DE102014112313A1

DE102014112313A1 - Selbstfahrendes Saugreinigungsgerät

Info

Publication number: DE102014112313A1
Application number: DE102014112313.1A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Riehl
Original assignee: Wessel Werk GmbH
Current assignee: Wessel Werk GmbH
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2014-08-27
Publication date: 2015-03-05
Also published as: US20150059120A1; CN104414585B; US9661971B2; KR20150026980A; CN104414585A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein selbstfahrendes Saugreinigungsgerät, das ein Gehäuse (1) und einen Fahrantrieb mit zumindest zwei angetriebenen Rädern (2) umfasst. Ferner ist ein Gebläse, eine mit der Saugseite des Gebläses verbundene Einrichtung zur Luftführung und Schmutzabscheidung und eine Stromquelle zur Energieversorgung vorgesehen. Erfindungsgemäß ist an der Gehäuseunterseite ein als Baugruppe vormontierbares Saugreinigungswerkzeug (3) angeordnet, welches einen Träger (4) mit einem nach unten offenen Walzenraum (5) sowie eine im Walzenraum (5) angeordnete, rotierend antreibbare Reinigungswalze (6) aufweist. An der Unterseite des Trägers ist in Fahrtrichtung vor der bodenseitigen Öffnung des Walzenraums (5) eine mindestens 10 mm hohe Aufgleitschräge (7) vorgesehen. Ferner ist der in Fahrtrichtung vordere Rand der bodenseitigen Öffnung des Walzenraums als formstabile Saugmundkante (8) ausgebildet und ist in Fahrtrichtung hinter der bodenseitigen Öffnung mindestens eine flexible Lippe (9) angeordnet. Die Einrichtung zur Luftführung ist erfindungsgemäß an den Innenraum des Walzenraums (5) angeschlossen.

Description

Die Erfindung betrifft ein selbstfahrendes Saugreinigungsgerät, das ein Gehäuse und einen Fahrantrieb mit zumindest zwei angetriebenen Rädern umfasst. Ferner ist ein Gebläse, eine mit der Saugseite des Gebläses verbundene Einrichtung zur Luftführung und Schmutzabscheidung sowie eine Stromquelle zur Energieversorgung vorgesehen. Ein derartiges Saugreinigungsgerät wird im allgemeinen Sprachgebrauch als Saugroboter bezeichnet.
Der Fahrantrieb des Saugroboters weist eine bevorzugte Fahrrichtung auf, in der sich das Saugreinigungsgerät bei gleich schnell laufenden Antriebsrädern bewegt. Eine Kurvenfahrt kann durch unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten der Antriebsräder erreicht werden. Auch ein Drehen auf der Stelle durch gegenläufig rotierende Räder ist möglich.
Damit sich das selbstfahrende Saugreinigungsgerät (Saugroboter) autonom in dem zu reinigenden Raum bewegen kann, verfügt es über ein Navigationssystem. Dabei werden üblicherweise die Methoden der Koppelnavigation bzw. der Odometrie angewendet. Hierbei wird aus den Bewegungsdaten des Antriebes auf die zurückgelegte Wegstrecke geschlossen. Ein Schlupf der Antriebsräder – insbesondere wenn dieser ungleichmäßig auftritt – kann die Genauigkeit dieser Navigationsprinzipien massiv verringern. Dabei ist der zwischen der Unterseite des Saugroboters und der zu reinigenden Bodenfläche auftretende Reibungswiderstand eine für das Auftreten und die Verteilung des Schlupfes an den Antriebsrädern maßgebende Größe. Antrieb und Navigation von Saugrobotern sind im Stand der Technik weit entwickelt.
Bisher wurde auf die Saugeigenschaften eines Saugroboters und auf die Saugmundgestaltung jedoch nicht hinreichend eingegangen. Infolgedessen bleiben gegenwärtige Saugrobotermodelle hinter den technisch möglichen Saugleistungen noch weit zurück.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein selbstfahrendes Saugreinigungsgerät anzugeben, welches verbesserte Saugeigenschaften besitzt und gleichzeitig eine präzisere Navigation ermöglicht. Hierbei muss auch die Bewältigung von Hindernissen berücksichtigt werden.
