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Die Erfindung betrifft ein Bodenreinigungsgerät und als Beispiel für ein solches Bodenreinigungsgerät speziell einen Bodenstaubsauger. Bodenstaubsauger sind an sich bekannt. Die Funktionalität solcher Geräte wird stetig weiterentwickelt, um einen Benutzerkomfort zu steigern.
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Für selbstfahrende Staubsauger ist aus der
DE 10 2006 006 465 A eine Vorrichtung zur Hinderniserkennung bekannt, die auf zwei leitfähigen und außen am Staubsaugergehäuse anbringbaren Schichten basiert, wobei eine der Schichten elastisch ist und bei einem Druck auf die elastische Schicht eine Spannungsänderung an einer Steuerung erfassbar ist. Damit kann ein Schalt- oder Steuervorgang ausgelöst und zum Beispiel ein Anhalten des Staubsaugers oder ein Richtungswechsel bewirkt werden.
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Ungünstig ist dabei allerdings, dass auf ein Hindernis erst reagiert werden kann, wenn es bereits zu einem Kontakt mit dem Hindernis gekommen ist. Speziell bei Bodenstaubsaugern, bei denen der Benutzer bekanntlich eine Saugdüse mittels eines Saugrohrs und eines Handgriffs am Ende des Saugrohrs führt, wird das das Sauggebläse und den Staubraum umfassende Staubsaugergehäuse aufgrund eines Zugs an einem zwischen Handgriff und Staubsaugergehäuse verlaufenden Saugschlauch bewegt. Der Staubsauger folgt quasi dem Benutzer, wenn dieser sich mit dem Handgriff vorwärts bewegt und dabei den Staubsauger hinter sich herzieht. Dabei kann es mitunter zu ruckhaften Bewegungen des Saugschlauchs oder zu einem ruckhaften Zug am Saugschlauch kommen, so dass das Staubsaugergehäuse mitunter mit einer nicht unerheblichen Geschwindigkeit vorwärts bewegt wird. Wenn es dabei zu Kollisionen mit im Folgenden allgemein als Hindernis bezeichneten Gegenständen, wie Tisch- oder Stuhlbeinen, Türrahmen, Bodenvasen und dergleichen kommt, sind Beschädigungen nicht immer zu vermeiden. Selbst wenn etwa aufgrund eines umlaufenden Prallschutzbandes oder einer insgesamt auf eine Vermeidung von Beschädigungen ausgerichteten Gehäusegeometrie Schäden an ortsfesten Hindernissen unterbleiben, kann zum Beispiel eine Bodenvase oder dergleichen umgeworfen werden.
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Der Erfindung stellt sich somit das Problem, dass es sich im Gebrauch trotz eines am Staubsaugergehäuse üblicherweise vorhandenen, umlaufenden Prallschutzbandes nie ganz vermeiden lässt, dass es bei einem Zug am Staubsaugerschlauch dazu kommen kann, dass – etwa beim Umfahren von Möbelbeinen oder beim Durchfahren eines Türrahmens – der Staubsauger an solche Hindernisse anstößt oder sich gar verklemmt und nicht mehr nach vorne bewegen lässt. Dieses Problem gilt nicht nur für Staubsauger in einer Ausführung als Bodenstaubsauger, sondern auch für andere Bodenreinigungsgeräte, so dass hier und im Folgenden von Bodenreinigungsgeräten als einem Oberbegriff für Bodenstaubsauger und dergleichen ausgegangen wird.
