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Die Erfindung betrifft eine Saugdüse für einen Staubsauger mit einem Gehäuse, mit einem im Gehäuse angeordneten Saugraum, mit einem im Gehäuse ausgebildeten Saugmund, mit mindestens einem ersten Begrenzungselement und mit mindestens einem zweiten Begrenzungselement, wobei das erste Begrenzungselement und das zweite Begrenzungselement den Saugmund zu einem zu reinigenden Boden hin begrenzen. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Saugdüse.
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Saugdüsen sind als Vorsatzgeräte, die in Abhängigkeit vom Einsatzzweck als Hartbodendüsen oder Elektrobürsten bezeichnet werden, typischerweise über einen flexiblen Saugschlauch und/oder ein Handhabungsrohr strömungsdicht mit einem Bodenstaubsauger verbunden. Bei sogenannten Handstaubsaugern kann die Saugdüse auch direkt strömungsdicht mit dem Grundkörper des Staubsaugers verbunden sein. Bei Staubsaugrobotern ist das Grundgehäuse des Staubsaugers einstückig mit der Saugdüse ausgebildet. Die hier in Rede stehenden Saugdüsen weisen in der Regel eine rotierende Bürstenwalze auf, die einen Walzenkörper sowie eine daran angeordnete Vielzahl von Filamenten, insbesondere Borsten, aufweist. Die Filamente können in Form von einzelnen Büscheln oder in Form von Bürstenleisten, d. h. Reihen von nebeneinander angeordneten Filamenten, am Walzenkörper vorgesehen sein.
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Mittels eines in einem Hauptaggregat eines Staubsaugers angeordneten Sauggebläses wird ein Luftstrom durch die Saugdüse hindurch zum Aufsaugen von Partikeln, insbesondere von Staubpartikeln, Grobpartikeln oder Grobgut von einer Oberfläche erzeugt. Der Luftstrom wird durch einen Filter hindurchgeleitet, um die Partikel abzuscheiden.
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Saugdüsen können ebenfalls als Saugeinheit, eine Saugbürste oder eine Saugpolierdüse verstanden werden, wobei eine rotierende Bürste, eine Wischwalze, eine schwingende Wischereinheit oder eine schwingende Polierplatte vorgesehen sein können.
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Die aus dem Stand der Technik bekannten Saugdüsen weisen in der Regel eine hohe Abdichtung zu einem zu reinigenden Boden auf, um bestimmte Anforderungen hinsichtlich der Staubaufnahmewerte der Saugdüse zu erreichen. Diese Staubaufnahmewerte werden in Tests ermittelt, wobei die Saugdüse bei Erfüllung bestimmter Anforderungen eine Zertifizierung erhält. Neben den Staubaufnahmewerten wird beispielsweise der Energieverbrauch der Saugdüse getestet. Eine solche Zertifizierung lässt sich als Verkaufsargument nutzen und führt zu höheren Absatzzahlen der Saugdüse.
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Nachteilig an einer hohen Abdichtung zu einem zu reinigenden Boden ist allerdings auch die Zunahme des Bewegungswiderstandes der Saugdüse für einen Nutzer, der die Saugdüse bedient. Insbesondere bei der Reinigung von Teppichboden nimmt der Unterdruck in dem Saugraum der Saugdüse zu, wodurch ein Nutzer die Saugdüse mit erhöhter Kraftaufbringung über den zu reinigenden Teppichboden verfahren muss.
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Daher liegt der vorliegenden Erfindung das technische Problem zugrunde eine Saugdüse sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Saugdüse bereitzustellen, die bzw. das gute Staubaufnahmewerte sowie einen geringen Bewegungswiderstand aufweist.
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Das zuvor aufgeführte technische Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein Steuermittel das erste Begrenzungselement und/oder das zweite Begrenzungselement während eines Saugvorgangs in Bewegung versetzt. Bevorzugt verläuft die Bewegung des ersten Begrenzungselements und/oder des zweiten Begrenzungselements zumindest teilweise in eine senkrechte Richtung.
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Begrenzungselemente können im Rahmen der Erfindung beispielsweise als Dichtlippen, als Saugmundkanten und/oder als Kufen ausgestaltet sein. Dabei ist es bevorzugt, wenn das erste Begrenzungselement und das zweite Begrenzungselement den Saugmund in Richtung der üblichen Verfahrrichtung der Saugdüse - dem Vorhub der Saugdüse- vorderseitig und rückseitig begrenzen.
