DE102014110025A1

DE102014110025A1 - Saugroboter mit rotierender Borstwalze und Reinigungsverfahren für eine Borstwalze eines Saugroboters

Info

Publication number: DE102014110025A1
Application number: DE102014110025.5A
Authority: DE
Inventors: Markus Thamm; Carina Uphoff
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 2014-07-17
Filing date: 2014-07-17
Publication date: 2016-01-21
Also published as: EP2974640A1; EP2974640B2; US9648999B2; US20160015233A1; EP2974640B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Saugroboter (1) mit einer an einer Unterseite (3) eines Gehäuses (2) des Saugroboters (1) angeordneten und um eine horizontale Achse (14) rotierbaren Borstwalze (11). Der Saugroboter (1) zeichnet sich dadurch aus, dass oberhalb der Borstwalze (11) eine relativ zu dem Gehäuse (2) feststehende Klinge (20) angeordnet ist, und dass die Achse (14) der Borstwalze (11) relativ zu dem Gehäuse (2) in ihrer Höhe verstellbar ist, wobei in einer unteren Position die Borstwalze (11) von der Klinge (20) beabstandet ist und in einer oberen Position die Borstwalze (11) im Eingriff mit der Klinge (20) ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Reinigung einer Borstwalze (11) eines derartigen Saugroboters (1).