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Erfindungsgemäß wird das oben skizzierte Problem durch ein Bodenreinigungsgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Dabei ist bei einem Bodenreinigungsgerät, insbesondere bei einem Bodenstaubsauger, vorgesehen, dass dieses bzw. dieser seitlich am Gehäuse angeordnet zumindest einen berührungslos aktivierbaren Näherungssensor sowie zumindest ein lenkbares Rad umfasst, wobei bei einem mit dem Näherungssonor oder einem Näherungssensor aus einer Gruppe von Näherungssensoren sensierten Hindernis im Erfassungsbereich des jeweiligen Näherungssensors das zumindest eine lenkbare Rad im Sinne eines Lenkvorgangs verstellbar ist, um dem Hindernis nach Möglichkeit auszuweichen. Als Näherungssensor(en) kommen speziell die Sensoren folgender Bauart in Betracht: optische Näherungssensoren, die auf Lichtreflektion an einem Hindernis reagieren, Ultraschallsensoren, die auf eine Reflektion eines Ultraschallsignals an einem Hindernis reagieren, elektromagnetische Sensoren, bei denen die Annäherung an ein Hindernis eine Schwingfrequenz eines Schwingkreises beeinflusst, elektromagnetische Sensoren, die elektromagnetische Wellen aussenden und deren Reflektion an Hindernissen empfangen und insbesondere nach dem Prinzip des Dopplerradars arbeiten, und kapazitive Sensoren, bei denen sich bei Annäherung an ein Hindernis eine Änderung einer elektrischen Kapazität einer Messelektrode zur Umgebung oder zu einer Referenzelektrode einstellt. Der Begriff Näherungssensor wie hier und nachfolgend benutzt kann sich dabei auf einen Sensor entsprechend einer dieser Bauarten oder auf eine Zusammenfassung mehrerer Sensoren unterschiedlicher Bauarten beziehen. Die Bezeichnung des Näherungssensors als berührungslos aktivierbar meint dabei, dass der Sensor eine Erfassung eines Hindernisses ermöglicht, ohne dass es zu einer Berührung zwischen Hindernis und Sensor kommt (berührungslos) und dass der Sensor in einem solchen Fall ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt (aktivierbar), das automatisch ausgewertet werden kann.
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Der Vorteil der Erfindung besteht demnach darin, dass durch die Koppelung eines Näherungssensors oder eines sonst geeigneten Sensors zur Erkennung von Hindernissen im Fahrweg bei manueller Vorwärtsbewegung des Staubsaugers oder eines sonstigen Bodenreinigungsgeräts das zumindest eine lenkbare Rad aktiv zu einer Ausweichbewegung veranlasst wird und dadurch Kollisionen zuverlässig vermieden und der Bedienkomfort erheblich gesteigert wird.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen. Dabei verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen nicht vorhanden ist.
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Bei einer Ausführungsform des Bodenreinigungsgeräts, also speziell eines Bodenstaubsaugers, ist vorgesehen, dass sich das zumindest eine lenkbare Rad in einem vorderen Bereich des Gehäuses des Bodenreinigungsgeräts/Bodenstaubsaugers befindet. Als vorderer Bereich wird dabei ein bei einem auf das Gehäuse ausgeübten Zug und einer resultierenden Vorwärtsbewegung des Gehäuses in Bewegungsrichtung weisender Gehäuseabschnitt bezeichnet, also zumindest eine in Bewegungsrichtung vorne befindliche Gehäusehälfte. Wenn sich das zumindest eine lenkbare Rad im vorderen Bereich des Gehäuses befindet, wirkt die Lenkbarkeit des mindestens einen Rades wie eine Vorderachslenkung. Dabei ist in einem hinteren Bereich nicht notwendig ein weiteres Rad oder eine Gruppe weiterer Räder erforderlich und stattdessen kann, ohne die Lenkbarkeit zu beeinflussen, eine Vorrichtung vorgesehen sein, mit der das Gehäuse quasi über den jeweiligen Untergrund gleitet. Alternativ oder zusätzlich kommt auch in Betracht, eine Lenkbarkeit für das oder jedes in einem hinteren Bereich des Gehäuses vorhandene Rad vorzusehen. Dann lässt sich eine Lenkung nach Art einer Hinterachslenkung oder bei einer Mehrzahl lenkbarer Räder eine Lenkung nach Art einer Allradlenkung realisieren.
