-
Die vorgestellte Erfindung betrifft eine Saugdüse, ein Reinigungssystem und ein Reinigungsverfahren.
-
Saugdüsen von Reinigungssystemen, wie bspw. Staubsaugern oder Reinigungsrobotern, werden zum Lösen und zum Abtransport von Schmutz eingesetzt. Insbesondere bei Reinigungsrobotern ist es erforderlich, dass deren Saugdüsen dicht an einer zu reinigenden Oberfläche geführt werden können und dabei eine Fahrt des Reinigungsroboters nicht stören.
-
Bei der Verwendung bekannter Saugdüsen zum Betrieb eines Reinigungsroboters auf einer zu reinigenden Oberfläche mit Unebenheiten, wie bspw. Teppichkanten, kann es zu Situationen kommen, in der sich die Saugdüse an der Teppichkante verkantet bzw. verhakt und der Betrieb des Reinigungsroboters unterbrochen werden muss.
-
Die
EP 3 047 777 A2 beschreibt einen Staubsaugroboter mit einer auf Rädern gelagerten Basis, einem Staubabscheider und einer and der Basis angeordneten, höhenverstellbaren Bodendüse.
-
Die
DE 10 2018 116 395 A1 beschreibt eine Reinigungseinrichtung mit einer Saugdüse, die zwischen zwei Stellungen relativ zu einem Reinigungselement schwenkbar ist.
-
Die
DE 10 2018 124 731 A1 beschreibt ein Fahrzeugreinigungssystem mit einer robotischen Reinigungseinrichtung mit Rädern zum Regeln eines Vortriebs der Reinigungseinrichtung entlang eines flachen Kabinenbodens des Fahrzeugs.
-
Die
DE 10 2011 010 205 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Reinigen eines Kraftwagens mit einer Reinigungseinheit und einem Lokomotionselement, mittels dessen die Reinigungseinheit autonom durch einen vorgegebenen zu reinigenden Bereich des Kraftwagens bewegbar ist.
-
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorgestellten Erfindung, eine Möglichkeit zum einfachen Reinigen von uneben Oberflächen bereitzustellen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorgestellten Erfindung, eine Möglichkeit zum automatischen Reinigen von uneben Oberflächen bereitzustellen.
-
Die voranstehend genannte Aufgabe wird gelöst durch eine Saugdüse, ein Reinigungssystem und ein Reinigungsverfahren gemäß den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen. In der Beschreibung, den Zeichnungen und den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung aufgeführt. Merkmale, die zu den einzelnen Erfindungsaspekten offenbart werden, können in der Weise miteinander kombiniert werden, dass bzgl. der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten der Erfindung stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. Bezug genommen werden kann.
-
Gemäß einem ersten Aspekt der vorgestellten Erfindung wird zur Lösung der voranstehend genannten Aufgabe eine Saugdüse für ein Reinigungssystem vorgestellt. Die Saugdüse umfasst mindestens ein Faltelement. Das mindestens eine Faltelement ist durch ein Einfalten oder ein Ausfalten zwischen einer ersten Stellung und mindestens einer zweiten Stellung bewegbar, wobei das Faltelement in der ersten Stellung ein Saugelement bildet, und wobei das Faltelement in der mindestens einen zweiten Stellung mit seiner äußeren Oberfläche eine schiefe Ebene bildet, um ein Aufgleiten der Saugdüse auf ein Hindernis zu ermöglichen
-
Unter einem Einfalten eines Faltelements ist im Kontext der vorgestellten Erfindung eine Faltbewegung in bzw. entlang einer vorgegebenen Falttrajektorie zu verstehen, bei dem sich eine Form des Faltelements ändert. Insbesondere kann sich ein Volumen eines Faltelements bei einer Faltbewegung zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung vergrößern oder verkleinern, wie es bspw. für eine Ziehharmonika typisch ist.
-
Unter einem Saugelement ist im Kontext der vorgestellten Erfindung ein Element bzw. ein Bereich zu verstehen, in dem eine von einem Sauger bereitgestellte Saugkraft auf eine zu reinigende Oberfläche wirkt. Ein Saugelement kann bspw. eine Öffnung, ein Kanal oder umgrenzter Saugbereich sein.