Description

Die Erfindung betrifft einen Saugroboter mit einer an einer Unterseite eines Gehäuses des Saugroboters angeordneten und um eine horizontale Achse rotierbaren Borstwalze. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Reinigung einer rotierbaren Borstwalze eines derartigen Saugroboters.
Saugroboter dienen als selbstfahrende Reinigungsgeräte der automatisierten Reinigung von Flächen, ohne dass sie von einem Benutzer geschoben oder geführt werden müssen. Die Geräte sind üblicherweise kabellos, um problemlos über einen zu reinigenden Bereich, beispielsweise innerhalb einer Wohnung, navigieren zu können, ohne dass sich ein Antriebskabel in Möbeln oder anderen Hindernissen verheddern kann. Seine Energie bezieht der Saugroboter dabei aus mitgeführten wiederaufladbaren Batterien, die er – gegebenenfalls selbstständig – an einer innerhalb der Wohnung positionierten Ladestation wieder aufladen kann.
Aufgrund der beschränkten Kapazität der mitgeführten wiederaufladbaren Batterien ist die Saugleistung eines Sauggebläsemotors des Saugroboters häufig weniger stark als es für die Reinigung wünschenswert wäre. Zu diesem Zweck ist unterstützend zum Sauggebläse bei Saugrobotern der eingangs genannten Art eine rotierende Borstwalze vorgesehen. Diese ist an der Unterseite des Gehäuses des Saugroboters üblicherweise in unmittelbarer Nähe zu einem Saugmund des Saugroboters angeordnet. Bei ihrer Rotation um eine horizontale Achse wirbeln Borsten der Borstwalze Schmutzpartikel, die sich beispielsweise in einem Teppich verfangen haben, auf, sodass diese leichter vom Saugmund des Saugroboters eingesaugt und damit aufgenommen werden können.
Ein Problem bei derartigen Borstwalzen besteht darin, dass sich Fäden und/oder Haare bei Rotation der Borstwalze um diese herumwickeln können, wodurch sich die Borsten der Borstwalze zusetzen und weniger effektiv zur Reinigung des Untergrunds beitragen. Bislang konnten aufgewickelte Haare oder Fäden nur manuell aus der Borstwalze entfernt werden.
Aus der Druckschrift WO 2013/060365 A1 ist eine Bodendüse für einen konventionellen Staubsauger bekannt, in der eine rotierende Borstwalze angeordnet ist. Zur Reinigung der Borstwalze von Haaren oder Fäden ist bei dieser Bodendüse oberhalb der Borstwalze eine Klinge angeordnet, die durch Betätigung eines Fußtasters auf die Borstwalze herabgesenkt werden kann. Bei rotierender Borstwalze schneidet die Klinge dann Haare und Fäden in kleinere Stücke und hebt diese von der Borstwalze ab, sodass sie aufgesaugt werden können.
Die beschriebene Anordnung und Vorgehensweise eignet sich unter anderem aufgrund der manuellen Betätigung jedoch nicht für einen selbstfahrenden Saugroboter.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Saugroboter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die rotierende Borstwalze automatisiert gereinigt wird, wobei insbesondere aufgewickelte Haare und/oder Fäden entfernt werden. Es ist eine weitere Aufgabe, ein effektives Reinigungsverfahren für eine Borstwalze eines derartigen Saugroboters anzugeben.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Saugroboter bzw. ein Verfahren mit den jeweiligen Merkmalen der abhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Saugroboters und des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein erfindungsgemäßer Saugroboter der eingangs genannten Art zeichnet sich dadurch aus, dass oberhalb der Borstwalze eine relativ zu dem Gehäuse feststehende Klinge angeordnet ist, und dass die Achse der Borstwalze relativ zu dem Gehäuse in ihrer Höhe verstellbar ist, wobei in einer unteren Position die Borstwalze von der Klinge beabstandet ist und in einer oberen Position die Borstwalze im Eingriff mit der Klinge ist. Erfindungsgemäß ist somit nicht die Klinge, sondern die Borstwalze vertikal beweglich gelagert, um die Borstwalze und die Klinge miteinander in Eingriff zu bringen und die Borstwalze von Haaren und Fäden zu befreien. Vorteilhaft kann dann die Bewegungsfähigkeit des Saugroboters genutzt werden, um die Borstwalze zur Reinigung durch Auffahren auf ein geeignetes Element in die obere Position zu bringen. Die Reinigungsposition kann somit eingenommen werden, ohne dass ein separates Verstellorgan für die Borstwalze bzw. die Klinge benötigt wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Saugroboters ist die Achse der Borstwalze in seitlich angeordneten Lagern gelagert, wobei die Lager ihrerseits in Führungen vertikal verschiebbar geführt sind. Auf diese Weise kann die Borstwalze konstruktiv einfach vertikal verschoben werden. Bevorzugt wird die Borstwalze durch Federn in eine untere Position gedrückt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Saugroboters ist die Klinge über die im Wesentlichen gesamte Breite der Borstwalze ausgebildet. Bevorzugt weist die Klinge schräg nach unten. Durch beide Merkmale wird eine gute Reinigungswirkung für die gesamte Borstwalze erzielt.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Reinigen einer Borstwalze eines Saugroboters weist die folgenden Schritte auf:
Es wird eine Ladestation durch den Saugroboter angefahren, wobei die Borstwalze durch ein Auffahren des Saugroboters auf einer Auffahrrampe relativ zu einem Gehäuse des Saugroboters angehoben wird und in Eingriff mit einer oberhalb der Borstwalze im Gehäuse des Saugroboters angeordneten Klinge gebracht wird. Dann wird die Borstwalze zu ihrer Reinigung und insbesondere zum Entfernen von Haaren und/oder Fäden rotiert, während sie im Eingriff mit der Klinge ist. Es ergeben sich die im Zusammenhang mit dem Saugroboter genannten Vorteile. Durch das Zusammenspiel von Saugroboter und Ladestation wird die Borstwalze in die obere Reinigungsposition gebracht, ohne dass dafür zusätzliche Verstellorgane am Saugroboter erforderlich sind.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens rotiert die Borstwalze für eine vorgegebene Zeitdauer mit einer Drehzahl, die über einer Betriebsdrehzahl der Borstwalze im Saugbetrieb liegt. So wird eine effektive Reinigung in kurzer Zeit möglich. Bevorzugt wird während des Rotierens der Borstwalze in der angehobenen Position ein Sauggebläse des Saugroboters betrieben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mithilfe von Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:
1 eine Schnittdarstellung eines Saugroboters mit zugehöriger Ladestation;
2 eine Schnittansicht des Saugroboters 1 im Bereich seiner Borstwalze.
3 der Saugroboter aus 1 in einer Ladeposition auf der Ladestation.
In der 1 ist ein selbstfahrender Saugroboter 1 in einer schematischen Schnittdarstellung dargestellt. Der Schnitt ist entlang einer in Fahrtrichtung liegenden Längsachse des Saugroboters 1 ausgeführt. Der Saugroboter 1 befindet sich in der Darstellung der 1 kurz vor einer ebenfalls wiedergegebenen Ladestation 30.
Der Saugroboter 1 weist ein Gehäuse 2 mit einer Unterseite 3 auf. Im vorderen Bereich des Gehäuses 2 ist an der Unterseite 3 eine tunnelähnliche Aussparung 4 angeordnet, in der sich eine Borstwalzeneinheit 10 mit einer Borstwalze 11 befindet. Oberhalb der Borstwalze 11 ist eine Klinge 20 angeordnet. Die Borstwalze 11 ist ebenso wie die Klinge 20 quer zur Längsachse und damit zur Schnittebene der 1 ausgerichtet.
Im Gehäuse des Saugroboters 1 ist ein hier nicht dargestelltes Antriebssystem angeordnet, das auf zwei Antriebsräder 5 wirkt, von denen in der dargestellten Bezeichnung der 1 nur eines sichtbar ist. Die Antriebsräder 5 können unabhängig voneinander über hier nicht dargestellte Antriebsmotoren angetrieben werden. Weiter ist im hinteren Bereich des Saugroboters 1 ein Stützrad vorgesehen, dass entweder verschwenkbar oder als eine in alle Richtungen drehbare Kugel ausgebildet ist. Bei voneinander unabhängiger Ansteuerung der Drehrichtungen und/oder Drehgeschwindigkeiten der Antriebsräder 5 kann der Saugroboter 1 auf diese Weise Bewegungen mit unabhängig voneinander einstellbaren Rotations- und Translationsgeschwindigkeiten auf einer zu reinigenden Fläche ausführen.
Weiterhin ist in dem Gehäuse 2 des Saugroboters 1 ein Saugsystem angeordnet, bei dem ein Saugmund, der sich im Bereich der Borstwalzeneinheit 10 befindet in bekannter Weise mit einem Filtersystem, zum Beispiel einem Staubsaugerbeutel, und mit einem Sauggebläsemotor zusammen wirkt. Weitere für den Betrieb des Saugroboters 1 vorhandene Elemente, beispielsweise eine wiederaufladbare Batterie zur Stromversorgung, Ladeanschlüsse für die Batterie, eine Entnahmemöglichkeit für den Staubsaugerbeutel oder eine Steuereinrichtung (Mikrocontroller) sowie Sensoren, die zur Navigation und/oder Hinderniserkennung verwendet werden, sind in der Figur aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht wiedergegeben.
Die Ladestation 30 dient unter anderem der Aufladung einer wiederaufladbaren Batterie des Saugroboters 1. Zu diesem Zweck kann der Saugroboter 1 die Ladestation 30 anfahren, worauf hin ein Energieübertrag zum Aufladen der wiederaufladbaren Batterie über Kontakte oder auch kontaktlos, beispielsweise induktiv, erfolgen kann. Die weitere, im Rahmen des anmeldungsgemäßen Verfahrens relevante Funktionalität der Ladestation 30 wird im Zusammenhang mit der 3 näher beschrieben.
In 2 ist der Bereich der Borstwalzeneinheit 10 des Saugroboters 1 in einer teilgeschnittenen Darstellung wiedergegeben. Der Schnitt verläuft quer durch das Gehäuse 2 des Saugroboters 1, wobei die Borstwalze 11 der besseren Darstellung halber nicht geschnitten, sondern in einer Aufsicht wiedergegeben ist.
Die Borstwalze 11 weist eine Mehrzahl von Borsten 12 auf, die in mehreren Reihen wellenförmig entlang der Borstwalze 11 angeordnet sind. Zwischen den Reihen der Borsten 12 sind ebenfalls wellenförmig verlaufende Stege 13 vorgesehen. Diese Stege 13 verhindern, dass aufgenommene Haare und/oder Fäden sich tief in die Borsten 12 einarbeiten, von wo sie nur schwierig zu entfernen sind. Das anmeldungsgemäße Reinigungsverfahren für die Borstwalze 11 ist jedoch auch bei einer Borstwalze ohne derartige Stege durchführbar.
