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Die Erfindung betrifft ein Reinigungsgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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In Spinnereien und Webereien fallen durch Fasern ständig große Mengen Flusen unmittelbar an den Spinnereimaschinen und Webereimaschinen an, auch benachbart der Maschinen auf den Böden. Die Maschinen innerhalb einer Spinnerei oder Weberei stehen relativ eng beieinander, da die Grundfläche der klimatisierten Räume zur Energieersparnis gering gehalten werden soll.
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Insbesondere Spinnereien sind in der Regel hoch automatisiert. Die Reinigung der Böden wäre theoretisch durch die Verwendung von Saugrobotern möglich. Es zählen selbstfahrende Saugroboter zum Stand der Technik, die nass arbeiten. Im Bereich von Spinnereien ist eine Nassreinigung nicht zweckmäßig, da der permanente Flusenflug zu weiteren Anhaftungen an feuchten Oberflächen führen würde. Es kommt nur eine Trockenreinigung infrage.
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Saugroboter für kleinere Flächen sind in der Regel so konzipiert, dass sie sehr flach bauend sind, um beispielsweise unter Möbelstücken saugen zu können. Dementsprechend klein ist das Volumen ihrer Auffangbehälter. Kleine Saugroboter müssen daher relativ häufig entleert werden. Das manuelle Entleeren ist vollkommen unpraktikabel, insbesondere bei sehr großen Flächen, wie in einer Spinnerei. Die Wege zwischen den einzelnen Spinnmaschinen sind sehr lang. Dementsprechend ist ein kleiner Saugroboter mit kleinem Auffangbehälter und kleinem Energiespeicher nicht für diesen Einsatzzweck geeignet. Eine rein größenmäßige Skalierung ist ebenso wenig geeignet, wie die Erhöhung der Anzahl kleinerer Saugroboter, weil sich dadurch die Gefahr von Kollisionen mit Menschen oder anderen automatisierten Einrichtungen erhöht.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Möglichkeit aufzuzeigen, auf vergleichsweise engem Raum, insbesondere in einer Spinnerei, eine möglichst automatisierte Reinigung von Bodenflächen durchzuführen.
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Diese Aufgabe ist bei einem Reinigungsgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Das erfindungsgemäße Reinigungsgerät besteht aus zwei Hauptbaugruppen nämlich einem elektromotorisch angetriebenen Saugroboter und einer Entleerungsstation für den Saugroboter. Das erfindungsgemäße Reinigungsgerät kann wenigstens eine Entleerungsstation besitzen und gleichzeitig mehrere Saugroboter umfassen, die an der einen Entleerungsstation entleert werden. Es ist auch möglich, mehrere Entleerungsstationen vorzusehen, sodass ein Saugroboter jeweils zum Entleeren die ihm am nächsten liegende Entleerungsstation anfahren kann. Die kleinste Einheit der Erfindung besteht aus einer einzigen Entleerungsstation mit einem einzigen Saugroboter. Eine anforderungsgerechte Skalierung hinsichtlich der Anzahl der benötigten Entleerungsstationen und hinsichtlich der Anzahl der benötigten Saugroboter ist möglich.
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Jeder der Saugroboter besitzt einen gefilterten Auffangbehälter. Der Auffangbehälter besitzt eine Öffnung zur Verbindung mit der Entleerungsstation.
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Das erfindungsgemäße Reinigungsgerät ist dafür vorgesehen, sich bei Erreichen eines bestimmten Füllstandes oder beim Erreichen eines bestimmten minimalen Ladezustandes des Energiespeichers selbsttätig zu einer Entleerungsstation zu bewegen. Der Saugroboter tritt mit der Entleerungsstation über eine Öffnung in Kontakt, sodass der Auffangbehälter entleert werden kann. Die von dem Saugroboter eingesammelten Verschmutzungen werden von der Entleerungsstation aufgenommen. Der entleerte Saugroboter kann anschließend seine Fahrt fortsetzen.
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Bei der Erfindung ist vorgesehen, dass die Entleerungsstation eine Sauglanze aufweist. Diese Sauglanze dringt beim Andocken des Saugroboters an der Entleerungsstation durch die Bewegung des Saugroboters in den Auffangbehälter des Saugroboters ein. Eine Sauglanze im Sinne der Erfindung geht über die reine Funktion einer Kupplung zur Verbindung der Entleerungsstation mit dem Saugroboter hinaus. Die Sauglanze besitzt eine Länge die dazu vorgesehen ist, tief in den Auffangbehälter des Saugroboters einzudringen. Die Eindringtiefe beträgt mindestens 20 % der Länge des Auffangbehälters. Vorzugsweise dringt die Sauglanze über mehr als 50 % der Länge des Auffangbehälters in diesen ein.