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Bei einer zusätzlichen oder alternativen Ausführungsform des Bodenreinigungsgeräts/Bodenstaubsaugers ist eine Mehrzahl berührungslos aktivierbarer Näherungssensoren vorgesehen. Eine solche Mehrzahl berührungslos aktivierbarer Näherungssensoren ermöglicht diese so am Gehäuse anzubringen und auszurichten, dass sich unterschiedliche Erfassungsbereiche ergeben, die günstigerweise aneinander angrenzen oder sich im Grenzbereich überlappen. Damit ist eine Erkennung eines Hindernisses in unterschiedlichen Erfassungsbereichen möglich. Die Verstellung des mindestens einen lenkbaren Rades, also ein resultierender Lenkradius, kann damit davon abhängig gemacht werden, in welchem Erfassungsbereich ein Hindernis erkannt wurde. Zum Beispiel erfordert ein in einem in Bewegungsrichtung orientierten Erfassungsbereich erkanntes Hindernis eine größere Lenkbewegung als ein in einem seitwärts orientierten Erfassungsbereich erkanntes Hindernis.
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Zusätzlich oder alternativ kann bei einer Ausführungsform des Bodenreinigungsgeräts/Bodenstaubsaugers mit einer Mehrzahl berührungslos aktivierbarer Näherungssensoren auch vorgesehen sein, dass zumindest ein derartiger Näherungssensor einen Nahbereich und zumindest ein weiterer derartiger Näherungssensor einen über den Nahbereich hinausgehenden Erfassungsbereich erfasst und ein Grad einer Verstellung des zumindest einen lenkbaren Rades in Abhängigkeit von einer Erfassung eines Hindernisses im Nahbereich oder in dem über den Nahbereich hinausgehenden Erfassungsbereich auswählbar ist. Dann kann bei einem noch vergleichsweise weit entfernten Hindernis, das also entsprechend zumindest zunächst nur in dem über den Nahbereich hinausgehenden Erfassungsbereich erfassbar ist, auf das Hindernis zunächst mit einer eher geringen Lenkbewegung reagiert werden. Wenn das Hindernis später auch im Nahbereich erfassbar ist, kann mit einer größeren Lenkbewegung reagiert werden. Oftmals lassen sich auf diese Weise aber größere Lenkradien erreichen, so dass das Ziehen des Gehäuses erleichtert wird und zum Beispiel vermieden werden kann, dass aufgrund einer automatisch ausgelösten Lenkbewegung das Gehäuse eine Vorwärtsbewegung senkrecht oder im einem stumpfen Winkel zur mit dem Saugschlauch ausgeübten Zugrichtung anstrebt.
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Die oben genannte Aufgabe wird auch mit einer Steuerungseinrichtung für ein Bodenreinigungsgerät, insbesondere einen Bodenstaubsauger, gelöst, die Eingangssignale zumindest eines berührungslos aktivierbaren Näherungssensors verarbeitet und in Abhängigkeit davon ein Ausgangssignal zur Ansteuerung des zumindest einen lenkbaren Rades generiert.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Das oder jedes Ausführungsbeispiel ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung Abänderungen und Modifikationen möglich, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den im allgemeinen oder speziellen Beschreibungsteil beschriebenen sowie in den Ansprüchen und/oder der Zeichnung enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen.
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Es zeigen
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1 einen Bodenstaubsauger,
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2 eine Ansicht einer Unterseite des Bodenstaubsaugers gemäß 1 und
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3 eine Veranschaulichung einer automatisch bewirkten Ausweichbewegung des Bodenstaubsaugers im Falle eines im Fahrweg des Bodenstaubsaugers sensierten Hindernisses.
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1 zeigt als Beispiel für ein Bodenreinigungsgerät einen Bodenstaubsauger 10 und von diesem im Wesentlichen das sogenannte Gerätegehäuse, das über einen Saugschlauch 12 mit einem nicht gezeigten, an sich bekannten Saugrohr und einem üblicherweise an dessen oberem Ende befindlichen Griff verbunden ist. Bei einer Bewegung des Saugrohrs, an dessen unterem Ende sich normalerweise eine Saugdüse befindet, ergibt sich mit zunehmenden Abstand zum Gerätegehäuse ein Zug an dem Saugschlauch 12, der dazu führt, dass das Gerätegehäuse den Bewegungen des Benutzers zum Beispiel durch ein Zimmer oder eine Wohnung folgt.