Gegenstand der Erfindung und Lösung dieser Aufgabe ist ein selbstfahrendes Saugreinigungsgerät nach Patentanspruch 1.
Erfindungsgemäß ist an der Gehäuseunterseite ein als Baugruppe vormontierbares Saugreinigungswerkzeug angeordnet, welches einen Träger mit einem nach unten offenen Walzenraum sowie eine im Walzenraum angeordnete rotierend antreibbare Reinigungswalze aufweist. An der Unterseite des Trägers ist in Fahrtrichtung vor der bodenseitigen Öffnung des Walzenraumes eine mindestens 10 mm hohe Aufgleitschräge vorgesehen. Ferner ist der in Fahrtrichtung vordere Rand der bodenseitigen Öffnung als formstabile Saugmundkante ausgebildet und ist in Fahrtrichtung hinter der bodenseitigen Öffnung mindestens eine flexible Lippe angeordnet. Die Einrichtung zur Luftführung ist an den Innenraum des Walzenraums angeschlossen.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung weist die Besonderheit auf, dass das Saugreinigungswerkzeug nicht als integraler Bestandteil des Gehäuses des Saugroboters ausgebildet ist, sondern als vormontierte Baugruppe an diesem montiert wird. Somit ist es möglich bei einem Saugrobotermodell, welches bereits bezüglich der Navigation, des Antriebes und der Saugstromleistung optimiert ist, die Saugleistung durch Verwendung eines als Baugruppe optimierten und von einem spezialisierten Hersteller bereitgestellten Reinigungswerkzeuges zu steigern. Die einzelnen Elemente des Saugreinigungswerkzeuges sind aufeinander abgestimmt, um ein möglichst gutes Saugergebnis zu erzielen. Für unterschiedliche Anforderungsprofile – beispielsweise bei unterschiedlichen Bodentypen – können bestimmte Elemente gezielt miteinander kombiniert werden. Für die Saugeigenschaften ist im Allgemeinen die Ausgestaltung der vorderen Saugmundkante entscheidend. Durch die formstabile Ausbildung der vorderen Saugmundkante wird eine besonders gute Saugleistung erzielt. Formstabil heißt in diesem Zusammenhang, dass die Geometrie der Saugmundkante sich beim bestimmungsgemäßen Gebrauch nicht über den Bereich der Fertigungstoleranzen hinaus verformt. Damit Hindernisse gut überfahren werden können, ist in Fahrtrichtung vor der bodenseiteigen Öffnung des Walzenraumes eine mindestens 10 mm hohe Aufgleitschräge vorgesehen. Der Bezugspunkt für diese Höhenangabe ist ein Glattboden, auf dem das Saugreinigungsgerät aufliegt. Vorzugsweise sollte die Höhe der Aufgleitschräge etwa 15 mm betragen. Mit einer Aufgleitschräge ist ein stetiges Profil mit einem Steigungswinkel von vorzugsweise nicht mehr als 45° gemeint. Schließlich kann durch die Kombination aus einer rotierend angetriebenen Reinigungswalze sowie der Absaugung des Luftstromes aus dem Inneren des Walzenraumes eine weitere Verbesserung der Reinigungswirkung erzielt werden, ohne durch einen übermäßig starken Saugluftstrom zusätzlich Bodenreibung zu erzeugen, welcher die Navigation des Saugroboters beeinträchtigen kann.