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Durch eine Bewegung der Begrenzungselemente während des Saugvorgangs der Saugdüse kann sich der Teppichpol eines zu reinigenden nicht an den Begrenzungselementen der Saugdüse anlegen. Bei der Bewegung der Begrenzungselemente kann es sich beispielsweise um eine leichte Vibration oder um eine regelmäßige bzw. eine unregelmäßige Bewegung handeln. Eine regelmäßige Bewegung kann beispielsweise durch eine oszillierende Schwingung erzeugt werden. In einem solchen Fall ist das zeitliche Verhalten der Bewegung durch eine Frequenz gekennzeichnet. Im Gegensatz dazu bietet eine unregelmäßige Bewegung den Vorteil, dass hierdurch keine Resonanz entsteht, welche sich durch eine für einen Nutzer unangenehme Vibration der Saugdüse äußert.
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Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Saugdüsen wird bei einer Reinigung eines Teppichbodens die Abdichtung des Saugmunds bzw. des Saugraums zu der Umgebung der Saugdüse erhöht. Die Fasern oder Filamente eines Teppichs legen sich an den Begrenzungselementen an. Da sich der von einem Gebläse des Hauptaggregats zur Verfügung gestellte Saugluftstrom nicht ändert, führt dies zu einem Anstieg des Unterdrucks in dem Saugraum, wodurch sich der Bewegungswiderstand der Saugdüse für einen Nutzer erhöht.
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Durch die Bewegung der Begrenzungselemente, wird ein Anlegen des Teppichpols an die Begrenzungselemente vermieden, da die Filamente des Teppichs der Bewegung der Begrenzungselemente aufgrund ihrer Trägheit nicht folgen können. Hierdurch wird der in dem Saugraum bzw. Saugmund herrschende Unterdruck begrenzt, da regelmäßig oder unregelmäßig Luft aus der Umgebung der Saugdüse in den Saugraum bzw. Saugmund gelangen kann. Die Begrenzung des Unterdrucks führt ebenfalls zu einer Begrenzung bzw. Reduktion des Bewegungswiderstands der Saugdüse.
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Vorteilhaft ist ebenfalls, dass der Teppichpol in Schwingung versetzt wird und somit zusätzlich zu der Begrenzung des Unterdrucks in dem Saugraum ein Klopfen des Teppichs stattfindet. Durch ein solches Klopfen des Teppichs werden die in dem Teppich befindlichen Staubpartikel in Schwingung versetzt und können somit von dem zur Verfügung gestellten Saugluftstrom besser, abgelöst und abtransportiert werden.
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Indem die Begrenzungselemente während des Saugvorgangs bewegt werden und somit zu verschiedenen Zeitpunkten des Saugvorgangs unterschiedlich viel Luft von der Umgebung der Saugdüse in den Saugraum strömen kann, entsteht eine Luftströmung in dem Saugraum, die ebenfalls zu einer erhöhten Staubaufnahme führt.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Bewegung durch eine Amplitude und ein zeitliches Verhalten gekennzeichnet. Bevorzugt werden sowohl das erste als auch das zweite Begrenzungselement in eine derartige Bewegung versetzt. Eine Bewegung der Begrenzungselemente, die eine Amplitude sowie ein zeitliches Verhalten aufweist, ist vorteilhaft hinsichtlich der Reduktion des Bewegungswiderstandes der Saugdüse. Dabei können die beiden Begrenzungselemente gleichphasig oder gegenläufig zueinander schwingen oder. bewegt werden. Bevorzugt bewegen sich die beiden Begrenzungselemente gegenläufig zueinander. Hierdurch ist der Saugraum zu jeden Zeitpunkt des Saugvorgangs im Wesentlichen gleich dicht zu der Umgebung der Saugdüse abgedichtet, wodurch der Bewegungswiderstand der Saugdüse während des Saugvorgangs im Wesentlichen identisch bleibt. Die Bewegung kann dabei entweder durch eine oszillierende, gleichmäßige oder durch eine unregelmäßige Bewegung gekennzeichnet sein.