-
Die vorgestellte Saugdüse basiert auf einem Faltelement, das durch ein Einfalten oder ein Ausfalten zwischen einer ersten Stellung und mindestens einer zweiten Stellung bewegbar ist. Entsprechend kann das Faltelement in eine erste Stellung gefaltet und in mindestens eine zweite Stellung gefaltet werden. Durch ein Falten des Faltelements wird eine Form des Faltelements verändert. Insbesondere kann das Faltelement in einer ersten Stellung eine horizontale bzw. parallel zu einer zu reinigenden Oberfläche verlaufende Kante aufweisen und in seiner zweiten Stellung eine bspw. in einem spitzen Winkel angewinkelte bzw. quer zu einer zu reinigenden Oberfläche verlaufende Kante aufweisen.
-
Durch das Faltelement kann die vorgestellte Saugdüse in einer ersten Stellung mit einer für eine Saugleistung optimalen Form an ein Hindernis angehnähert werden und bei Kontakt mit dem Hindernis in die zweite Stellung gefaltet werden.
-
In der zweiten Stellung ermöglicht das Faltelement der vorgestellten Saugdüse ein Aufgleiten der Saugdüse und ggf. eines die Saugdüse umfassenden Reinigungssystems, auf ein Hindernis. Dazu kann das Faltelement in der zweiten Stellung das Hindernis mit einer schrägen Kante bzw. einer schiefen Ebene, die durch eine äußere Oberfläche des Faltelements gebildet wird, kontaktieren.
-
Eine schräg bzw. in einer schiefen Ebene angeordnete äußere Oberfläche des Faltelements, wie es in mindestens der zweiten Stellung des Faltelements vorgesehen ist, ermöglicht ein harmonisches Aufgleiten der vorgestellten Saugdüse und, dadurch bedingt, eines die Saugdüse umfassenden bzw. bewegenden Reinigungssystems auf ein jeweiliges Hindernis. Dazu kann es vorgesehen sein, dass die äußere Oberfläche des Faltelements, die in der zweiten Stellung des Faltelements eine schiefe Ebene zum Aufgleiten auf ein Hindernis bildet, aus einem besonders harten bzw. gleitfähigen Material, wie bspw. Kunststoff oder Metall besteht.
-
In der ersten Stellung des Faltelements kann das Faltelement ein Saugelement bilden, das für eine hohe Reinigungskraft mit einem dichten aerodynamischen Abschluss optimiert ist. Entsprechend kann das Faltelement in seiner ersten Stellung zum Bereitstellen eines besonders großen oder aerodynamisch optimierten Saugelements konfiguriert sein.
-
In der zweiten Stellung liegt das Faltelements in einer Form vor, die sich als Steighilfe für die Saugdüse eignet.
-
Das Faltelement der vorgestellten Saugdüse ist insbesondere als passives Element, d.h. ohne einen aktiven Aktuator ausgestaltet und wird lediglich über eine kinetische Energie, die beim Betrieb der Saugdüse ohnehin bereitgestellt wird, verformt bzw. gefaltet.
-
Es kann vorgesehen sein, dass das mindestens eine Faltelement entlang einer vorgegebenen Trajektorie faltbar ist, wobei die Trajektorie derart gewählt ist, dass sich das mindestens eine Faltelement bei einer Beaufschlagung mit einer Kraft von der ersten Stellung in die mindestens eine zweite Stellung faltet, und das mindestens eine Faltelement in der mindestens einen zweiten Stellung eine Federkraft bereitstellt, mit der das mindestens eine Faltelement in Richtung der ersten Stellung drückt.
-
Das erfindungsgemäß vorgesehene Faltelement kann federnd ausgestaltet sein, sodass dieses bei einer Faltbewegung in die zweite Stellung eine Federenergie aufnimmt bzw. kinetische Energie zum Bewegen bzw. Falten des Faltelements in potentielle Energie umwandelt und die potentielle das Faltelement in die erste Stellung drängt. Dies bedeutet, dass das Faltelement lediglich solange in der zweiten Stellung bleibt, wie eine Kraft, die das Faltelement in die zweite Stellung drängt, größer ist als die Federkraft bzw. die potentielle Energie des Faltelements. Entsprechend bewegt sich das Faltelement automatisch durch die Federkraft bzw. die potentielle Energie von der zweiten Stellung in die erste Stellung, wenn bspw. ein Hindernis überwunden wurde, und bleibt solange in der zweiten Stellung, wie das Hindernis die Bewegung des Faltelements begrenzt bzw. das Faltelement gegen das Hindernis gedrückt wird.