Für die konstruktive Gestaltung der Aufgleitschräge ergeben sich zahlreiche Möglichkeiten. Die Aufgleitschräge kann aus einer formstabilen Aufgleitfläche an der Unterseite des Trägers bestehen. Ferner kann vor der Saugmundkante eine schwenkbare Klappe oder eine flexible, sich wegbiegende Lippe angeordnet sein, welche die Aufgleitschräge bildet. Schließlich kann die Aufgleitschräge von einer Anordnung aus Rippen und/oder Stegen gebildet werden, wobei unter den Begriff "Stege" insbesondere auch bügelförmige Gleitelemente und Kufen fallen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Saugreinigungswerkzeug an dem Gehäuse vertikal beweglich oder schwenkbeweglich angeordnet. Dadurch ist das Saugreinigungswerkzeug auch von dem Gewicht des Robotergrundkörpers, der das Gehäuse mit Fahrantrieb, Gebläse, Stromquelle und einer Einrichtung zur Luftführung und Schmutzabscheidung umfasst, entkoppelt. Durch eine federnde oder schwingende Lagerung des Saugreinigungswerkzeuges an dem Gehäuse wird erreicht, dass das Saugreinigungswerkzeug nach oben ausweichen oder wegfedern kann, wenn der Saugroboter auf einem hochflorigen textilen Bodenbelag eingesetzt wird und der Robotergrundkörper aufgrund seines Gewichtes mehr oder weniger stark in den Bodenbelag einsinkt. Durch die vertikal bewegliche oder schwenkbewegliche Lagerung kann sich das Saugreinigungswerkzeug stets variabel den Bodengegebenheiten anpassen. Das Saugreinigungswerkzeug kann auf federnden Lagerelementen an dem Gehäuse abgestützt sein. Ferner kann das Saugreinigungswerkzeug Rollen oder Bodengleitelemente zur bodenseitigen Abstützung aufweisen, um sicherzustellen, dass die vordere Saugmundkante beim Saugen eines Glattbodens einen definierten Abstand von vorzugsweise 1 bis 2 mm von der Bodenfläche einhält.
Bevorzugt ist auch der in Fahrtrichtung hintere Rand der bodenseitigen Öffnung des Saugreinigungswerkzeuges als formstabile Saugmundkante ausgebildet. Die dahinter angeordnete flexible Lippe dient dann nur noch zur zusätzlichen Abdichtung des Saugreinigungswerkzeuges nach hinten. Im Rahmen der Erfindung liegt es aber auch, dass die in Fahrtrichtung hinter der bodenseitigen Öffnung angeordnete flexible Lippe eine die bodenseitige Öffnung begrenzende Saugmundkante bildet.
Der Walzenraum kann fest mit der bodenseitigen Fläche des Saugreinigungswerkzeuges verbunden sein. Zweckmäßigerweise ist der Walzenraum schwenkbeweglich an dem Träger des Saugreinigungswerkzeuges gelagert und weist unterseitig angeformte Saugmundkanten auf. In dieser Ausgestaltung sind die Saugmundkanten direkt an die Außenwandung des Walzenraumes angeformt. Dabei fluchtet die Schwenkachse des Walzenraumes bevorzugt mit der Rotationsachse der Reinigungswalze.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Saugmundkanten einzelnen oder als Baugruppe gemeinsam vertikal beweglich angeordnet.
Die Reinigungswalze kann mit Bürsten bestückt sein, die schraubenwendelförmig am Umfang der Reinigungswalze angeordnet sind. Diese Anordnung kann insbesondere aus zwei symmetrisch angeordneten gegenläufig ausgebildeten Schraubenbereichen bestehen, wodurch seitliche Momente durch den Betrieb der Reinigungswalze eliminiert werden. Abhängig vom Bodenbelag und der konkreten Anwendung kann die Reinigungswalze auch weiche Beläge beispielsweise aus Plüsch, Filz oder Schaumstoff aufweisen. Ferner kann die Reinigungswalze mit elastischen Lippen, die ebenfalls einen schraubenwendelförmigen Verlauf aufweisen können, bestückt sein.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen schematisch
1 eine Seitenansicht eines selbstfahrenden Saugreinigungsgerätes, teilweise aufgebrochen,
2 eine Unteransicht des in 1 dargestellten Saugreinigungsgerätes,
3 eine weitere Ausgestaltung des Saugreinigungswerkzeuges in einer Unteransicht.
