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Gebiet der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Bodendüse für ein Saugreinigungsgerät, welche einen Saugmund und einen Saugkanal zur Verbindung des Saugmundes mit einem Gebläse eines Saugreinigungsgerätes aufweist, wobei die Bodendüse einen Bodensensor zur Detektion der Art einer zu reinigenden Fläche aufweist und wobei der Saugmund in Abhängigkeit von dem Detektionsergebnis des Bodensensors mittels eines Aktors, insbesondere eines Luftbalgs, bspw. von einer Hartbodenstellung in eine Teppichbodenstellung oder umgekehrt, verlagerbar ist.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Bodensensor zur Detektion der Art einer zu reinigenden Fläche sowie ein Saugreinigungsgerät, insbesondere einen Haushaltstaubsauger, mit einer Bodendüse und/oder einem Bodensensor der zuvor genannten Art.
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Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betrieb einer Bodendüse.
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Stand der Technik
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Bodendüsen für Saugreinigungsgeräte sind im Stand der Technik bekannt. Diese können entweder nach der Art eines Vorsatzgerätes an einem Basisgerät des Saugreinigungsgerätes angeordnet sein oder untrennbarer Bestandteil des Saugreinigungsgerätes sein. Das Saugreinigungsgerät kann ein entweder nur zum Saugen oder ein sowohl zum Saugen als auch zum Wischen ausgebildetes Reinigungsgerät sein. Dieses ist entweder von einem Nutzer handgeführt oder selbsttätig verfahrbar, bspw. als Reinigungsroboter.
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Um auf unterschiedlichen Bodenbelägen ein gleichermaßen optimales Reinigungsergebnis zu erzielen, ist es bekannt, die Bodendüse reversibel an die jeweilige Art einer zu reinigenden Fläche anzupassen. Bspw. unterscheidet sich eine Einstellung der Bodendüse für einen Hartboden von einer Einstellung für einen Teppichboden bzw. Teppich. Die Einstellungen unterscheiden sich bspw. durch einen unterschiedlichen Abstand des Saugmundes zu der zu reinigenden Fläche. In der Hartbodenstellung steht die Bodendüse üblicherweise mittels Dichtelementen, bspw. Borstenelementen und/oder Dichtlippen, auf der zu reinigenden Fläche, wodurch ein Abstand zwischen dem Saugmund und der zu reinigenden Fläche geschaffen oder vergrößert wird. Dies verhindert Kratzer in dem Hartboden. In der Teppichbodenstellung ist der Saugmund üblicherweise in geringem Abstand an die zu reinigende Fläche herangeführt, vorzugsweise auf die Fläche aufgesetzt.
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Die Druckschrift
WO 2011/007160 A1 offenbart bspw. eine Bodendüse, bei welcher in Abhängigkeit von der Art einer zu reinigenden Fläche eine an der Bodendüse angeordnete Borsteneinheit verlagert wird, wodurch gleichzeitig auch das Gehäuse der Bodendüse auf die zu reinigende Fläche herabgesenkt oder von dieser abgehoben wird. Die Borsteneinheit ist mit einem Luftbalg verbunden, welcher im Falle eines Hartbodens ein Herausfahren der Borsteneinheit über den Außenumfang des Gehäuses hinaus bewirkt und im Falle eines Teppichbodens ein Hineinfahren der Borsteneinheit in das Gehäuse bewirkt. Dem Luftbalg ist ein Ventil zugeordnet, welches in Abhängigkeit von dem Detektionsergebnis eines Bodensensors öffnet bzw. schließt und somit eine Expansion bzw. Kompression des Luftbalgs auslöst. Der Bodensensor ist ein relativ zu dem Gehäuse der Bodendüse bewegliches Rad, welches durch Interaktion mit der zu reinigenden Fläche rotierbar ist. Bei einem Reinigungsvorgang, in welchem ein Nutzer die Bodendüse vor sich herschiebt, bzw. zu sich heranzieht, rotiert das Rad in einer Ebene. Ein drehfest mit dem Rad verbundenes Betätigungselement öffnet und schließt das Ventil.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ausgehend von dem zuvor genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Bodendüse und einen Bodensensor zu schaffen, welche eine alternative Funktionsweise aufweisen, insbesondere eine Detektion der Art der zu reinigenden Fläche auch unabhängig von einer Bewegungsrichtung der Bodendüse zuverlässig ermöglichen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass der Bodensensor der Bodendüse ein rotierbar gelagertes Rotationselement mit einem Kontaktelement zur Kontaktierung der zu reinigenden Fläche und mit einem eine Wirkverbindung mit dem Aktor aufweisenden Betätigungselement aufweist, wobei dem Betätigungselement ein relativ zu dem Betätigungselement verlagerbares Anlageelement mit einer asphärisch gekrümmten Anlagefläche zugeordnet ist.