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Bei solchen Bewegungen des Gerätegehäuses – hier und im Folgenden als Bewegung des Bodenstaubsaugers 10 bezeichnet – kann es zu Kollisionen mit im jeweiligen Fahrweg befindlichen Hindernissen 14 kommen. In 1 ist als Beispiel für ein Hindernis 14 ein Abschnitt eines Stuhlbeins gezeigt.
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Zur Vermeidung von Kollisionen mit solchen oder ähnlichen Hindernissen 14 weist der Bodenstaubsauger 10 zumindest einen normalerweise außen nicht sichtbaren, berührungslos aktivierbaren Näherungssensor 16 auf. In 1 ist der Näherungssensor 16 und dessen Wirkungsweise durch vom Sensor 16 ausgehende Wellen veranschaulicht, wie dies zum Beispiel bei einem nach dem Prinzip des Dopplerradars arbeitenden Sensor 16 der Fall ist. Ein solcher Sensor 16 sendet in an sich bekannter Art und Weise elektromagnetische Strahlung aus und sensiert eine eventuelle Reflektion der ausgesandten Strahlung an einem Hindernis 14. Bei einem Empfang einer Reflektion der ausgesandten Strahlung kann auf ein Hindernis 14 im vom Sensor 16 abgedeckten Erfassungsbereich geschlossen werden. Aus einer Laufzeit der ausgesandten und reflektierten Strahlung kann ein Abstand zum Hindernis 14 abgeschätzt werden.
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2 zeigt eine Ansicht einer Unterseite des Bodenstaubsaugers 10 gemäß 1. Erkennbar ist dabei, dass an der Unterseite – und zwar in einem in Bewegungsrichtung vorderen Bereich – ein lenkbares Rad 18 vorgesehen ist (im vorderen Bereich sind auch zwei oder mehr lenkbare Räder möglich). Die Lenkbarkeit ist dabei durch die beiden Blockpfeile veranschaulicht. Das lenkbare Rad 18 kann in jede durch die Blockpfeile veranschaulichte Richtung verstellt werden. Mit einer solchen Verstellung bewegt sich der Bodenstaubsauger 10 auf einem Abschnitt einer Kreisbahn. Eine solche Bewegung ist als Ausweichbewegung zur Vermeidung einer Kollision mit einem Hindernis 14 (1) vorgesehen. 2 zeigt insoweit einen Bodenstaubsauger 10 mit zwei berührungslos aktivierbaren Näherungssensoren 16 (rechter Sensor; linker Sensor). Wenn im Betrieb des Bodenstaubsaugers 10 der rechte Sensor 16 ein Hindernis 14 oder eine Annäherung an ein Hindernis 14 sensiert, wird das lenkbare Rad 18 so verstellt, dass sich eine resultierende Bewegung des Bodenstaubsaugers 10 nach links ergibt. Wenn im Betrieb des Bodenstaubsaugers 10 der linke Sensor 16 ein Hindernis 14 oder eine Annäherung an ein Hindernis sensiert, wird das lenkbare Rad 18 so verstellt, dass sich eine resultierende Bewegung des Bodenstaubsaugers 10 nach rechts ergibt. Damit ist eine Vermeidung einer Kollision mit dem sensierten Hindernis 14 möglich. Bei mehr als zwei Sensoren 16 kann ein Grad einer Verstellung des lenkbaren Rades davon abhängig gemacht werden, welcher der Sensoren 16 das jeweilige Hindernis 14 sensiert. Im unmittelbaren Fahrweg sensierte Hindernisse 14, wie sie zum Beispiel mittels zweier Sensoren 16 mit der in 2 gezeigten Position und Ausrichtung erkennbar sind, erfordern größere Ausweichbewegungen als beispielsweise Hindernisse, die mit mehr seitlich ausgerichteten Sensoren (nicht dargestellt) erfassbar sind. Zusätzlich oder alternativ kann ein Grad einer Auslenkung des Rades 18 auch vom Abstand des erfassten Hindernisses 14 abhängig gemacht werden, wenn der verwendete Sensor 16 eine solche Abstandsermittlung erlaubt, wie dies zum Beispiel mit einem auf elektromagnetischer und nach dem Prinzip des Dopplerradars arbeitenden Sensor der Fall ist (Abstandsradar). Ein in großem Abstand erkanntes Hindernis 14 erfordert nur eine geringe Ausweichbewegung und damit eine geringere Verstellung des Rades 18. Ein in geringem Abstand erkanntes Hindernis 14 erfordert eine größere Ausweichbewegung.