Zum grundsätzlichen Aufbau des in den Figuren dargestellten Saugreinigungsgerätes gehören ein Gehäuse 1, ein Fahrantrieb mit zumindest zwei angetriebenen Rädern 2 sowie ein Gebläse, eine mit der Saugseite des Gebläses verbundene Einrichtung zur Luftführung und Schmutzabscheidung und eine Stromquelle zur Energieversorgung. Der Aufbau eines solchen Saugreinigungsgerätes, welches auch als Saugroboter bezeichnet wird, ist lange bekannt. Das Gebläse, die Einrichtung zur Luftführung und Schmutzabscheidung sowie die Stromquelle zur Energieversorgung sind in den Figuren nicht dargestellt worden und innerhalb des Gehäuses 1 verdeckt angeordnet und bilden zusammen mit dem Gehäuse 1 den Robotergrundkörper. Das Gewicht des Robotergrundkörpers wird an den beiden angetriebenen Rädern 2 und zumindest einem weiteren Tragelement 15 abgestützt. Das Tragelement 15 kann als Gleiter oder nicht angetriebene, rundum selbstlenkende Rolle ausgebildet sein. Im Ausführungsbeispiel ist das Tragelement 15 in Form einer beweglich gelagerten Kugel dargestellt.
An der Gehäuseunterseite des selbstfahrenden Saugreinigungsgerätes ist ein Saugreinigungswerkzeug 3 angeordnet, welches erfindungsgemäß als Baugruppe vormontiert wird und einen Träger 4 mit einem nach unten offenen Walzenraum 5 sowie eine im Walzenraum angeordnete, rotierend antreibbare Reinigungswalze 6 aufweist. Aus 2 geht hervor, dass an der Unterseite des Trägers 4 in Fahrtrichtung vor der bodenseitigen Öffnung des Walzenraumes 5 eine mindestens 10 mm hohe Aufgleitschräge 7 vorgesehen ist und dass der in Fahrtrichtung vordere Rand der bodenseitigen Öffnung des Walzenraumes als formstabile Saugmundkante 8 ausgebildet ist. In Fahrtrichtung hinter der bodenseitigen Öffnung ist mindestens eine flexible Lippe 8 angeordnet. Die nicht näher dargestellte Einrichtung zur Luftführung ist an den Innenraum des Walzenraums 5 angeschlossen. Der Anschluss ist als Strömungskanal 10 angedeutet.
Das Saugreinigungswerkzeug 3 ist an dem Gehäuse 1 vertikal beweglich oder schwenkbeweglich angeordnet. Die Vertikalbeweglichkeit des Saugreinigungswerkzeuges 3 ist im Ausführungsbeispiel durch federnde Lagerelemente 12, z.B. in Form von Druckfedern schematisch dargestellt. Durch die vertikal bewegliche oder schwenkbewegliche Lagerung kann sich das Saugreinigungswerkzeug 3 variabel den Bodengegebenheiten anpassen.
Durch die vertikal bewegliche oder schwenkbewegliche Lagerung ist das Saugreinigungswerkzeug von dem Gewicht des Robotergrundkörpers entkoppelt. Es wird erreicht, dass das aus einer vorgefertigten Baugruppe bestehende Saugreinigungswerkzeug 3 nach oben ausweichen oder wegfedern kann, wenn der Saugroboter beispielsweise auf einem hochflorigen textilen Bodenbelag eingesetzt wird und der Robotergrundkörper aufgrund seines Gewichtes mehr oder weniger stark in den Bodenbelag einsinkt.
Die Aufgleitschräge 7 ist im Ausführungsbeispiel eine formstabile Aufgleitfläche an der Unterseite des Trägers 4. Anstelle der in den 1 und 2 dargestellten Aufgleitfläche kann die Aufgleitschräge 4 auch aus einer Anordnung aus Rippen und/oder Stegen gebildet sein.
Der in Fahrtrichtung hintere Rand 13 der bodenseitigen Öffnung des Saugreinigungswerkzeuges ist als formstabile Saugmundkante ausgebildet. Die dahinter angeordnete flexible Lippe 9 dient dann nur noch zur zusätzlichen Abdichtung des Saugreinigungswerkzeuges 3 nach hinten.
Im Ausführungsbeispiel ist der Walzenraum 5 fest mit der bodenseitigen Fläche des Saugreinigungswerkzeuges 3 verbunden. Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, dass der Walzenraum 5 schwenkbeweglich an dem Träger 4 des Saugreinigungswerkzeuges 3 gelagert ist und unterseitig angeformte Saugmundkanten aufweist.