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Gemäß der Erfindung ist das Rotationselement eingerichtet und ausgebildet bei seiner Rotation ein Anlageelement, welches auf den Aktor der Bodendüse wirkt und dadurch eine Verlagerung der Bodendüse von bspw. einer Hartbodenstellung in eine Teppichbodenstellung oder umgekehrt veranlasst, zu verlagern. Das Betätigungselement – und auch das Anlageelement – kann dabei grundsätzlich mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch mit dem Aktor in Wirkverbindung stehen. Durch die erfindungsgemäß asphärisch gekrümmte Anlagefläche des Anlageelementes kommt es bei einer Rotation des Rotationselementes und damit auch einer Rotation des gegen die Anlagefläche wirkenden Betätigungselementes zu einer Verlagerung des Anlageelementes und schließlich auch zu einer Verlagerung des Saugmundes der Bodendüse. Sofern die Bodendüse bspw. über einen Teppichboden verfahren wird, kommt es aufgrund einer gegenüber einem Hartboden erhöhten Reibung zwischen dem Kontaktelement des Bodensensors und der zu reinigenden Fläche zu einer Rotation des Rotationselementes. Dadurch wird das Betätigungselement aus einer einer Hartbodenreinigung entsprechenden Vorzugsstellung in eine andere Winkelstellung an der gekrümmten Anlagefläche des Anlageelementes verschwenkt. Dadurch, dass der Krümmungsradius der Anlagefläche nicht über die gesamte Ausdehnung der Anlagefläche dem Rotationsradius des Betätigungselementes entspricht, kommt es zu einer Verlagerung des verlagerbar gelagerten Anlageelementes in eine vom dem Rotationselement abgewandte Richtung. Das Anlageelement kann bspw. ein Teil des den Saugmund verlagernden Aktors sein oder ein nur mittelbar mit dem Aktor in Wirkverbindung stehendes Element.
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Der Bodensensor dient erfindungsgemäß nicht nur der Detektion der Art der zu reinigenden Fläche, sondern bewirkt mittels des verlagerbaren Anlageelementes gleichzeitig auch eine Betätigung des Aktors und somit eine Verlagerung des Saugmundes. Das Rotationselement, welches das Kontaktelement und das Betätigungselement aufweist, kann besonders vorteilhaft nach der Art eines Kugelgelenks in einem bodennahen Gehäuseteilbereich der Bodendüse gelagert sein. Dabei ist das Rotationselement bspw. als eine Kugel ausgebildet, welche auf einer Seite das Kontaktelement und auf der dem Kontaktelement gegenüberliegenden Seite der Kugel das Betätigungselement aufweist. Die Anordnung des Rotationselementes an der Bodendüse erfolgt dann so, dass das Kontaktelement aus dem Gehäuse der Bodendüse herausweist, nämlich bezogen auf einen üblichen Reinigungsvorgang in Richtung der zu reinigenden Fläche, und dass das Betätigungselement in das Gehäuse der Bodendüse hineinweist. Das Kontaktelement kontaktiert die zu reinigende Fläche und kann bspw. eine Dichtlippe oder ein Borstenelement aufweisen, welches in Eingriff mit der zu reinigenden Fläche steht. Durch den von der Art der zu reinigenden Fläche abhängenden Reibungswiderstand zwischen dem Kontaktelement und der Fläche kommt es zu einer Verlagerung des Kontaktelementes und damit auch zu einer Rotation des Rotationselementes, welche wiederum ein Verschwenken des Betätigungselementes relativ zu der Anlagefläche des Anlageelementes bewirkt. Als Kontaktelemente haben sich insbesondere Borsten als vorteilhaft erwiesen, die auf Hartböden und Teppichböden deutlich unterschiedliche Reibungskoeffizienten aufweisen.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Anlagefläche von einer Mitte der Anlagefläche aus betrachtet einen sich nach außen verringernden Krümmungsradius aufweist. Der von dem Rotationselement wegweisende freie Endbereich des Betätigungselementes beschreibt bei der Rotation des Rotationselementes eine kreisförmige, d.h. sphärische, Bahn. Da demgegenüber der Krümmungsradius der Anlagefläche nicht konstant ist, kommt es zu einer Verlagerung des Anlageelementes durch das Betätigungselement. Das Anlageelement wird dabei in eine von dem Rotationselement wegweisende Richtung gedrückt. Bei einer Lagerung des Anlageelementes innerhalb der Bodendüse derart, dass das Anlageelement nur linear verschoben werden kann, wird die Rotationsbewegung des Rotationselementes in eine lineare Bewegung des Anlageelementes umgewandelt. Die Verlagerung, nämlich Verschiebung, des Anlageelementes kann somit als Schalter für den Aktor der Bodendüse wirken. Die Änderung des Krümmungsradius ist vorteilhaft – bezogen auf beispielsweise eine geometrische Mitte der Anlagefläche – symmetrisch, so dass der Betrag der Verlagerung des Anlageelementes unabhängig von der Rotationsrichtung des Rotationselementes gleich groß ist. Die Mitte der Anlagefläche ist dabei vorteilhaft durch eine Symmetrieachse des Anlageelementes, einen Scheitelpunkt der Anlagefläche oder dergleichen bestimmt.