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Der Saugroboter besitzt eine Hauptfahrtrichtung. Die Hauptfahrtrichtung definiert die Vorderseite des Saugroboters. Die Rückseite des Saugroboters befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite entgegen der Hauptfahrtrichtung. Die Öffnung zur Verbindung mit der Entleerungsstation befindet sich auf einer Rückseite des Saugroboters. Der Saugroboter wird zum Andocken an die Entleerungsstation rückwärts bewegt. Diese Bewegung erfolgt voll automatisiert. Die Anordnung auf der Rückseite hat den Vorteil, dass die Vorderseite des Saugroboters zur Verfügung steht, um dort relativ große Saugrohre anordnen zu können. Es ergeben sich dadurch größere Designfreiheiten, wie z.B. sehr große Öffnungen für entsprechend große Auffangbehälter.
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Bei der Erfindung ist vorgesehen, dass die Rückseite mit der Öffnung gewissermaßen auf die Sauglanze stößt. Die Sauglanze ist ortsfest. Sie ist insbesondere unbeweglich. Sie soll von der Rückseite her in den Saugroboter eindringen. Es wird als besonders zweckmäßig angesehen, wenn sich der Auffangbehälter horizontal erstreckt, da sich der Saugroboter auf einem horizontalen Boden bewegt. Die Längsrichtung der Sauglanze ist parallel zur Fahrtrichtung des Saugroboters. Es ist von Vorteil, wenn die Entleerungsstation so einfach wie möglich gestaltet werden kann. Die beweglichen Komponenten befinden sich daher hauptsächlich am Saugroboter. Die Antriebskraft des Saugroboters soll dafür genutzt werden, dass die Sauglanze die Öffnung am Saugroboter öffnen kann. Die Entleerungsstation ist hierfür am Boden befestigt.
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Der Auffangbehälter ist vorzugsweise rohrförmig. Ein rohrförmiger Auffangbehälter ermöglicht es, sehr lange Sauglanzen verwenden zu können. Die Sauglanze greift insbesondere zentral in den Auffangbehälter, sodass eine Mittellängsachse des Auffangbehälters gleichzeitig die Mittellängsachse der Sauglanze ist. Diese konzentrische Anordnung von Sauglanze und Auffangbehälter ermöglicht es beim Absaugen der Verschmutzungen, den Querschnitt des Auffangbehälters gleichmäßig mit einem Unterdruck zu beaufschlagen. Dadurch kann der Auffangbehälter sehr gleichmäßig gereinigt werden. Vorzugsweise unterscheiden sich die Querschnitte zwischen dem Auffangbehälter und der Sauglanze nur geringfügig.
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Der Auffangbehälter ist gefiltert. Im Saugbetrieb wird die Umgebungsluft angesaugt, die mit den Verschmutzungen, insbesondere mit Flusen belastet ist. Die Verschmutzungen bzw. Flusen bleiben im Auffangbehälter hängen. Der Auffangbehälter besitzt Wände, die als Filter ausgestaltet sind. Außerhalb des Auffangbehälters befindet sich ein saugendes Gebläse, dass die von Flusen gereinigte Luft ansaugt.
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Der Begriff „rohrförmig“ steht stellvertretend für langgestreckte insbesondere zylindrische Auffangbehälter. Der Querschnitt kann allerdings auch mehreckig oder unrund sein. Die Kontur der Sauglanze kann an die Querschnittskontur des Achsenauffangbehälters angepasst sein. Insbesondere befindet sich umfangseitig der Sauglanze ein gleichbleibend breiter Spalt zwischen der Wand des Auffangbehälters und der Sauglanze. Bei dem Auffangbehälter kann es sich insbesondere um einen langgestreckten Filtersack handeln.
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Es ist möglich, dass die gesamte Wand des Auffangbehälters als Filter ausgebildet ist. Der Filter kann außenseitig und/oder innenseitig gestützt sein. Es kann sich aber auch um einen durchgängigen Filtersack handeln, der keine weitere außenseitige Stützung außer am Anfang und am Ende des Filters benötigt.
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Vorzugsweise ist der Auffangbehälter an einem Ende mit einem Saugrohr verbunden. Das Saugrohr befindet sich insbesondere am Stirnende des Auffangbehälters. Das Saugrohr ist wiederum mit einer Saugdüse zur Bodenreinigung verbundenen. Das andere Ende des Auffangbehälters ist offen, um das Eindringen der Sauglanze zu ermöglichen. Durch dieses offene Ende soll keine Nebenluft angesaugt werden. Daher ist der Ansaugraum durch eine luftundurchlässige Trennwand von dem offenen Ende getrennt, so dass Unterdruck nur an den Wänden des Auffangbehälters anliegt. Der Unterdruck bewirkt, dass Flusen nur gegen die Wände gesaugt werden und nicht aus der dem offenen Ende heraus gelangen. Ein so konfigurierter Auffangbehälter ermöglicht es, Flusen ohne großen Strömungswiderstand im Übergang von dem Saugrohr zum Auffangbehälter aufzunehmen. Insbesondere besitzt das Saugrohr einen in den Querschnitt, der im Wesentlichen dem Querschnitt des Auffangbehälters entspricht. Vorzugsweise sind die Querschnittsformen von Saugrohr und Auffangbehälter identisch, insbesondere sind sie kreisrund. Auf diese Weise wird der über den Auffangbehälter erzeugte Luftstrom im Wesentlichen ohne Engstellen zwischen dem Auffangbehälter und der Saugdüse am Boden aufrechterhalten.