-
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Faltelement in der mindestens einen zweiten Stellung ein geringeres Volumen umfasst als in der ersten Stellung des mindestens einen Faltelements. Dazu kann bspw. das Saugelement der vorgestellten Saugdüse in der zweiten Stellung des Faltelements gegenüber der ersten Stellung des Faltelements durch die Faltbewegung des Faltelements verkleinert werden, also ein reduziertes Volumen aufweisen.
-
Ein gegenüber der ersten Stellung in der zweiten Stellung reduziertes Volumen des Faltelements bewirkt einen gegenüber der ersten Stellung größeren Bewegungsspielraum in der zweiten Stellung. Entsprechend kann die vorgestellte Saugdüse einfacher auf bzw. über ein Hindernis bewegt werden, wenn sich das Faltelement in der zweiten Stellung befindet. Insbesondere kann das Volumen des Faltelements in der zweiten Stellung derart gegenüber der ersten Stellung verkleinert sein, dass das Faltelement eine schiefe Ebene bildet, entlang derer die Saugdüse und ggf. ein die Saugdüse umfassendes bzw. bewegendes Reinigungssystem auf das Hindernis aufgleiten bzw. über das Hindernis hinweg gleiten können.
-
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das mindestens eine Faltelement mindestens eine Faltkante umfasst, entlang derer das mindestens eine Faltelement zwischen der ersten Stellung und der mindestens einen zweiten Stellung faltbar ist.
-
Durch eine Faltkante bzw. mehrere Faltkanten des Faltelements der vorgestellten Saugdüse kann eine Trajektorie, entlang derer das Faltelement gefaltet werden kann, vorgegeben werden. Dabei kann die mindestens eine Faltkante derart gewählt werden, dass sich in der zweiten Stellung des Faltelements eine schiefe Ebene und in der ersten Stellung eine horizontale bzw. parallel zu einer zu reinigenden Oberfläche verlaufende Kante bildet.
-
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das mindestens eine Faltelement mindestens ein Filmscharnier umfasst, entlang dessen das mindestens eine Faltelement zwischen der ersten Stellung und der mindestens einen zweiten Stellung faltbar ist.
-
Mittels eines Filmscharniers, das insbesondere einen länglichen flexiblen Bereich aufweist, kann ein besonders langlebiger Faltmechanismus zum Falten des Faltelements bereitgestellt werden.
-
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die äußere Oberfläche des mindestens einen Faltelements in der ersten Stellung zwei rechtwinklig aufeinander stehende Kanten umfasst.
-
Durch eine Form des Faltelements der vorgestellten Saugdüse, bei der zwei Kanten rechtwinklig aufeinander stehen, kann ein besonders großes bzw. effizientes Saugelement bereitgestellt werden, das formschlüssig an eine Kante eines Hindernisses, wie bspw. eine Teppichkante positioniert werden kann. Entsprechend wird durch die Form des Faltelements der vorgestellten Saugdüse, bei der zwei Kanten rechtwinklig aufeinander stehen, eine Saugfläche des Saugelements maximiert.
-
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Saugdüse mindestens ein Federelement zum Bewegen des mindestens einen Faltelements in die erste Stellung umfasst.
-
Mittels eines Federelements, wie bspw. einer mechanischen Feder oder einem elastischen Element, wie bspw. einem Kunststoff- und/oder Gummielement, kann eine besonders starke Federkraft bereitgestellt werden, die ein schnelles und verlässliches Rückstellen des Faltelements von der zweiten Stellung in die erste Stellung ermöglicht.
-
In einem zweiten Aspekt betrifft die vorgestellte Erfindung ein Reinigungssystem mit einer möglichen Ausgestaltung der vorgestellten Saugdüse.