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Es wird vorgeschlagen, dass dem Anlageelement eine Feder zugeordnet ist, deren Rückstellkraft in Richtung des Rotationselementes gerichtet ist, so dass die Feder das Anlageelement gegen das Betätigungselement drückt. Besonders vorteilhaft ist die Feder beispielsweise als Spiralfeder, ausgebildet und auf der dem Betätigungselement abgewandten Seite des Anlageelementes angeordnet. Unabhängig von der aktuellen Rotationsstellung des Rotationselementes und damit auch des Betätigungselementes wird somit eine reversible Verlagerung des Anlageelementes ermöglicht. Die Längsachse der Feder und damit auch die Richtung der Rückstellkraft sind vorteilhaft parallel zu einer Symmetrieachse der Anlagefläche ausgerichtet. Bei einem Verschwenken des Betätigungselementes aus bspw. einer einer Hartbodenreinigung entsprechenden Vorzugsstellung heraus in Richtung eines Teilbereichs der Anlagefläche, der einen geringeren Krümmungsradius aufweist, wird das Anlageelement entsprechend gegen die Rückstellkraft der Feder verlagert. Sobald der Bodensensor anschließend wieder auf einen Hartboden wechselt, wird das Kontaktelement wieder in die der Hartbodenstellung entsprechende Vorzugsstellung aufgerichtet, so dass das Betätigungselement von einem Teilbereich der Anlagefläche mit geringem Krümmungsradius in einen Teilbereich der Anlagefläche mit demgegenüber vergrößertem Krümmungsradius verlagert wird. Dadurch wird das Anlageelement in Richtung des Rotationselementes verlagert, was durch die Rückstellkraft der Feder unterstützt wird.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Anlagefläche des Anlageelementes symmetrisch, insbesondere achsensymmetrisch und/oder rotationssymmetrisch, ausgebildet ist. Durch die bezogen auf die Mitte der Anlagefläche symmetrische Ausgestaltung wird erreicht, dass der Verlauf des Krümmungsradius der Anlagefläche – bezogen auf entgegengesetzte Richtungen – gleich ist. Dadurch funktioniert der Bodensensor bei einer Bewegung der Bodendüse über die zu reinigende Fläche in alle Richtungen gleichermaßen optimal und insbesondere mit einer betragsmäßig identischen Verlagerung des Anlageelementes. Bspw. kann der Wechsel des Saugmundes von einer Hartbodenstellung in eine Teppichbodenstellung oder umgekehrt gleichermaßen gut sowohl bei einem Vorhub der Bodendüse, in welchem ein Nutzer das Saugreinigungsgerät vor sich herschiebt, als auch bei einem Rückhub, in welchem der Nutzer das Saugreinigungsgerät zu sich hinzieht, bewirkt werden.
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Besonders vorteilhaft ist das Anlageelement rotationssymmetrisch ausgebildet, d.h. nach der Art eines asphärisch gekrümmten Tellers, mit welchem ein ebenfalls in alle Richtungen rotierbares Rotationselement wechselwirkt. Bei dieser Ausführungsform ist der Bodensensor als omnidirektionaler Bodensensor ausgebildet, welcher die Art der zu reinigenden Fläche unabhängig von der aktuellen Bewegungsrichtung der Bodendüse über die zu reinigende Fläche erkennt. Bspw. ist es dadurch möglich, die Bodenart auch während einer seitlichen Verschiebung (senkrecht zu der Bewegungsrichtung eines Vorhubs/Rückhubs) der Bodendüse zu erkennen und den Saugmund von einer Teppichbodenstellung in eine Hartbodenstellung zu verlagern, so dass der Bodensensor unabhängig von der aktuellen Bewegungsrichtung gleich gut und gleich schnell reagiert und somit Beschädigungen der zu reinigenden Fläche vermieden werden. Dies stellt einen signifikanten Vorteil gegenüber den Bodendüsen der im Stand der Technik bekannten Art dar, bei welchen das Rotationselement des Bodensensors nur in einer einzigen Ebene, nämlich parallel zu der Vorhub- bzw. Rückhubrichtung der Bodendüse rotiert. Bei Bewegungen der Bodendüse, die nicht parallel dazu verlaufen, bspw. bei einem typischen Verschieben der Bodendüse während des Saugens unter einem Bett oder einem anderen Möbelstück, ist der Bodensensor außer Funktion gesetzt oder weist zumindest eine erhebliche Zeitverzögerung bis zur Reaktion auf, da nur ein Verschiebungsanteil parallel zu der Rotationsebene des Rotationselementes zur Detektion beiträgt.