Die Reinigungswalze 6 kann mit Bürsten 14 oder elastischen Lippen bestückt sein, die schraubenwendelförmig am Umfang der Reinigungswalze angeordnet sind. Unabhängig vom Bodenbelag und der konkreten Anwendung kann die Reinigungswalze auch weiche Beläge, beispielsweise aus Plüsch, Filz oder Schaumstoff, aufweisen.
Im Ausführungsbeispiel der 3 weist das an dem Gehäuse 1 vertikal beweglich oder schwenkbeweglich gelagerte Saugreinigungswerkzeug 3 Rollen 11 zur bodenseitigen Abstützung auf. Durch die Rollen 11 ist sichergestellt, dass die vordere Saugmundkante 8 beim Saugen eines Glattbodens einen definierten Abstand von vorzugsweise 1 bis 2 mm von der Bodenfläche einhält. Anstelle der Rollen 11 können auch Bodengleitelemente, kugelförmige Wälzkörper oder Räder, deren Ausrichtung sich nach Maßgabe der Fahrtrichtung des Saugroboters selbsttätig einstellt, eingesetzt werden.

Claims

Selbstfahrendes Saugreinigungsgerät, das ein Gehäuse (1), einen Fahrantrieb mit zumindest zwei angetriebenen Rädern (2), ein Gebläse, eine mit der Saugseite des Gebläses verbundene Einrichtung zur Luftführung und Schmutzabscheidung und eine Stromquelle zur Energieversorgung umfasst, – wobei an der Gehäuseunterseite ein als Baugruppe vormontierbares Saugreinigungswerkzeug (3) angeordnet ist, welches einen Träger (4) mit einem nach unten offenen Walzenraum (5) sowie eine im Walzenraum (5) angeordnete, rotierend antreibbare Reinigungswalze (6) aufweist, – wobei an der Unterseite des Trägers (4) in Fahrtrichtung vor der bodenseitigen Öffnung des Walzenraumes (5) Saugmundkante eine mindestens 10 mm hohe Aufgleitschräge (7) vorgesehen ist, – wobei der in Fahrtrichtung vordere Rand der bodenseitigen Öffnung des Walzenraums (5) als formstabile Saugmundkante (8) ausgebildet ist und in Fahrtrichtung hinter der bodenseitigen Öffnung mindestens eine flexible Lippe (9) angeordnet ist, und – wobei die Einrichtung zur Luftführung an den Innenraum des Walzenraums (5) angeschlossen ist.
Saugreinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugreinigungswerkzeug (3) an dem Gehäuse (1) vertikal beweglich oder schwenkbeweglich angeordnet ist.
Saugreinigungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugreinigungswerkzeug (3) auf federnden Lagerelementen (12) an dem Gehäuse (1) abgestützt ist.
Saugreinigungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugreinigungswerkzeug (3) Rollen (11) oder Bodengleitelemente zur bodenseiteigen Abstützung aufweist.
Saugreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufgleitschräge (7) eine formstabile Aufgleitfläche an der Unterseite des Trägers (4) ist.
Saugreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Saugmundkante (8) eine schwenkbare Klappe oder eine flexible Lippe angeordnet ist, welche die Aufgleitschräge (7) bildet.
Saugreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufgleitschräge (7) von einer Anordnung aus Rippen und/ oder Stegen gebildet ist.
Saugreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der in Fahrtrichtung hintere Rand (13) der bodenseitigen Öffnung des Saugreinigungswerkzeuges (3) als formstabile Saugmundkante ausgebildet ist.
Saugreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenraum (5) schwenkbeweglich gelagert ist und unterseitig angeformte Saugmundkanten aufweist.
Saugreinigungsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse des Walzenraums (5) mit der Rotationsachse der Reinigungswalze (6) fluchtet.
Saugreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugmundkanten (8, 13) einzeln oder als Baugruppe gemeinsam vertikal beweglich angeordnet sind.
Saugreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die in Fahrtrichtung hinter der bodenseitigen Öffnung angeordnete flexible Lippe (9) eine die bodenseitige Öffnung begrenzende Saugmundkante bildet.