-
Die vorgestellte Saugdüse dient insbesondere zum Betrieb des vorgestellten Reinigungssystems, sodass bzgl. der Vorteile des Reinigungssystems und der Saugdüse wechselseitig Bezug genommen wird bzw. Bezug genommen werden kann.
-
Es kann vorgesehen sein, dass das Reinigungssystem ein Saugroboter ist.
-
Die vorgestellte Saugdüse eignet sich besonders vorteilhaft zum Einsatz in einem Saugroboter, da dieser beim Bewegen eine kinetische Energie bereitstellt, mittels derer das erfindungsgemäß vorgesehene Faltelement von der ersten Stellung in die zweite Stellung bewegt werden kann, in der das Faltelement ein harmonisches Aufgleiten des Saugroboters auf ein Hindernis ermöglicht.
-
In einem dritten Aspekt betrifft die vorgestellte Erfindung die Verwendung eines Reinigungssystems nach einem der voranstehenden Ansprüche zum Reinigen eines Fahrzeugs.
-
In einem vierten Aspekt betrifft die vorgestellte Erfindung ein Reinigungsverfahren zum Saugen von Oberflächen. Das Reinigungsverfahren umfasst die folgenden Schritte:
- - Anordnen eines Reinigungssystems mit einer möglichen Ausgestaltung der vorgestellten Saugdüse an einer Oberfläche des Fahrzeugs,
- - Bewegen der Saugdüse an eine Kante eines Hindernisses unter Verwendung des mindestens einen Faltelements in seiner ersten Stellung,
- - Einfalten des mindestens einen Faltelements in die mindestens eine zweite Stellung durch eine Bewegungsenergie des Reinigungssystems,
- - Aufgleiten des Reinigungssystems auf das Hindernis entlang der Saugdüse,
- - Ausfalten des mindestens einen Faltelements von der mindestens einen zweiten Stellung in die erste Stellung.
-
Die vorgestellte Saugdüse dient insbesondere zur Durchführung des vorgestellten Reinigungsverfahrens, sodass bzgl. der Vorteile des Reinigungsverfahrens und der Vorteile der Saugdüse wechselseitig Bezug genommen wird bzw. Bezug genommen werden kann.
-
Gemäß dem vorgestellten Verfahren kann das Reinigungssystem manuell bzw. durch einen Nutzer oder autonom, durch mindestens einen Aktuator bzw. einen Antrieb bewegt werden.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
- 1 eine mögliche Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Reinigungssystems mit einer möglichen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Saugdüse in einer ersten Stellung,
- 2 das Reinigungssystem gemäß 1, bei dem die Saugdüse sich in einer zweiten Stellung befindet,
- 3 eine Detailansicht der Saugdüse gemäß 1,
- 4 eine Draufsicht auf die Saugdüse gemäß 1,
- 5 eine Ansicht von unten auf die Saugdüse gemäß 1,
- 6 eine mögliche Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Reinigungsverfahrens.
-
In 1 ist ein Reinigungssystem 100 mit einer Saugdüse 101 dargestellt. Das Reinigungssystem 100 ist hier ein Saugroboter, der insbesondere selbsttätig bzw. autonom einen Arbeitsbereich absaugt und von einem Antrieb des Saugroboters angetrieben wird.
-
In der in 1 dargestellten Situation ist das Reinigungssystem 100 mit einem Hindernis 103 kollidiert, sodass die Saugdüse 101 mit ihrem Faltelement 105 an dem Hindernis 103 formschlüssig anstößt. Entsprechend saugt das Reinigungssystem 100 einen Bereich direkt vor dem Hindernis 103 gründlich ab, da sich das Faltelement 105 in seiner ersten Stellung befindet, und eine äußere Kante 107 des Faltelements 105 senkrecht zu einer zu reinigenden Oberfläche 109 steht und, dadurch bedingt, einen Abstand zwischen dem Faltelement 105 und der Oberfläche 109 minimiert.