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Es empfiehlt sich insbesondere, dass das Rotationselement dreidimensional rotierbar gelagert ist. Dadurch ist es möglich, eine Art einer zu reinigenden Fläche bei Bewegungen der Bodendüse in alle Richtungen zu detektieren. Alternativ ist es selbstverständlich jedoch auch möglich, dass das Rotationselement nur in einer Ebene schwenkbar ist, d.h. hin- und herschwenken, kann. Bei dieser Ausgestaltung kann der Bodensensor zuverlässig in zumindest zwei Bewegungsrichtungen detektieren.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Anlageelement mit einem einen Strömungsweg zwischen dem Saugkanal und dem Aktor schaltenden Ventil verbunden ist, welches in Abhängigkeit von der Art der zu reinigenden Fläche betätigbar ist. Der Bodensensor wirkt dabei mechanisch so mit dem Ventil zusammen, dass mittels des verlagerten Anlageelementes gleichzeitig ein Strömungsweg versperrt bzw. freigegeben wird. Das Anlageelement kann vorteilhaft ein Verschlusselement des Ventils aufweisen. Bei einer Verlagerung des Anlageelementes kommt es somit zu einem Öffnen bzw. Schließen des Ventils, d.h. zu einem Öffnen oder Schließen des Strömungsweges zwischen dem Saugkanal und dem Aktor, was schließlich zur Verlagerung des Saugmundes in die Hartbodenstellung oder die Teppichbodenstellung führt. Sofern das Anlageelement bspw. so verlagert ist, dass das Ventil offensteht, kann ein als Luftbalg ausgebildeter Aktor aufgrund des in dem Saugkanal herrschenden Unterdrucks evakuiert werden. Dadurch zieht sich der Luftbalg zusammen und bewirkt bspw. ein Absenken des Saugmundes auf die zu reinigende Fläche, was der Teppichbodenstellung der Bodendüse entspricht. Sofern die Bodendüse demgegenüber wieder von dem Teppichboden auf einen Hartboden wechselt, kann sich das Kontaktelement des Bodensensors aufgrund des verringerten Reinigungswiderstandes wieder parallel zu der geometrischen Mitte der Anlagefläche des Anlageelementes aufrichten, wodurch das Ventil wieder geschlossen wird und eine Belüftung und Expansion des Luftbalgs erfolgt, die wiederum ein Anheben des Saugmundes von der zu reinigenden Fläche für die Reinigung des Hartbodens bewirkt. Der Bodensensor und das Ventil bilden somit eine Einheit, die die Bewegung des Aktors, bspw. des Luftbalgs, schaltet und somit die benötigte Stellung des Saugmundes herbeiführt.
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Des Weiteren wird eine Bodendüse für ein Saugreinigungsgerät vorgeschlagen, welche einen Saugmund und einen Saugkanal zur Verbindung des Saugmundes mit einem Gebläse eines Saugreinigungsgerätes aufweist, wobei die Bodendüse einen Bodensensor zur Detektion der Art einer zu reinigenden Fläche aufweist und wobei der Saugmund in Abhängigkeit von dem Detektionsergebnis des Bodensensors mittels eines Aktors, insbesondere eines Luftbalgs, bspw. von einer Hartbodenstellung in eine Teppichbodenstellung oder umgekehrt, verlagerbar ist, wobei die Bodendüse mindestens zwei Bodensensoren aufweist, wobei jeder Bodensensor ein verlagerbares Kontaktelement zur Kontaktierung der zu reinigenden Fläche aufweist, und wobei die Verlagerungsrichtungen zweier Kontaktelemente senkrecht zueinander angeordnet sind. Bei dieser Ausgestaltung werden zwei Bodensensoren miteinander kombiniert, so dass die Zuverlässigkeit des Detektionsergebnisses steigt. Sofern zumindest einer der beiden (oder auch mehr) Bodensensoren einen Wechsel der Bodenart, bspw. von einem Teppichboden auf einen Hartboden oder umgekehrt, detektiert, wird eine Verlagerung des Saugmunds bewirkt. Die Bodensensoren können dabei auch wie zuvor erläutert je ein rotierbar gelagertes Rotationselement mit einem Betätigungselement aufweisen. Dem Betätigungselement kann ein gemeinsames Anlageelement zugeordnet sein, welches bspw. zwei asphärische Anlageflächen für die Betätigungselemente aufweist. Darüber hinaus können die Bodensensoren auch translatorisch gelagerte Kontaktelemente aufweisen, welche parallel zu der zu reinigenden Fläche verschiebbar sind. Wie vorgeschlagen, sind die Verlagerungsrichtungen zweier Kontaktelemente senkrecht zueinander angeordnet. Die Kontaktelemente können dabei über ein Kreuzgelenk an zwei Rotationsachsen gelagert sein. Dadurch ergibt sich eine Detektion derart, dass bspw. ein Hartboden erkannt wird, wenn die Kontaktelemente beider Bodensensoren nicht ausgelenkt sind und dass ein Teppichboden erkannt wird, wenn zumindest eines der Kontaktelemente ausgelenkt ist. Sofern die Bodendüse bspw. seitlich, d.h. orthogonal zu einem Vorhub/Rückhub bewegt wird, wird vorzugsweise zumindest eines der Kontaktelemente verlagert und die Detektion eines Teppichbodens ermöglicht. Sofern die Bodendüse bspw. in einem 45°-Winkel zu einem Vorhub/Rückhub bewegt wird, werden beide Kontaktelemente verlagert, wobei die auf die jeweilige Detektionsrichtung projizierten Anteile aufaddiert werden können. Die Auswertung der Verlagerungsbewegungen kann entweder über eine separate Schaltungslogik, bspw. in Verbindung mit einer Auswerte- und Steuereinrichtung, erfolgen oder bspw. mittels eines gemeinsamen Anlageelementes, an welchem die Verlagerungen der Kontaktelemente in dieselbe Verlagerungsrichtung aufaddiert werden.