Die Borstwalze 11 ist mit einer horizontalen Achse 14 verbunden. Über diese Achse 14 kann die Borstwalze 11 angetrieben von einem hier nicht dargestellten Elektromotor in Rotation versetzt werden. Die Achse 14 ist zu beiden Seiten in Lagern 15, beispielsweise Gleitlagerbuchsen oder Wälzlagern gelagert. Die Lager 15 sind nicht fest mit dem Gehäuse 2 verbunden, sondern sind in vertikaler Richtung bewegbar in Führungen 6 geführt. Die Führungen 6 sind am Gehäuse 2 festgelegt oder als Teil des Gehäuses 2 ausgebildet. Dabei sind Federn 16 vorgesehen, die die Lager 15 relativ zum Gehäuse 2 nach unten drücken.
Die untere, in der 2 dargestellte Position ist auch die Betriebsposition der Borstwalze 11 im Reinigungsbetrieb. In dieser Position ist die Borstwalze 11 auch in 1 dargestellt. Die Enden der Borsten 12 ragen dabei geringfügig nach unten über den Umfang der Antriebsräder 5 hinaus.
Die dargestellte vertikale Verschiebbarkeit der Borstwalze 11 ist im Reinigungsbetrieb des Saugroboters 1 zum Beispiel bei Bodenunebenheiten vorteilhaft. Bei einer relativ zum Gehäuse 2 nicht vertikal verschiebbaren Borstwalze besteht die Gefahr, dass der Saugroboter 1 sich mit seiner Borstwalze an einem Hindernis verfängt und in der Folge dieses Hindernis nicht überfahren kann. Die vertikal verschiebbare Borstwalze 11 kann in einem solchen Fall nach oben ausweichen, sodass die Gefahr des Festfahrens des Saugroboters 1 verringert ist.
Oberhalb der Borstwalze 11 ist eine quer sich über die gesamte Breite der Borstwalze 11 erstreckende Klinge 20 angeordnet. Diese Klinge 20 dient der Reinigung der Borstwalze 11 und insbesondere einem Entfernen von aufgewickelten Haaren und/oder Fäden. In der in den 1 und 2 dargestellten Betriebsposition der Borstwalze 11 sind die Spitzen der Borsten 12 von der Klinge 20 beabstandet. Eine Reinigungswirkung setzt ein, wenn die Klinge 20 mit den Borsten 12 der Borstwalze 11 im Eingriff ist. Zu diesem Zweck wird die Borstwalze 11 aus ihrer unteren Betriebsposition in eine obere Position, auch Reinigungsposition genannt, gebracht. Insbesondere bei sich drehender Borstwalze 11 in der Reinigungsposition werden Haare bzw. Fäden oder ähnliches an der Klinge 20 aufgeschnitten und von den Borsten 12 abgehoben, woraufhin sie eingesaugt werden können. Bevorzugt ist die Klinge 20 zu diesem Zweck schräg angeordnet, wie dieses in 1 dargestellt ist. Die Drehrichtung der Borstwalze 11 bzw. die Schrägstellung werden so gewählt, dass sich die Borsten 12 von der vorstehenden Kante der schräg stehenden Klinge 20 wegbewegen.
Ein anmeldungsgemäßes Reinigungsverfahren für die Borstwalze 11 wird im Zusammenhang mit 3 nachfolgend erläutert.
3 zeigt den Saugroboter 1 der 1 in einer Ladeposition auf der Ladestation 30. Wie bereits im Zusammenhang mit der 1 beschrieben, erfolgt in dieser Situation eine galvanische oder induktive Kopplung zwischen der Ladestation 30 und dem Saugroboter 1, um dessen wiederaufladbare Batterien zu laden.
Unabhängig von der Ladefunktion an der Ladestation 30 wird ein Zusammenspiel von Saugroboter 1 und Ladestation 30 anmeldungsgemäß dazu verwendet, die Borstwalze 11 in die obere Reinigungsposition zu bringen. Zu diesem Zweck weist die Ladestation 30 seitlich Auffahrrampen 31 auf, die eine nach vorne weisende Auffahrschräge 32 und im oberen Bereich eine Mulde 33 umfassen. Beim Auffahren des Saugroboters 1 auf die Ladestation 30 schiebt sich der Saugroboter 1 mit den Lagern 15 der Achse 14 auf die Auffahrrampen 31 auf. Die Auffahrrampen 31 sind zu diesem Zweck entsprechend schmal ausgebildet und weisen den Abstand der Lager 15 voneinander auf. Die Führungen 6, in denen die Lager 15 vertikal geführt sind, sind nach vorne offen ausgebildet, sodass der Saugroboter 1 nicht in seiner Weiterfahrt behindert wird, sich aber die Lager 15 anheben.
In der Ladeposition des Saugroboters 1 auf der Ladestation 30 ruhen die Lager 15 in den oben auf den Auffahrrampen 31 ausgebildeten Mulden 33, wobei die Borstwalze 11 von der Betriebsposition in die Reinigungsposition angehoben ist. In dieser Position rotiert die Borstwalze 11 für eine vorgebbare Zeitdauer während die Klinge 20 im Eingriff mit den Borsten 12 ist. Gleichzeitig wird das Sauggebläse betrieben, um von der Borstwalze 11 entfernte Haare oder Fäden aufzusaugen. Dabei kann vorgesehen sein, die Borstwalze 11 kurzzeitig mit einer Drehzahl zu betreiben, die über der im Betrieb üblicherweise verwendeten Drehzahl liegt, um eine gute Reinigungswirkung zu erzielen und die Zeitdauer des Reinigungszyklus abzukürzen. Ein positiver Nebeneffekt der erhöhten Drehzahl ist, dass aufgetrennte Haare oder Fäden aber auch andere Schmutzpartikel, die sich in der Borstwalze 11 festgesetzt haben, durch erhöhte Fliehkräfte aus der Borstwalze 11 geschleudert werden.
Um die Borstwalze 11 zusätzlich manuell reinigen oder auch austauschen zu können, kann vorgesehen sein, die Borstwalze 11 für einen Benutzer des Saugroboters 1 entnehmbar zu gestalten. Um eine Verletzungsgefahr insbesondere beim Entnehmen oder Wiedereinsetzen der Borstwalze 11 an der Klinge 20 zu verhindern, ist in einer Weiterbildung des Saugroboters 1 vorgesehen, die Klinge 20 schwenkbar zu lagern. Dabei kann besonders vorteilhaft der Schwenkmechanismus mit den Federn 16 in der Führung 6 gekoppelt sein, derart, dass die Klinge 20 aus dem Griffbereich eines Benutzers geschwenkt ist, wenn die Borstwalze 11 entnommen ist.
Bezugszeichenliste