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Das andere Ende des rohrförmigen Auffangbehälters ist während des Saugbetriebs offen, es kann allerdings keine Luft nachströmen. Unterdruck wird nur auf der dem offenen Ende abgewandten Seite der Trennwand innerhalb des Auffangbehälters aufgebaut
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Die Sauglanze soll insbesondere tief, vorzugsweise vollständig in den Auffangbehälter eingreifen. Die Sauglanze erstreckt sich in der Eingriffsposition vorzugsweise über wenigstens 50 % der horizontalen Länge des Auffangbehälters. Insbesondere erstreckt sich die Lanze über zwei Drittel bis 100 % der Länge des Auffangbehälters. Auf diese Weise können auch Flusen bzw. Verschmutzungen im Eintrittsbereich des Auffangbehälters entfernt werden. Das Absaugen der Verschmutzungen erfolgt bereits während des Verfahrens des Sauroboters in die Entleerungsstation. Dadurch können Verschmutzung vom hinteren Ende des Auffangbehälters bis zum vorderen Ende gleichmäßig abgesaugt werden. Der Unterdruck in der Sauglanze wirkt dabei reinigend auf die gefilterten Wände des Auffangbehälters.
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Bevorzugt ist die Entleerungsstation an eine Zentralabsaugung angeschlossen. Derartige Zentralabsaugungen gibt es insbesondere in Spinnereien. Dadurch werden die von Flusen genauso wie alle anderen aufgesogenen Flusen einer zentralen Filtereinheit zugeführt. Die Entleerungsstation benötigt daher nicht zwingend ein eigenes Sauggebläse. Die Entleerungsstation besitzt allerdings ein Ventil, um die Sauglanzen zu aktivieren bzw. um dort einen Unterdruck entstehen zu lassen. Die Aktivierung dieses Ventils oder auch die Aktivierung einer Unterdruck erzeugenden Gebläseeinheit erfolgt sensorisch, wenn der Saugroboter sich der Entleerungsstation nähert bzw. die Sauglanzen in Kontakt mit dem Saugroboter kommen.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Öffnung zum Eingreifen der Sauglanze mit einer verschwenkbaren Klappe verschlossen. Diese Klappe ist dazu ausgebildet, sich beim Herausfahren des Saugroboters aus der Entleerungsstation selbsttätig zu schließen. Das Schließen einer solchen Klappe kann durch die eigene Gewichtskraft erfolgen. In diesem Fall ist es zweckmäßig, wenn die Klappe eine im Wesentlichen horizontale Schwenkachse oberhalb der Öffnungen besitzt. Die Klappe wird beim Eindringen der Sauglanze gewissermaßen nach oben aufgestoßen, sodass der Weg zu dem Auffangbehälter frei ist. Bereits in dieser Phase kann die Sauglanze aktiviert werden. Die Aktivierung kann sensorisch durch den Kontakt der Sauglanze mit dem Saugroboter erfolgen. Es ist möglich, dass die Klappe durch zusätzliche Unterstützungsmittel wieder in die Schließposition verlagert wird. Die Schließkraft kann insbesondere durch eine Federkraft erzeugt werden. Federkräfte können aus dem Zusammenspiel von elastisch verformbaren Werkstoffen mit der verschwenkbaren Klappe entstehen. Es kann sich hierbei auch um den Einsatz von Gummielementen oder elastomeren Werkstoffen handeln. Insbesondere kommen metallische Federn zum Einsatz, um die Klappe selbsttätig zu schließen, sofern das nicht durch das eigene Gewicht möglich ist.
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Nach dem Öffnen der Klappe durchdringt die Sauglanze zunächst einen Vorraum. Der Vorraum ist durch die Trennwand von dem Ansaugraum getrennt. Das offene, hintere Ende des Auffangbehälters mündet in diesem Vorraum. Die Klappe schwenkt in diesem Vorraum hinein. Im Vorraum herrscht während des Saugens ein Unterdruck. Die von Flusen und anderen Verschmutzungen gereinigte Luft wird von einem Gebläse angesaugt, das an den benachbarten Ansaugraum angeschlossen ist. Die Verschmutzungen werden von dem Gebläse gegen die Wände der Auffangbehälter gesaugt, also weg von den Enden der Auffangbehälter. Es können keine Verschmutzungen austreten. Beim Entleeren ist das Gebläse abgeschaltet und an der Sauglanze liegt ein Unterdruck an. Damit die gefilterten Wände des Auffangbehälters gereinigt werden können, ist es notwendig, dass Luft in den Ansaugraum nachströmt. Um das Nachströmen zu erleichtern ist vorgesehen, dass die Klappe in einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich beiderseits einer Schwenkachse aufgeteilt ist. Die Klappe soll mit ihrem zweiten Bereich eine Ansaugöffnung freigeben. Die Ansaugöffnung ist eine Verbindung zwischen der Umgebungsluft und dem Ansaugraum. Im ersten Bereich der Klappe befindet sich die Sauglanze. Im zweiten Bereich der Klappe befindet sich die Ansaugöffnung. Die Öffnungen für die Lanze und die Ansaugöffnung sind dadurch entweder gleichzeitig offen oder gleichzeitig geschlossen. Die Klappe kann insbesondere im Wesentlichen L-förmig konfiguriert sein mit zwei im Winkel zueinanderstehenden Bereichen, wobei im Scheitelpunkt dieser beiden Bereiche die Schwenkachse verläuft. Damit sich die Klappe nach dem Absaugen und Herausziehen der Sauglanze sicher schließt, befinden sich beide Bereiche der Klappe in der Offenstellung auf einer Seite der Schwenkachse, d. h. auf der der Fahrzeugrückseite abgewandten Seite. Dadurch, dass insbesondere bei einer L-förmigen Klappe beide Bereiche dieser Klappe durch die Gewichtskraft nach unten gezogen werden, schließt sich die Klappe selbsttätig.