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Neben der zuvor beschriebenen Bodendüse wird mit der Erfindung ebenso ein Bodensensor vorgeschlagen, insbesondere ein Bodensensor für eine Bodendüse der vorgenannten Art, wobei der Bodensensor ein rotierbar gelagertes Rotationselement mit einem Kontaktelement zur Kontaktierung der zu reinigenden Fläche und mit einem Betätigungselement aufweist, wobei dem Betätigungselement ein relativ zu dem Betätigungselement verlagerbares Anlageelement mit einer asphärisch gekrümmten Anlagefläche zugeordnet ist.
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Darüber hinaus wird mit der Erfindung auch ein Saugreinigungsgerät, insbesondere ein Haushaltsstaubsauger, vorgeschlagen, welcher eine Bodendüse und/oder einen Bodensensor der vorgenannten Art aufweist.
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Schließlich wird auch ein Verfahren zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Bodendüse vorgeschlagen, wobei die Art einer zu reinigenden Fläche mittels eines Bodensensors detektiert wird und wobei ein Saugmund der Bodendüse in Abhängigkeit von dem Detektionsergebnis des Bodensensors mittels eines Aktors, insbesondere eines Luftbalgs, bspw. von einer Hartbodenstellung in eine Teppichbodenstellung oder umgekehrt, verlagert wird, wobei mindestens ein die zu reinigende Fläche kontaktierendes Kontaktelement des Bodensensors in Abhängigkeit von einer Verlagerung der Bodendüse relativ zu der zu reinigenden Fläche verlagert wird und die Verlagerung des Kontaktelementes an den Aktor übertragen wird, wobei die Verlagerungen zweier Kontaktelemente in Bezug auf zwei senkrecht zueinander stehende Verlagerungsrichtungen detektiert werden und/oder ein dreidimensional verlagerbares Kontaktelement gegen eine mit dem Aktor in Wirkverbindung stehende asphärisch gekrümmte Anlagefläche wirkt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Saugreinigungsgerät mit einer Bodendüse,
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2 einen Längsschnitt der Bodendüse in einer Hartbodenstellung,
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3 einen Längsschnitt der Bodendüse in einer Teppichbodenstellung,
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4 einen erfindungsgemäßen Bodensensor und ein Ventil bei Detektion eines Hartbodens,
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5 den Bodensensor und das Ventil gemäß 4 bei Detektion eines Teppichbodens.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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1 zeigt exemplarisch ein Saugreinigungsgerät 2 mit einer Bodendüse 1. Das Saugreinigungsgerät 2 ist als Handstaubsauger ausgebildet. Die Bodendüse 1 ist als ein separates Vorsatzgerät ausgebildet, welches von einem Basisgerät 18 des Saugreinigungsgerätes 2 abnehmbar ist. In üblicher Art und Weise weist das Saugreinigungsgerät 2 einen mit dem Basisgerät 18 verbundenen teleskopierbaren Stiel 20 auf. An dem Stiel 20 ist ein Handgriff 21 angeordnet, welcher einen Schalter 22 zum Ein- und Ausschalten eines Gebläses des Saugreinigungsgerätes 2 aufweist. Des Weiteren ist in dem Stiel 20 ein Elektrokabel 23 zum Anschluss des Gebläsemotors an eine elektrische Spannungsversorgung geführt. In dem Basisgerät 18 ist eine Sauggutkammer 5 ausgebildet, in welcher durch die Bodendüse 1 eingesaugtes Sauggut gesammelt werden kann. Die Bodendüse 1 ist an einen Ansaugstutzen 19 des Basisgerätes 18 angeschlossen.