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Eine weitere vorteilhafte Erfindung der Saugdüse ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Einstellmittel dazu ausgebildet ist, die Amplitude und/oder das zeitliche Verhalten der Bewegung zu verändern. Hierdurch kann ein Nutzer die Saugdüse an den jeweils zu reinigenden Boden bzw. an die eigenen Nutzervorlieben hinsichtlich des Bewegungswiderstandes der Saugdüse während des Verfahrens anpassen. Beispielsweise kann die Amplitude und das zeitliche Verhalten der Bewegung bei der Reinigung auf null gesetzt werden, so dass sich die Begrenzungselemente nicht mehr bewegen. Dies ist insbesondere bei der Reinigung von Hartböden vorteilhaft. Bei der Reinigung eines hochflorigen Teppichs kann ein Nutzer die Amplitude bzw. das zeitliche Verhalten der Bewegung erhöhen, wodurch auch auf hochflorigen Teppichen ein für einen Nutzer angenehmer Bewegungswiderstand der Saugdüse erreicht werden kann. Eine Erhöhung der Amplitude bzw. des zeitlichen Verhaltens führt dabei zu einer Reduktion des Bewegungswiderstandes der Saugdüse und eine Verringerung der Amplitude bzw. des zeitlichen Verhaltens dementsprechend zu einer Erhöhung des Bewegungswiderstandes der Saugdüse. Eine Erhöhung des zeitlichen Verhaltens bedeutet eine häufigere bzw. schnellere Bewegung des bzw. der Begrenzungselemente. Eine Verringerung des zeitlichen Verhaltens bedeutet demnach eine seltenere bzw. langsamere Bewegung des bzw. der Begrenzungselemente.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das mindestens eine Steuermittel einen Piezoaktor auf. Mittels eines Piezoaktors kann elektrische Energie in mechanische Energie gewandelt werden. Dies ist vorteilhaft, da die meistens Saugdüsen bereits elektrische Leitungen aufweisen, die beispielsweise dazu ausgebildet sind, eine in dem Saugraum drehbar gelagerte Bürste anzutreiben. Vorzugsweise ist jedes der Begrenzungselemente mit jeweils einem Steuermittel also jeweils einem Piezoaktor verbunden, damit die Begrenzungselemente unabhängig voneinander bewegt werden können.
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Alternativ können die Begrenzungselemente mittels der Steuermittel auch mit anderen Antrieben verbunden werden. Beispielweise ist ein Exzenterantrieb hierzu geeignet, wobei bei einer Verbindung mit einem Exzenterantrieb lediglich das zeitliche Verhalten der Bewegung verstellbar ist, die Amplitude der Bewegung jedoch nicht verändert werden kann.
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Des Weiteren ist es bevorzugt, dass ein Erfassungsmittel den in dem Saugraum herrschenden Druck misst und dass das Steuermittel mittels des Einstellmittels in Abhängigkeit des von dem Erfassungsmittel gemessenen Drucks die Amplitude und/oder das zeitliche Verhalten der Bewegung verändert. Durch eine solche Ausgestaltung braucht ein Nutzer bei einem Verfahren der Saugdüse von einem Bodenbelag auf einen anderen Bodenbelag nicht mehr selbst tätig zu werden, sondern die Saugdüse passt sich automatisiert an den jeweiligen Bodenbelag an.
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Wird beispielsweise zu einem hochflorigen Teppich gewechselt, nimmt der Unterdruck in dem Saugraum zu, welches von dem Erfassungsmittel gemessen wird. Aufgrund der Druckerhöhung in dem Saugraum erhöht das Steuermittel die Amplitude und/oder das zeitliche Verhalten der Begrenzungselemente, wodurch eine Begrenzung bzw. eine Reduktion des in dem Saugraum herrschenden Unterdrucks erreicht wird und somit auch der Bewegungswiderstand der Saugdüse abnimmt.
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Selbiges ist in umgekehrter Weise möglich, wenn ein Nutzer die Saugdüse beispielsweise von einem hochflorigen Teppich auf einen Hartboden verfährt. In einem solchen Fall nimmt der Unterdruck in dem Saugraum ab und das Steuermittel verringert die Amplitude bzw. das zeitliche Verhalten der Begrenzungselemente.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind das erste Begrenzungselement und das zweite Begrenzungselement gelenkig in dem Gehäuse gelagert und mittels des Steuermittels schwenkbar. Bevorzugt sind das erste sowie das zweite Begrenzungselement schwenkbar mit jeweils einem Hebel jeweils eines Steuermittels verbunden. Über eine solche Ausgestaltung kann in konstruktiv günstiger Hinsicht die von beispielsweise einem Piezoaktor erzeugte Bewegung an das jeweilige Begrenzungselement übertragen werden. Die Spitzen der Begrenzungselemente weisen bei einer Bewegung beispielsweise eine Amplitude von 2 bis 6 mm in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung auf. Dies entspricht einer Gesamtbewegung der Spitzen von 4 bis 12 mm.
