) arranged operating unit ( 6 ), wherein the carrier ( 1 ) has a passage opening which is designed and arranged such that an operator controls the operating unit ( 6 ) can be operated from the outside.

Mobile surface treatment apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it for controlling its functions one on the support ( 1 ), operable from the outside operating unit ( 6 ), wherein the operating unit ( 6 ) is connected via a wired or wireless connection to the drive motor and fixed or detachable with the carrier ( 1 ) connected is.

Mobile surface treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that the drive motor is an electric motor and on the chassis body ( 5 ) or on the carrier ( 1 ) An accumulator is arranged, which is connected to the drive motor via cables and / or sliding contacts.

Mobile surface treatment apparatus according to the preceding claim, characterized in that the accumulator alone or together with a component of the surface treatment device on which it is arranged, for charging or replacement is removable.

Mobile surface treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that the steering shaft bearing ( 4 ) is designed as a bearing eye through which the steering shaft ( 3 ) is passed while leaving a bearing clearance.

Mobile surface treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that the steering shaft ( 3 ) is formed in two parts, wherein an upper, not about its own axis rotatable upper part in the steering shaft bearing ( 4 ) and a lower part rotatable about its own axis is rotatably supported on the upper part.

Mobile surface treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that the working element is a wiper element with a wiping on the surface wiping wiping underside that in particular circumferentially on the lower side of the carrier ( 1 ).

Mobile surface treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that the working element is motor-relative to the carrier ( 1 ) is driven.

Mobile surface treatment apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a sensor for detecting the abutment surface treatment device against an obstacle, in particular a deformation sensor on the outside of the carrier ( 1 ) or a shock sensor, wherein a control of the surfaces Treatment device is designed such that when triggered sensor signal, the drive direction of the drive motor is reversed.