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Die Bodendüse 1 weist hier zwei Räder 24 zur Bewegung der Bodendüse 1 über eine zu reinigende Fläche auf. In der Bodendüse 1 ist darüber hinaus ein Saugkanal 4 (siehe 2 und 3) ausgebildet, welcher über den Ansaugstutzen 19 des Basisgerätes 18 mit der Sauggutkammer 5 und dem Gebläse des Saugreinigungsgerätes 2 in Verbindung steht. Der Saugkanal 4 der Bodendüse 1 mündet in einen Saugmund 3, welcher während eines Saugbetriebs des Saugreinigungsgerätes 2 über die zu reinigende Fläche geführt wird.
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2 zeigt die erfindungsgemäße Bodendüse 1 in einem Längsschnitt. Die Bodendüse 1 weist den Saugkanal 4 auf, welcher hier relativ zu der Bodendüse 1 verlagerbar ist. Der Saugkanal 4 ist derart verlagerbar, dass der Saugmund 3 näher an die zu reinigende Fläche bewegt oder von dieser entfernt werden kann. Der Saugkanal 4 ist schwenkbar in der Bodendüse 1 gelagert, hier bspw. an einer Achse des Rades 24. Die Bodendüse 1 weist unterseitig Borsten 15 auf, welche während eines Saugbetriebs der Bodendüse 1 mit der zu reinigenden Fläche in Kontakt stehen. Der Saugkanal 4 bzw. der Saugmund 3 steht in Strömungsverbindung mit dem Gebläse des Saugreinigungsgerätes 2, so dass auf der zu reinigenden Fläche liegendes Sauggut durch den Saugkanal 4 in die Sauggutkammer 5 des Saugreinigungsgerätes 2 gefördert werden kann.
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Der Saugkanal 4 ist von der in 2 gezeigten Hartbodenstellung in die Teppichbodenstellung gemäß 3 verlagerbar. Die Verlagerung des Saugkanals 4 und damit auch des Saugmundes 3 erfolgt mittels eines Aktors 7 und eines Getriebes 28. In der dargestellten Ausführungsform ist der Aktor 7 ein Luftbalg und das Getriebe 28 eine Führungskulisse. Der Luftbalg ist starr mit der Führungskulisse verbunden, so dass es bei einer Evakuierung oder Expansion des Luftbalgs zu einer Verlagerung der Führungskulisse in Richtung des Luftbalgs bzw. von dem Luftbalg weg kommt. Die Führungskulisse weist ein Langloch 29 mit einer Führungsfläche auf. In dem Langloch 29 ist ein Eingriffselement 30 des Saugkanals 4 schiebebeweglich gehalten. Die Führungsfläche weist in der Darstellung von links nach rechts eine Steigung auf, an welcher das Eingriffselement 30 des Saugkanals 4 entlanggleiten kann. Zudem ist das Eingriffselement 30 linear in der Bodendüse 1 geführt, so dass dieses eine Auf- und Abbewegung vollziehen kann, welche im Wesentlichen senkrecht zu der Verlagerung der Führungskulisse orientiert ist. Dem Luftbalg ist zudem eine Feder 31 zugeordnet, deren Rückstellkraft in Richtung der Führungskulisse wirkt, d.h. in Richtung des expandierten Zustands des Luftbalgs.
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Der Saugkanal 4 und der Aktor 7 sind strömungstechnisch über einen Bodensensor 6 und ein Ventil 17 miteinander verbunden. Das Ventil 17 schaltet einen Strömungsweg 16 zwischen dem Saugkanal 4 und dem Aktor 7, so dass bei geöffnetem Strömungsweg 16 der Aktor 7 über den Saugkanal 4 evakuiert wird, sich zusammenzieht und damit eine Verlagerung des Getriebes 28 und damit auch des Saugmundes 3 bewirkt.
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3 zeigt die Bodendüse 1 in der Teppichbodenstellung. Dabei ist der Aktor 7 zusammengezogen, wodurch auch das Getriebe 28 in der Bildebene der Figur nach rechts verlagert ist. Das Eingriffselement 30 des Saugkanals 4 ist in dieser Teppichbodenstellung innerhalb des Getriebes 28 nach links unten gewandert, so dass der Saugmund 3 aus der Bodendüse 1 heraus in Richtung der zu reinigenden Fläche verlagert ist.
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Der Bodensensor 6 steuert das Ventil 17 derart, dass entweder eine Hartbodenstellung oder eine Teppichbodenstellung der Bodendüse 1 veranlasst wird. Die Hartbodenstellung, in welcher der Saugmund 3 von der zu reinigenden Fläche abgehoben ist, eignet sich insbesondere für Hartböden, wie Parkett, Dielenboden, Laminat, Fliesen und dergleichen. Die Teppichbodenstellung eignet sich insbesondere für Teppichböden, Teppiche und dergleichen.