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Damit die Klappe auch in der Schließstellung verbleibt sind die mit Unterdruck beaufschlagten Flächen der beiden Bereiche der Klappen unterschiedlich groß. Der Bereich, der von der Sauglanze aufgestoßen wird muss kleiner sein als der Bereich der Klappe der nach außen öffnet. Dieser zweite Bereich ist vorzugsweise mindestens 10 % größer als der erste Bereich. Durch die Überlagerung der Gewichtskraft, einer etwaigen unterstützenden Federkraft zum Schließen der Klappe und durch die höhere Saugkraft, die auf den größeren, zweiten Bereich der Klappe wirkt, befindet sich die Klappe während des Saugbetriebs in einer sicheren Schließposition, so dass Luft aus der Umgebung ausschließlich über die Saugdüsen in den Auffangbehälter eingesaugt werden kann. Der zweite Bereich der Klappe kann sowohl den Vorraum als auch den Ansaugraum öffnen und daher die Trennwand übergreifen. Auch kann eine größere Länge des zweiten Bereiches in der Schließstellung durch den anliegenden Unterdruck ein größeres Drehmoment um die Schwenkachse erzeugen, welches die Klappe in der Schließstellung hält.
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Vorzugsweise sind mehrere Auffangbehälter nebeneinander angeordnet. Es können beispielsweise zwei oder drei der Auffangbehälter nebeneinander in Horizontalrichtung an dem Saugroboter angeordnet sein. Sie befinden sich vorzugsweise im oberen Bereich des Saugroboters. Die Auffangbehälter besitzen ein geringes Gewicht, sodass der Schwerpunkt des Saugroboters niedrig bleibt. Unterhalb des Auffangbehälters befinden sich vergleichsweise schwere Energiespeicher, ein Sauggebläse und eine Antriebseinheit für den Saugroboter. Dadurch hat der Saugroboter einen sehr niedrigen Schwerpunkt und sicheren Stand. Es ist eine sehr schmale und langgestreckte Bauweise möglich, die es dem Saugroboter gestattet, sich auch durch enge Passagen zwischen Maschinen, insbesondere innerhalb einer Spinnerei, in Längsrichtung zu bewegen.
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Der Saugroboter besitzt Saugdüsen insbesondere auf seiner Vorderseite. Durch die vorderseitigen Düsen wird verhindert, dass der Saugroboter zunächst über die Verschmutzungen fährt und diese an den Rädern oder den Boden gepresst werden. Der Saugroboter fährt daher größtenteils nur über gesaugten, d. h. gereinigten Boden.
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Das erfindungsgemäße Reinigungsgerät führt keine zeitkritischen Reinigungen durch. Es ist in der Regel unerheblich, ob der Saugroboter früher oder später losfährt. Wesentlich ist, dass er regelmäßig seinen Dienst verrichtet. Daher ist es auch nicht kritisch für den Reinigungseffekt, wenn der Saugroboter etwas länger als erforderlich in der Entleerungsstation verbleibt. Aus diesem Grunde kann die Entleerungsstation gleichzeitig als Ladestation für einen aufladbaren Energiespeicher des Saugroboters konfiguriert sein. Da das insbesondere elektrische Laden länger dauert als das Entleeren des Auffangbehälters, können die Ventile in der Entleerungsstation schon nach wenigen Sekunden geschlossen werden, wenn die Auffangbehälter entsprechend geleert sind. Dahingehend kann das Laden der Energiespeicher je nach Größe der Energiespeicher wesentlich länger dauern und sich im Bereich von mehreren Minuten im ein oder zweistelligen Bereich bewegen.
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Je größer der Energiespeicher ist, desto länger kann der Saugroboter im Einsatz sein, mehr und weitere Wege zurücklegen und gleichzeitig mehr Verschmutzungen aufnehmen.