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Alternativ können anstelle der gelenkigen Lagerung der Begrenzungselemente in dem Gehäuse auch Weichkomponenten als Scharnier zur Lagerung der Begrenzungselemente in dem Gehäuse verwendet werden. Eine derartige Verbindung führt zu einer flexibleren Anbindung der Begrenzungselemente, wobei ein gummielastisches Scharnier allerdings eine geringere Bewegungspräzision aufweist.
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Des Weiteren ist es bevorzugt, dass das erste Begrenzungselement und das zweite Begrenzungselement mittels mindestens einer Strebe miteinander verbunden sind. Über eine Verbindung mit einer Strebe, können die Bewegungen der Begrenzungselemente aneinander übertragen werden, so dass nur ein Steuermittel ausgebildet werden muss.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind das erste Begrenzungselement, das zweite Begrenzungselement und/oder die Strebe in im Wesentlichen vertikalen Führungen des Gehäuses gelagert. Hierdurch entsteht ein Kufenrahmen, der über das Steuermittel in eine Bewegung versetzt wird. Bei einer solchen Ausgestaltung können beide Begrenzungselemente allerdings nur gleichläufig zueinander schwingen bzw. bewegt werden.
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Als Alternative zu den im Wesentlichen vertikalen Führungen ist es bevorzugt, dass die Strebe gelenkig in dem Gehäuse gelagert ist und mittels des Steuermittels schwenkbar ist. Hierdurch entsteht eine Art Kufenrahmen, der vorzugsweise mittig an einer Achse gelagert ist, so dass das erste und das zweite Begrenzungselement mittels des Steuermittels in eine zueinander gegenläufige Wippbewegung versetzt werden können. Bei einer solchen Ausgestaltung können beide Begrenzungselemente allerdings nicht gleichläufig zueinander schwingen.
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Das zuvor aufgeführte technische Problem wird ebenfalls durch ein Verfahren zum Betreiben einer Saugdüse gelöst, bei dem ein Saugraum bzw. ein Saugmund zu einem zu reinigenden Boden mittels mindestens eines ersten Begrenzungselements und mittels mindestens eines zweiten Begrenzungselements begrenzt werden, und bei dem das erste Begrenzungselement und/oder das zweite Begrenzungselement in Bewegung versetzt werden.
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Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der auf das Verfahren rückbezogenen Unteransprüche wurden bereits im Zusammenhang mit der Vorrichtung erläutert.
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Bevorzugt werden das erste Begrenzungselement und/oder das zweite Begrenzungselement in eine Bewegung mit einer Amplitude und einem zeitlichen Verhalten versetzt.
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Des Weiteren ist es bevorzugt, dass die Amplitude und/oder das zeitliche Verhalten der Bewegung in Abhängigkeit des in dem Saugraum gemessenen Drucks eingestellt werden.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden das erste Begrenzungselement und das zweite Begrenzungselement gegenläufig zueinander bewegt werden. Hierdurch kann während des Verfahrens der Saugdüse ein im Wesentlichen konstanter Bewegungswiderstand ermöglicht werden, da die Menge des in dem Saugraum befindlichen Unterdruck, die entweichen kann, während des Verfahrens der Saugdüse im Wesentlichen identisch bleibt.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnung erläutert. Es zeigt
- 1 eine schematische Zeichnung eines Ausführungsbeispiels eines vorderen Teils der erfindungsgemäßen Saugdüse in einer Seitenansicht.
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In 1 ist eine schematische Zeichnung eines Ausführungsbeispiels eines vorderen Teils der erfindungsgemäßen Saugdüse 2 in einer Seitenansicht gezeigt. Die Saugdüse 2 weist ein Gehäuse 4, einen in dem Gehäuse 4 angeordneten Saugraum 6 und einen in dem Gehäuse 4 ausgebildeten Saugmund 8 auf. Der Saugraum 6 bzw. Saugmund 8 wird vorderseitig durch ein erstes Begrenzungselement 10 und rückseitig durch zweites Begrenzungselement 12 zumindest teilweise zu einem zu reinigenden Boden abgedichtet.
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Das erste Begrenzungselement 10 und das zweite Begrenzungselement 12 sind dabei in Form von beweglichen Kufen ausgestaltet. Es liegt jedoch ebenso im Sinne der Erfindung, dass die beiden Begrenzungselemente 10 und 12 als Dichtlippen ausgestaltet sein können.