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Durch die Rückstellkraft der dem Aktor 7 zugeordneten Feder 31 befindet sich der Saugkanal 4 der Bodendüse 1 üblicherweise in der Hartbodenstellung, in welcher der Saugmund 3 von der zu reinigenden Fläche abgehoben ist. Sofern der Nutzer das Saugreinigungsgerät 2 somit auf einem Hartboden verfährt, bleibt die Hartbodenstellung unverändert. Sobald das Saugreinigungsgerät 2 jedoch auf einen Teppich oder Teppichboden geführt wird, detektiert der Bodensensor 6 die geänderte Art der zu reinigenden Fläche und veranlasst eine Öffnung des Ventils 17, so dass der Aktor 7 über den unterdruckbeaufschlagten Saugkanal 4 evakuiert wird. Dadurch zieht sich der Aktor 7 zusammen und wandert mit seinem zu dem Getriebe 28 benachbarten Endbereich entgegen der Rückstellkraft der Feder 31 des Aktors 7 in Richtung des Rades 24, d.h. in der Figur nach rechts. Durch die Verbindung des Getriebes 28 mit dem Aktor 7 wird auch das Getriebe 28 entsprechend nach rechts, d.h. in Richtung des Rades 24 verlagert. Die Verlagerung des Getriebes 28 erfolgt dabei im Wesentlichen in horizontaler Richtung. Das Eingriffselement 30 des Saugkanals 4, welches in das Getriebe 28 eingreift, wandert die Steigung der Führungsfläche hinab, so dass das Eingriffselement 30 in vertikaler Richtung, d.h. senkrecht zu der Verlagerungsrichtung des Getriebes 28, in Richtung der zu reinigenden Fläche verlagert wird. Dies bewirkt gleichzeitig ein Herabsenken des Saugmundes 3 in Richtung der zu reinigenden Fläche, wobei der Saugmund 3 aus der Bodendüse 1 herausgeschwenkt wird.
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Sofern der Nutzer das Saugreinigungsgerät 2 anschließend wieder von dem Teppichboden auf einen Hartboden führt, erfolgt eine Rückverlagerung des Saugmundes 3 in die Bodendüse 1, so dass der Hartboden vor einer Beschädigung durch den Saugmund 3 geschützt ist. Um die Bodendüse 1 von der Teppichbodenstellung in die Hartbodenstellung zu überführen, schließt der Bodensensor 6 das Ventil 17, so dass der Strömungsweg 16 verschlossen wird und der Aktor 7 wieder belüftet wird und sich mit Unterstützung durch die Rückstellkraft der Feder 31 des Aktors 7 ausdehnt. Dadurch wird gleichzeitig auch das Getriebe 28 wieder von dem Aktor 7 weggeschoben, d.h. in der Figurenebene nach links. Der Saugkanal 4 wird in vertikaler Richtung angehoben.
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Die Funktionsweise des Bodensensors 6 und des Ventils 17 wird mit Bezug zu den 4 und 5 näher erläutert.
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Gezeigt ist ein Bodensensor 6 mit einem unmittelbar daran anschließenden Ventil 17. Der Bodensensor 6 weist ein Rotationselement 8 auf, welches nach der Art eines Kugellagers in einer bodennahen Gehäusewandung der Bodendüse 1 gelagert ist. Das Rotationselement 8 ist als Kugel ausgebildet, die auf gegenüberliegenden Seiten ein Kontaktelement 9 und ein Betätigungselement 10 aufweist. Das Kontaktelement 9 weist in der gezeigten Stellung der Bodendüse 1 in Richtung der zu reinigenden Fläche und steht mit Borsten 15 auf der zu reinigenden Fläche auf. Auf der dem Kontaktelement 9 gegenüberliegenden Seite des Rotationselementes 8 weist das Betätigungselement 10 mit seinem freien Endbereich in Richtung des Ventils 17. Der freie Endbereich ist entlang einer sphärischen Bahn verlagerbar.
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In der 4 gezeigten Hartbodenstellung steht das Kontaktelement 9 mit den Borsten 15 senkrecht auf der zu reinigenden Fläche auf. Das Rotationselement 8 ist dabei in einer Vorzugsstellung, in welcher das Betätigungselement 10 ebenfalls orthogonal zu der zu reinigenden Fläche ausgerichtet ist. Das Betätigungselement 10 liegt mit seinem freien Endbereich an einem Anlageelement 12 an, welches eine asphärisch gekrümmte Anlagefläche 11 aufweist. Ausgehend von der gezeigten Vorzugsstellung des Betätigungselementes 10 in der Mitte der Anlagefläche 11, reduziert sich ein Krümmungsradius 13 der Anlagefläche 11 nach außen hin, d.h. zu einem Randbereich der Anlagefläche 11 hin. Das Anlageelement 12 und die Anlagefläche 11 sind rotationssymmetrisch ausgebildet, wobei die Anlagefläche 11 die Form eines Tellers aufweist. Das Anlageelement 12 ist einstückig mit einem Verschlusselement 27 des Ventils 17 ausgebildet. Zwischen dem Anlageelement 12 und dem Ventil 17 ist eine Feder 14 angeordnet, deren Rückstellkraft gegen das verlagerbare Anlageelement 12 wirkt. Das Ventil 17 weist einen Saugkanalanschluss 25 sowie einen Aktoranschluss 26 auf, die über einen Strömungsweg 16 innerhalb des Ventils 17 miteinander verbunden sind. Der Strömungsweg 16 ist durch das Verschlusselement 27 öffenbar bzw. schließbar.