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Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn der schmalbauende Saugroboter mehrere Saugdüsen besitzt. Insbesondere sind die Saugdüsen quer zur Fahrtrichtung des Saugroboters verlagerbar. Jeweils eine Saugdüse ist vorzugsweise mit einem einzelnen Auffangbehälter gekoppelt. Beispielsweise kann die zentrale Saugdüse überlappend zu einer linken und rechten Saugdüse angeordnet sein. Beim Durchfahren enger Passagen ist der Überlappungsbereich zwischen den Saugdüsen groß. Wenn die Arbeitsbreite des Saugroboters vergrößert werden soll, kann durch seitliche Verlagerung der äußeren beiden Saugdüsen die Überlappung reduziert werden, ohne das Reinigungsergebnis zu verschlechtern.
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Der erfindungsgemäße Saugroboter ist mit Mitteln zur Anprallerkennung ausgestattet. Bei kleinen, nicht schnell fahrenden Robotern sind die Anforderungen an die Sensorik zur Kollisionserkennung geringer, als bei schweren, schnell fahrenden autonomen Einheiten. Ein Scanner der die Umgebung abtastet ist ebenso zweckmäßig, wie entsprechende Anprallschutzvorrichtungen.
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Die Fahrzeit eines Saugroboters ist in Abhängigkeit von der Kapazität des Energiespeichers begrenzt. Sie kann bei kleineren Energiespeichern max. 20 Minuten betragen. Der Staub, insbesondere in Form von Flusen, ist vergleichsweise voluminös, sodass unter Berücksichtigung des Volumens und der Größe der Energiespeicher eine Fahrtzeit von z. B. 20 Minuten ausreichend sein kann, bis das Reinigungsgerät die Entleerungsstation anfährt. Die Erfindung schließt keinesfalls längere Fahrtzeiten oder größere Auffangbehälter aus. Die Dimensionierung hängt vom konkreten Anwendungsfall ab.
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Dem erfindungsgemäßen Reinigungsgerät kann eine übergeordnete Steuerung zugeordnet sein. Im Sinne eines Flottenmanagements können Standorte der Saugroboter erfasst werden. Die Saugroboter können nach dem Zufallsprinzip in dem ihnen zugewiesenen Bereich arbeiten. Auch eine exakt gesteuerte Führung der Saugroboter über ein Indoor Positioning System oder auch über induktive Schleifen ist möglich. Der Saugroboter kann Kommunikationsschnittstellen zwischen der Entleerungsstation oder einem übergeordneten System und dem Saugroboter besitzen. Die Kommunikation erfolgt drahtlos. Über derartige Funkverbindungen kann beispielsweise der Unterdruck innerhalb der Sauglanzen schon aufgebaut werden, bevor der Saugroboter andockt. Die Dauer, über die der Unterdruck aufrechterhalten werden soll, ist insbesondere zeitgesteuert. Es lässt sich empirisch ermitteln, wie lange der Unterdruck aufrechterhalten werden muss, bis ein Auffangbehälter zuverlässig geleert ist.
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Über die Drehzahl oder den Energiebedarf des Sauggebläses im Saugroboter kann zudem detektiert werden, wann der Auffangbehälter einen Füllgrad erreicht hat, der es notwendig macht, den Saugroboter zur Entleerungsstation zu verfahren. Auch ein Drucksensor kann diese Funktion erfüllen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- 1 Einen Saugroboter in einer Seitenansicht und teilweise im Schnitt;
- 2 Den Saugroboter der 1 in einer Draufsicht;
- 3 Den Saugroboter der 1 in einer Ansicht von vorne;
- 4 Saugroboter der 1 in einer Entleerungsstation in einer Seitenansicht;
- 5 Den Saugroboter in der Entleerungsstation in einer Ansicht von oben;
- 6 den Saugroboter der 1 bis 5 in einer Ansicht auf seine Rückseite;
- 7 Eine Ansicht auf eine Vorderseite des Saugroboters in einer zweiten Ausführungsform und
- 8 den Saugroboter der 7 in einer Ansicht auf seine Vorderseite in einer zweiten Arbeitsposition.
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Die 1 bis 3 zeigen einen Saugroboter in schematischer Darstellung einmal von der Seite, von oben und in einer Frontansicht, teilweise im Querschnitt. Die Darstellung ist rein schematisch, ist nicht maßstäblich und zeigt die wesentlichen Funktionskomponenten des Saugroboters 1.
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Der Saugroboter ist eine autonome, selbstfahrende Einheit die anhand eines vorher programmierten Algorithmus eine bestimmte Wegstrecke zurückgelegt. Der Saugroboter 1 besitzt hierzu einen Sensor 2 an seiner Vorderseite 3. Die Vorderseite 3 ist die Seite, die der Hauptfahrtrichtung F entspricht. Bei dieser Bewegungsrichtung erfasst der Sensor 2 etwaige Hindernisse in einem Raum 4, der in 2 angedeutet ist. Wenn ein Hindernis erfasst wird, wird der Saugroboter 1 gestoppt und die Fahrtrichtung korrigiert, um dem Hindernis auszuweichen. Der Sensor 2 kann auch zur Navigation genutzt werden.