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Der Saugraum 6 bzw. Saugmund 8 wird seitlich ebenfalls durch nicht dargestellte Begrenzungselemente zu einem zu reinigenden Boden abgedichtet. Diese Begrenzungselemente können beispielsweise als Dichtlippen, als Kufen oder als Gehäuseteile ausgestaltet sein.
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Das erste Begrenzungselement 10 ist mittels eines Gelenks 14 schwenkbar in dem Gehäuse 4 der Saugdüse 2 gelagert. Über ein weiteres Gelenk 16 ist das erste Begrenzungselement 10 mit einem ersten Hebel 18 eines ersten Steuermittels 20 verbunden. Dieser erste Hebel ist wiederum mit einem ersten Piezoaktor 22 des ersten Steuermittels 20 verbunden. Das erste Steuermittel 20 setzt sich somit aus dem ersten Hebel 18 und dem ersten Piezoaktor 22 zusammen.
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Das zweite Begrenzungselement 12 ist ebenfalls mittels eines Gelenks 24 schwenkbar in dem Gehäuse 4 der Saugdüse 2 gelagert. Über ein weiteres Gelenk 26 ist das zweite Begrenzungselement 12 mit einem zweiten Hebel 28 eines zweiten Steuermittels 30 verbunden. Der zweite Hebel 28 ist wiederum mit einem zweiten Piezoaktor 32 des zweiten Steuermittels 30 verbunden. Das zweite Steuermittel 30 setzt sich somit aus dem zweiten Hebel 28 und dem zweiten Piezoaktor 32 zusammen.
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Der erste Piezoaktor 22 und der zweite Piezoaktor 32 sind mittels elektrischer Leitungen 34 mit einem Einstellmittel 36 verbunden. Selbiges gilt für ein im Saugraum 6 angeordnetes Erfassungsmittel 38, welches ebenfalls mit dem Einstellmittel 36 verbunden ist.
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Das Erfassungsmittel 38 ist als Drucksensor ausgestaltet, der den in dem Saugraum 6 herrschenden Druck an das Einstellmittel 36 überträgt. Das Einstellmittel 36 leitet in Abhängigkeit des gemessenen Druck ein elektrisches Signal an die beiden Steuermittel 20 und 30 weiter. Liegt der gemessene Druck über einer bestimmten Schwelle, erhöhen die Steuermittel 20 und 30 das zeitliche Verhalten und Amplitude der Bewegung der Begrenzungselemente 10 und 12.
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Hierzu wird das elektrische Signal mittels der Piezoaktoren 22 und 32 in eine mechanische Bewegung in Richtung der beiden Doppelpfeile der Hebel 18 und 28 gewandelt. Die Hebel 18 und 28 werden also auf und ab bewegt. Mittels der gelenkigen Verbindung zwischen den Hebeln 18 und 28 und den Begrenzungselementen 10 und 12 werden die Begrenzungselemente 10 und 12 um die Gelenkpunkte 14 und 24 geschwenkt. Die Spitzen der beiden Begrenzungselemente 10 und 12 werden dabei in Richtung der dargestellten Pfeile in Form von einer Schwingung bewegt.
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Wird der von dem Erfassungsmittel 38 gemessene Druck in dem Saugraum 6 zu groß, wird die Amplitude und das zeitliche Verhalten der Bewegung der Spitzen der beiden Begrenzungselemente 10 und 12 von dem Einstellmittel 36 erhöht. Hierdurch verringert sich für einen Nutzer der Bewegungswiderstand der Saugdüse 2. Falls der gemessene Druck abfällt, wird die Amplitude und das zeitliche Verhalten der Bewegung der Begrenzungselemente 10 und 12 von dem Einstellmittel 36 verringert.
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Mittig in dem Saugraum 6 ist eine Bürstenwalze 40 mit daran angeordneten Filamenten rotierbar gelagert. An der vorderen Unterseite des Gehäuses 4 ist eine Rolle 42 drehbar angeordnet.
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Die Erfindung ist nicht auf das in der 1 dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere sind konstruktiv andere Möglichkeiten denkbar, auf welche Weise Begrenzungselemente 10 und 12 des Saugraums 6 bzw. Saugmunds 8 in eine Bewegung versetzt werden können, um den in dem Saugraum 6 bzw. Saugmund 8 herrschenden Unterdruck zu verringern bzw. zu begrenzen und somit einen für einen Nutzer komfortablen Bewegungswiderstand der Saugdüse 2 sicherzustellen.