-
In 2 befindet sich das Faltelement 105 in seiner zweiten Stellung, da das Reinigungssystem 100 sich in Richtung des Hindernis 103 bewegt hat, wodurch die äußere Kante 107 des Faltelements 105 auf das Hindernis 103 gedrückt wurde und sich nun in einer eingefalteten Position befindet, in der die äußere Kante 107 eine schiefe Ebene bildet.
-
Die äußere Kante 107 des Faltelements 105 bildet in der zweiten Stellung des Faltelements 105 eine schiefe Ebene, entlang derer das Reinigungssystem 100 auf das Hindernis 103 aufgleiten kann. Entsprechend ist das Reinigungssystem 100 in 2 in einer geneigten Position dargestellt, die dem Reinigungssystem 100 ein Überwinden eines Höhenunterschieds zu einer Oberfläche des Hindernis 103 ermöglicht.
-
Sobald ein Ende der äußeren Kante 107 des Faltelements 105 über das Hindernis 103 hinweg gleitet und das Hindernis 103 keinen Druck mehr auf das Faltelement 105 ausübt, bewegt sich das Faltelement 105 wieder in seine erste Stellung, indem die äußere Kante 107 mittels einer in dem Faltelement gespeicherten potentiellen Energie in ihre senkrechte Stellung gedrängt wird.
-
3 zeigt die Saugdüse 101 in einer Detailansicht, in der Falten bzw. Faltkanten 301 ersichtlich sind. Die Faltkanten 301 geben eine Trajektorie, entlang derer sich das Faltelement 105 der Saugdüse zwischen einer ersten Stellung und mindestens einer zweiten Stellung bewegt, vor.
-
In 4 ist die Saugdüse 101 in einer Draufsicht dargestellt, in der ein Anschluss 401 zum Verbinden mit dem Reinigungssystem 100 erkennbar ist. Durch den Anschluss 401 wird ein Saugelement der Saugdüse 101 im Reinigungsbetrieb von dem Reinigungssystem 100 mit Unterdruck beaufschlagt, sodass Schmutz aufgesaugt und durch den Anschluss 401 in das Reinigungssystem 100 abgeführt wird.
-
In 5 ist eine Unterseite der Saugdüse 101 dargestellt. Hier ist ein Saugelement 501 erkennbar, das von dem Reinigungssystem 100 im Reinigungsbetrieb über den Anschluss 401 mit einem Unterdruck beaufschlagt wird.
-
In 6 ist ein Reinigungsverfahren 600 dargestellt. Das Reinigungsverfahren beginnt mit einem Anordnungsschritt 601 zum Anordnen bspw. des Reinigungssystems 100 gemäß 1 an einer Oberfläche, durch bspw. einen autonom gesteuerten Antrieb des Reinigungssystems 100.
-
Anschließend folgt ein Bewegungsschritt 603 zum Bewegen der Saugdüse 101 des Reinigungssystems 100 an eine Kante des Hindernis 103 unter Verwendung des mindestens einen Faltelements 105 in seiner ersten Stellung, durch den Antrieb.
-
Es folgt ein Einfaltschritt 605 zum Einfalten des mindestens einen Faltelements 105 in die mindestens eine zweite Stellung durch eine mittels des Reinigungssystems 100 bereitgestellte Bewegungsenergie.
-
In einem Aufgleitschritt 607 erfolgt ein Aufgleiten des Reinigungssystems 100 auf das Hindernis 103 entlang der Saugdüse 101.
-
Schließlich erfolgt ein Ausfaltschritt 609 zum Ausfalten des mindestens einen Faltelements 105 von der mindestens einen zweiten Stellung in die erste Stellung.
-
Bezugszeichenliste
-
- 100
- Reinigungssystem
- 101
- Saugdüse
- 103
- Hindernis
- 105
- Faltelement
- 107
- äußere Kante
- 301
- Faltkanten
- 401
- Anschluss
- 501
- Saugelement
- 600
- Reinigungsverfahren
- 601
- Anordnungsschritt
- 603
- Bewegungsschritt
- 605
- Einfaltschritt
- 607
- Aufgleitschritt
- 609
- Ausfaltschritt
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 3047777 A2 [0004]
- DE 102018116395 A1 [0005]
- DE 102018124731 A1 [0006]
- DE 102011010205 A1 [0007]