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Die Draufsicht gemäß 2 zeigt, dass es sich bei dem Saugroboter 1 um ein im Querschnitt rechteckiges, langgestrecktes Fahrzeug handelt, das vergleichsweise schmal ist. Dadurch kann der Saugroboter 1 auch engere Bereiche durchfahren. Dieser Saugroboter 1 ist dafür vorgesehen, insbesondere in Fabrikanlagen eingesetzt zu werden, in denen gleichbleibende klimatische Bedingungen herrschen. Es ist ein Saugroboter 1 zur ausschließlichen Trockenreinigung von Böden 5.
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Der Saugroboter 1 fährt auf Rädern 6, 7. Ein zentrales Rad 7 oder ein Paar von Rädern 7 ist im Bereich der Vorderseite 3 des Saugroboters 1 angeordnet. Dieses Paar von Rädern ist lenkbar, d. h. um eine Hochachse schwenkbar. Das hintere Paar von Rädern 6 wird angetrieben. Hierzu besitzt der Saugroboter einen Fahrantrieb 8 und einen Energiespeicher 9. Bei dem Fahrantrieb 8 handelt es sich um einen elektrischen Antrieb. Der Energiespeicher 9 ist dafür vorgesehen, elektrische Energie zu speichern. Der Energiespeicher 9 ist wieder aufladbar. Die Darstellung der 1 zeigt, dass im mittleren Bereich des Saugroboters ein Sauggebläse 10 angeordnet ist. Das Sauggebläse 10 erzeugt einen Unterdruck in einem Ansaugraum 11, der sich oberhalb des Sauggebläses 10 befindet. Der Ansaugraum 11 bildet den oberseitigen Bereich des Saugroboters 1. Der Ansaugraum 11 erstreckt sich über die gesamte Breite des Saugroboters 1 wie in 2 zu erkennen ist. Er nimmt etwa ein Viertel der Gesamthöhe des Saugroboters ein und besitzt daher ein relativ großes Volumen. Innerhalb des Ansaugraumes 11 befinden sich drei gefilterte Auffangbehälter 12, 13, 14 identischer Bauart. Die Auffangbehälter 12, 13, 14 sind im Querschnitt kreisrund. Sie können auch als Filterschläuche oder Filterrohre bezeichnet werden. Die drei parallel zueinander und horizontal ausgerichteten Auffangbehälter 12, 13, 14 erstrecken sich nahezu über die gesamte Länge des Saugroboters 1. 1 zeigt, dass an jeden der Auffangbehälter 12, 13, 14 an einem vorderseitigen Ende 15 ein Saugrohr 16 angeschlossen ist, dass nach unten in Richtung zum Boden 5 führt und an seinem freien Ende mit jeweils einer Saugdüse 17, 18 verbunden ist.
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Die Saugdüsen 17, 18 besitzen eine größere Breite als das jeweilige Saugrohr 16. Dadurch entsteht ein Überlappungsbereich. Aus der Darstellung der 2 ist zu erkennen, dass die Saugdüsen 17, 18 in zwei Reihen in Fahrtrichtung hintereinander angeordnet sind. Die beiden äußeren Auffangbehälter 12, 14 sind über Saugrohre 16 mit einer vorderen Reihe von Saugdüsen 17 verbunden. Der mittlere Auffangbehälter 13 ist über ein mittleres Saugrohr 16 mit der Saugdüse 18 verbunden, die gegenüber den anderen beiden Saugdüsen 17 etwas zurückversetzt ist. Im Bereich des mittleren Saugrohrs 16 befindet sich auch der Sensor 2 etwa im Übergangsbereich zwischen den Saugdüsen 17, 18 und den unteren Enden der Saugrohre 16. Der Sensor 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel der am weitesten in Fahrtrichtung F vorstehende Bereich des Saugroboters 1. Die Saugrohre 16 sind in ihrem Verlauf weitgehend flexibel, zumindest in einem Bogenbereich, der eine Abwinklung um 90° nach unten ermöglicht.
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Das jeweilige hintere Ende 19 der einzelnen Auffangbehälter 12, 13, 14 ist zu einem Vorraum 38 offen. Eine Trennwand 20 trennt den Ansaugraum von dem Vorraum 38. Verschmutzungen in den Auffangbehältern 12, 13, 14 werden innerhalb der Auffangbehälter 12, 13, 14 nur in Richtung zu dem Ansaugraum 11 gesaugt. Sie gelangen nicht aus dem offenen Ende 19 heraus.
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Im Bereich des hinteren Endes 19 der einzelnen Auffangbehälter 12, 13, 14 dient der Vorraum 38 auch dazu, eine horizontale und sich quer zur Fahrtrichtung F verschwenkbare Klappe 22 aufzunehmen, die von der in 1 dargestellten Schließstellung in eine Offenstellung verlagerbar ist, wie es in 4 gezeigt ist. Die Klappe 22 wird dabei nach innen in den Innenraum in Richtung zum hinteren Ende 19 der Auffangbehälter 12, 13, 14 verschwenkt.