1: Saugroboter
2: Gehäuse
3: Unterseite
4: Aussparung
5: Antriebsrad
6: Führung
10: Borstwalzeneinheit
11: Borstwalze
12: Borste
13: Steg
14: Achse
15: Lager
16: Feder
20: Klinge
30: Ladestation
31: Auffahrrampe
32: Auffahrschräge
33: Mulde

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2013/060365 A1 [0005]

Claims

Saugroboter (1) mit einer an einer Unterseite (3) eines Gehäuses (2) des Saugroboters (1) angeordneten und um eine horizontale Achse (14) rotierbaren Borstwalze (11), dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Borstwalze (11) eine relativ zu dem Gehäuse (2) feststehende Klinge (20) angeordnet ist, und dass die Achse (14) der Borstwalze (11) relativ zu dem Gehäuse (2) in ihrer Höhe verstellbar ist, wobei in einer unteren Position die Borstwalze (11) von der Klinge (20) beabstandet ist und in einer oberen Position die Borstwalze (11) im Eingriff mit der Klinge (20) ist.
Saugroboter (1) nach Anspruch 1, bei dem die Achse (14) der Borstwalze (11) in seitlich angeordneten Lagern (15) gelagert ist, wobei die Lager (15) ihrerseits in Führungen (6) vertikal verschiebbar geführt sind.
Saugroboter (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Borstwalze (11) durch Federn (16) in eine untere Position gedrückt wird.
Saugroboter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Klinge (20) über die im Wesentlichen gesamte Breite der Borstwalze (11) ausgebildet ist.
Saugroboter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Klinge (20) schräg nach unten weist.
Verfahren zum Reinigen einer Borstwalze (11) eines Saugroboters (1) mit den folgenden Schritten: – Anfahren einer Ladestation (30) durch den Saugroboter (1), wobei die Borstwalze (11) durch ein Auffahren des Saugroboters (1) auf eine Auffahrrampe (31) der Ladestation (30) relativ zu einem Gehäuse (2) des Saugroboters (1) angehoben wird und in Eingriff mit einer oberhalb der Borstwalze (11) im Gehäuse (2) des Saugroboters (1) angeordneten Klinge (20) gebracht wird; und – Rotieren der Borstwalze (11) zum Reinigen der Borstwalze (11) und insbesondere zum Entfernen von Haaren und/oder Fäden während die Borstwalze (11) im Eingriff mit der Klinge (20) ist.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Borstwalze (11) für eine vorgegebene Zeitdauer mit einer Drehzahl rotiert, die über einer Betriebsdrehzahl der Borstwalze (11) im Saugbetrieb liegt.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem während des Rotierens der Borstwalze (11) in der angehobenen Position ein Sauggebläse des Saugroboters (1) betrieben wird.