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3 stellt den Sachverhalt einer im Betrieb des Bodenstaubsaugers 10 automatisch ausgelösten Ausweichbewegung nochmals graphisch dar. Gezeigt ist der Bodenstaubsauger 10, der mit seinem in Bewegungsrichtung auf dessen rechter Seite befindlichen Näherungssensor 16 ein Hindernis 14 sensiert. Die Bewegungsrichtung ist dabei durch den in Verlängerung des Saugschlauchs 12 platzierten (in der Darstellung nach oben gerichteten) Pfeil verdeutlicht. Die Bewegung des Bodenstaubsaugers 10 ergibt sich nämlich bekanntlich bei nicht selbstfahrenden Geräten, indem an dem Saugschlauch 12 gezogen wird. Der Benutzer zieht den Bodenstaubsauger 10 also hinter sich her. Wenn bei einer solchen Bewegung – wie dargestellt – mit dem rechten Sensor 16 ein demnach auf der rechten Seite des Bodenstaubsaugers 10 befindliches Hindernis 14 sensiert wird, wird eine Ausweichbewegung nach links ausgelöst, wie dies durch den seitwärts gewandten Blockpfeil angedeutet ist. Wenn mit dem linken Sensor 16 ein Hindernis 14 sensiert würde, würde eine Ausweichbewegung nach rechts ausgelöst.
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Eine übliche Ausführungsform eines Bodenreinigungsgeräts oder Bodenstaubsaugers 10 wie hier vorgeschlagen würde wohl zumindest zwei berührungslos aktivierbare Näherungssensoren 16 umfassen, nämlich einen in Bewegungsrichtung nach vorne rechts weisenden Sensor 16 und einen in Bewegungsrichtung nach vorne links weisenden Sensor 16. Mit zumindest zwei Sensoren 16 kann der Fahrweg des Bodenstaubsaugers 10 erfasst werden und eine Erkennung eines Hindernisses durch einen der beiden Sensoren 16 kann durch eine entsprechende, automatische Verstellung des Rades 18 in eine Ausweichbewegung umgesetzt werden. Die Ausweichbewegung geht dabei jeweils in Richtung der dem Sensor 16, der das Hindernis 14 erfasst hat, gegenüberliegenden Seite. Grundsätzlich würde auch ein einzelner, nach vorne gerichteter Sensor 16 ausreichen. Zur Festlegung einer Richtung für eine Ausweichbewegung wäre noch eine Richtung einer seitlichen Komponente eines mit dem Saugschlauch 12 ausgeübten Zugs zu erfassen. Die Ausweichbewegung wäre dann in Richtung dieser seitlichen Komponente zu veranlassen. Mit mehr als zwei Sensoren (nicht dargestellt) kann der Grad der Verstellung des Rads 18 vom Erfassungsbereich der Sensoren abhängig gemacht werden. Die automatische Verstellung des Rads 18 kann beendet werden, wenn kein Hindernis mehr erfasst wird. Dann kann das Rad 18 wieder in eine „neutrale“ Position orientiert werden, die bei einem Zug am Saugschlauch 12 eine geradlinige Vorwärtsbewegung des Bodenstaubsaugers 10 erlaubt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Bodenstaubsauger
- 12
- Saugschlauch
- 14
- Hindernis
- 16
- (berührungslos aktivierbarer) Näherungssensor / Sensor
- 18
- (lenkbares) Rad
- 20
- Rad
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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