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Unterhalb dieses Vorraums 38 befindet sich eine Steuerung 23 des elektromotorisch angetriebenen Saugroboters 1. Im unteren Bereich der Steuerung 23 befindet sich ein Ladekontakt 24. Über diesen Kontakt kann dem Saugroboter 1 zum Wiederaufladen des Energiespeichers 9 elektrische Energie zugeführt werden. Ferner befinden sich an der Rückseite 21 im Bereich der Steuerung 23 Bedienelemente 25 sowie eine Anzeigeeinheit 26. Über die Anzeigeeinheit 26 lässt sich der Status des Saugroboters 1 abrufen. In nicht näher dargestellter Weise ist an dem autonom fahrenden Saugroboter 1 ein Notausschalter angeordnet, durch den der Saugroboter 1 bei Gefahr oder im Notfall sofort gestoppt werden kann.
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Die 2 zeigt, dass die Klappe 22 sich beiderseits der Schwenkachse S erstreckt. Es gibt einen sich im Wesentlichen vertikal erstreckenden ersten Bereich, welcher der Rückseite 21 zugewandt ist. Die Klappe 22 besitzt auf der anderen Seite der Schwenkachse S eine Fortsetzung in einem zweiten Bereich 28 der sich auf einer Oberseite des Ansaugraums 11 befindet. Die 4 zeigt die beiden in einem Winkel von etwas mehr als 90° zueinanderstehenden Bereiche 27, 28 der Klappe 22 in einer Offenstellung. Der erste Bereich 27 der Klappe 22 verschließt in der Schließstellung eine Öffnung 29. Diese Öffnung 29 ist für das Einführen einer Sauglanze 30 von der Rückseite 21 des Saugroboters hervorgesehen. Wenn sich der Saugroboter 1 in Fahrtrichtung bewegt, wird die stationäre Lanze 30 wieder aus der Öffnung 29 herausgezogen, sodass sich die Klappe 22 schließt. 4 zeigt, dass der erste Bereich 27 und der zweite Bereich 28 der Klappe 22 auf einer Vorderseite der Schwenkachse S angeordnet sind und allein durch die Gewichtskraft nach unten schwenken, wenn sich die Sauglanze 30 nicht mehr in dem Auffangbehälter befindet. Damit sich die Klappe 22 nicht öffnet, wenn das Sauggebläse 10 einen Unterdruck im Ansaugraum 11 erzeugt, ist die mit Unterdruck beaufschlagte der Fläche des zweiten Bereichs 28 der Klappe 22 bevorzugt größer als die mit Unterdruck beaufschlagte Fläche des ersten Bereichs 27. Dadurch entsteht eine Differenzkraft an den beiden Bereichen der Klappe 22, durch welche die Klappe 22 sicher in der Schließstellung gehalten ist. Der zweite Bereich 28 ist insbesondere länger als der erste Bereich 27. Zudem übergreift der zweite Bereich 28 der Klappe 22 die Trennwand 20, sodass ein langer Hebelarm entsteht, der die Klappe 22 beim Saugbetrieb in der Schließstellung hält. Der zweite Bereich 28 der Klappe 22 öffnet bevorzugt auch die Oberseite des Vorraums 38. Luft kann im Betrieb des Saugroboters 1 ausschließlich über die Bodendüsen 17, 18 angesaugt werden. Der Vorraum 29 ist geschlossen.
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Die Lanze 30 ist bei diesem Ausführungsbeispiel dreifach vorhanden. Die weiteren Lanzen 31, 32 sind in 5 gezeigt. Sie sind alle drei gleich lang und identisch konfiguriert. Sie erstrecken sich in Horizontalrichtung. Die Horizontalrichtung entspricht der Bewegungsrichtung des Saugroboters 1 auf dem Boden 5. Die Sauglanzen 30, 31, 32 reichen sehr tief in den jeweiligen Auffangbehälter 12, 13, 14 hinein und erstrecken sich bei diesem Beispiel in der Eingriffsposition über etwa 60% der horizontalen Länge der Auffangbehälter 12, 13, 14. Eintauchtiefen über 60% werden bevorzugt, insbesondere 100%. Die Sauglanzen 30, 31, 32 sind Bestandteil einer Entleerungsstation 33. Diese Entleerungsstation ist über einen Anschluss 34 an eine Zentralabsaugung angeschlossen. Innerhalb der Entleerungsstation 33 befinden sich Ventilelemente, um den Luftstrom durch die Sauglanzen 30, 31, 32 zu öffnen. Wenn in den Sauglanzen 30, 31, 32 ein Unterdruck entsteht und gleichzeitig das Sauggebläse 10 des Saugroboters 1 abgeschaltet ist, kann der jeweilige Auffangbehälter 12, 13, 14 gelehrt werden. Dabei wird Luft teilweise über die Bodendüsen 17, 18 eingesaugt. Zusätzlich wird Luft über den Ansaugraum 11 von außen in die jeweiligen Auffangbehälter 12, 13, 14 angesaugt. Das wird dadurch ermöglicht, dass der zweite Bereich 28 der Klappe 22 oberseitig des Ansaugraumes 11 eine Ansaugöffnung 35 freigibt. Die gefilterten Wände der Auffangbehälter 12, 13, 14 werden während des Entleerens durch Gegenstrom gespült, d. h. gereinigt.