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Der erfindungsgemäße Bodensensor 6 funktioniert nun ausgehend von der in 4 gezeigten Hartbodenstellung so, dass das Kontaktelement 9 bei einer Überführung der Bodendüse 1 von dem Hartboden auf einen Teppichboden, wie in 5 dargestellt, verlagert wird. Im Einzelnen werden die in Eingriff mit der zu reinigenden Fläche stehenden Borsten 15 des Kontaktelementes 9 aufgrund des erhöhten Reibungswiderstandes zwischen den Borsten 15 und der zu reinigenden Fläche festgehalten, so dass das Kontaktelement 9 und damit auch das Rotationselement 8 – bei fortschreitender Verschiebung der Bodendüse 1 über die zu reinigende Fläche – rotiert wird. Dabei ist es für die Funktionsweise des dreidimensional symmetrisch ausgebildeten Bodensensors 6 unerheblich, in welche Richtung die Verschiebung der Bodendüse 1 über die zu reinigende Fläche erfolgt. Infolge der Rotation des Rotationselementes 8 wird auch das Betätigungselement 10 verschwenkt, wobei sich der freie Endbereich ausgehend von der in 4 dargestellten Vorzugsstellung entlang einer sphärischen Bahn bewegt. Die Anlagefläche 11 des Anlageelementes 12 ist demgegenüber asphärisch gekrümmt, wobei sich der Krümmungsradius 13 ausgehend von der gezeigten Vorzugsstellung des Betätigungselementes 10, welche mit einer Symmetrieachse der Anlagefläche übereinstimmt, reduziert. Dadurch wird das Anlageelement 12 entgegen der Rückstellkraft der Feder 14 in Richtung des Ventils 17 verlagert. Die Verlagerung des Anlageelementes 12 bewirkt gleichzeitig eine Verlagerung des mit dem Anlageelement 12 einteilig ausgebildeten Verschlusselementes 27, so dass es zu einer Öffnung des Ventils 17 kommt. Das Verschlusselement 27 hebt sich von einer korrespondierenden Fläche des Ventils 17 ab, so dass der Strömungsweg 16 zwischen dem Saugkanalanschluss 25 und dem Aktoranschluss 26 zur Durchströmung freigegeben ist. Dadurch kann, wie zuvor in Bezug auf die 2 und 3 beschrieben, der Aktor 7 über den Saugkanal 4 evakuiert werden, was schließlich zu einer Verlagerung des Saugmundes 3 auf die zu reinigende Fläche führt.
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Sofern die Bodendüse 1 – ausgehend von der in 5 gezeigten Teppichbodenstellung – wieder auf einen Hartboden gefahren wird, richtet sich das Kontaktelement 9 des Rotationselementes 8 wieder in die Vorzugsstellung auf, wobei das Betätigungselement 10 an der Anlagefläche 11 des Anlageelementes 12 von einem Bereich mit einem geringeren Krümmungsradius 13 in einen Bereich mit einem größeren Krümmungsradius 13 wandert. Diese Rückbewegung kann ggf. durch eine zusätzliche, dem Rotationselement 8 zugeordnete Feder unterstützt sein (nicht dargestellt). Das Anlageelement 12 nähert sich wieder dem Rotationselement 8 an, wodurch gleichzeitig auch das Verschlusselement 27 des Ventils 17 auf die korrespondierende Fläche des Ventils 17 gelegt wird, so dass der Strömungsweg 16 verschlossen wird. Der Aktor 7 kann somit nicht mehr über den Saugkanal 4 evakuiert werden, so dass es zu einer Belüftung des Aktors 7 und schließlich zu einer Verlagerung des Saugmundes 3 von der zu reinigenden Fläche weg kommt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bodendüse
- 2
- Saugreinigungsgerät
- 3
- Saugmund
- 4
- Saugkanal
- 5
- Sauggutkammer
- 6
- Bodensensor
- 7
- Aktor
- 8
- Rotationselement
- 9
- Kontaktelement
- 10
- Betätigungselement
- 11
- Anlagefläche
- 12
- Anlageelement
- 13
- Krümmungsradius
- 14
- Feder
- 15
- Borsten
- 16
- Strömungsweg
- 17
- Ventil
- 18
- Basisgerät
- 19
- Ansaugstutzen
- 20
- Stiel
- 21
- Handgriff
- 22
- Schalter
- 23
- Elektrokabel
- 24
- Rad
- 25
- Saugkanalanschluss
- 26
- Aktoranschluss
- 27
- Verschlusselement
- 28
- Getriebe
- 29
- Langloch
- 30
- Eingriffselement
- 31
- Feder
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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