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4 zeigt, dass der Ladekontakt 24 gleichzeitig während des Entleerens mit einem Gegenkontakt 36 in elektrisch leitenden Kontakt kommt. Auf diese Weise kann der Saugroboter 1 während seines Aufenthalts in der Entleerungsstation 33 aufgeladen werden.
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Die Darstellung der 5 zeigt die Rückseite 21 des Saugroboters 1 mit den drei nebeneinander angeordneten Klappen 22 unter der jeweiligen Schwenkachse S. Die zu erkennenden ersten Bereiche 27 der Klappen 22 sind zum Boden hin, d. h. unterseitig gerundet. Die jeweiligen Rundungen sind an den Querschnitt der einzuführenden Sauglanzen 30, 31, 32 angepasst. Aus der Darstellung der 2 sind die oberen Bereich 28 der Klappen 22 zu erkennen. In diesem Bereich ist keine Rundung erforderlich. Wichtig ist, dass die oberen Bereiche 28 der Klappen 22 hinreichend groß sind. Sie sind rechteckig konfiguriert.
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Eine Besonderheit des erfindungsgemäßen Saugroboters 1 in Kombination mit der Entleerungsstation 33 ist, dass der Saugroboter 1 die Entleerungsstation 33 entgegen seiner Hauptfahrtrichtung F, d. h. rückwärts in Richtung des Pfeils R anfahren muss. Hierzu können in auch im Bereich der Rückseite 21 geeignete Sensoren angeordnet sein.
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Das Ausführungsbeispiel der 7 und 8 zeigt einen Saugroboter 1, bei welchem im Unterschied zu der Ausführungsform der 1 bis 3 die Arbeitsbreite verändert werden kann. Hierzu sind die jeweils äußeren Saugdüsen 17 quer zur Fahrtrichtung nach außen verlagerbar. Das Verlagern erfolgt über einen Aktor 37. Der Aktor 37 kann insbesondere eine Kolben-Zylinder-Einheit sein, die eine Linearverschiebung der beiden äußeren Saugdüsen 17 nach außen ermöglicht. Das jeweils flexible Saugrohr 16, das zu den äußeren Saugdüsen 17 führt, folgt dieser Bewegung. Die 7 zeigt im Unterschied zur 8 die beiden äußeren Saugdüsen 17 in der eingefahrenen Position. Die maximale Arbeitsbreite entspricht der Breite des Saugroboters 1. Dadurch kann der Saugroboter auch sehr schmale Passagen mit hoher Intensität reinigen.
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Im Übrigen entspricht das Funktionsprinzip des Ausführungsbeispiels der 7 und 8 dem der 1 bis 6.
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Der dargestellte Saugroboter 1 zusammen mit der Entleerungsstation 33 bilden ein Reinigungsgerät. Jeder Entleerungsstation 33 können mehrere Saugroboter zugeordnet sein. Denkbar ist auch das ein Saugroboter 1 je nach Örtlichkeiten mehrere Entleerungsstationen 33 anfahren kann. Über eine übergeordnete Steuerungseinheit ist eine drahtlose Kommunikation zwischen dem Saugroboter 1 und der Steuerung oder unmittelbar zwischen dem Saugroboter 1 und einer Entleerungsstation 33 möglich. Beispielsweise können alle Saugroboter 1 bei Bedarf in die Entleerungsstation 33 zurückgerufen werden. In jedem Fall sind Steuerungsmittel vorgesehen, um den Saugroboter 1 bei Eintreten eines bestimmten Ereignisses wieder zu einer Entleerungsstation 33 zurückzuführen.
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Bezugszeichenliste
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- 1 -
- Saugroboter
- 2 -
- Sensor
- 3 -
- Vorderseite von 1
- 4 -
- Raum
- 5 -
- Boden
- 6 -
- Rad
- 7 -
- Rad
- 8 -
- Fahrantrieb
- 9 -
- Energiespeicher
- 10 -
- Sauggebläse
- 11 -
- Ansaugraum
- 12 -
- Auffangbehälter
- 13 -
- Auffangbehälter
- 14 -
- Auffangbehälter
- 15 -
- vorderes Ende von 12, 13, 14
- 16 -
- Saugrohr an 15
- 17 -
- Saugdüse an 16
- 18 -
- Saugdüse an 16
- 19 -
- Trennwand zwischen 11 und 38
- 21 -
- Rückseite von 1
- 22 -
- Klappe
- 23 -
- Steuerung
- 24 -
- Ladekontakt
- 25 -
- Bedienelement
- 26 -
- Anzeigeeinheit
- 27 -
- erster Bereich von 22
- 28 -
- zweiter Bereich von 22
- 29 -
- Öffnung für 30
- 30 -
- Sauglanze
- 31 -
- Sauglanze
- 32 -
- Sauglanze
- 33 -
- Entleerungsstation
- 34 -
- Anschluss
- 35 -
- Ansaugöffnung
- 36 -
- Gegenkontakt
- 37 -
- Aktor
- 38 -
- Vorraum
- F -
- Fahrtrichtung
- R -
- Rückwärtsfahrt
- S -
- Schwenkachse
