DE102021212783A1

DE102021212783A1 - Reinigungsroboter

Info

Publication number: DE102021212783A1
Application number: DE102021212783.5A
Authority: DE
Inventors: Matthias Weickum
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2021-11-12
Filing date: 2021-11-12
Publication date: 2023-05-17

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Reinigungsroboter (10) zur Reinigung eines Bodens, mit einem Gehäuse (11) und mit mindestens einem Randreinigungselement (12), das im Randbereich des Gehäuses (11) angeordnet ist, wobei das mindestens eine Randreinigungselement (12) einen mit Borsten versehenen Borstenträger und/oder einen Wellenschaft (52) zur Befestigung des mindestens einen Randreinigungselements (12) an einer Antriebswelle aufweist und der Borstenträger und/oder der Wellenschaft (52) elastisch verformbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Reinigungsroboter zur Reinigung eines Bodens, mit einem Gehäuse und mit mindestens einem Randreinigungselement, das im Randbereich des Gehäuses angeordnet ist, wobei das mindestens eine Randreinigungselement einen mit Borsten versehenen Borstenträger und/oder einen Wellenschaft zur Befestigung des mindestens einen Randreinigungselements an einer Antriebswelle aufweist.
Die DE 10 2014 100 162 A1 beschreibt ein selbstfahrendes Reinigungsgerät zur Reinigung eines Bodens mit einer Randbürste zur Reinigung von Randbereichen eines Hindernisses. Der Reinigungsroboter ist mit einem ersten Sensor zum Erfassen des Hindernisses oberhalb eines Bodenniveaus und mit einem zweiten Sensor zum Erfassen des Hindernisses auf dem Bodenniveau ausgerüstet.
Die EP 3 409 168 B1 erwähnt einen modular aufgebauten Reinigungsroboter, an dem bedarfsweise zur verbesserten Reinigung von Wandecken ein Eckenreinigungsmodul aufgesetzt werden kann.
In der WO 01/91623 A2 wird ein Reinigungsroboter mit einem runden Gehäuse offenbart, bei dem in Fahrtrichtung vorne eine Vielzahl von rotierenden Bürsten nebeneinander angeordnet sind. Auf diese Weise soll insbesondere im Bereich von Wänden und Wandecken die Reinigung verbessert werden.
Die Erfindung hat die Aufgabe einen gattungsgemäßen Reinigungsroboter derart zu verbessern, dass ein Randbereich eines Hindernisses und/oder ein durch ein Hindernis erzeugter Eckenbereich zuverlässig gereinigt werden können.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit einem Reinigungsroboter der eingangs genannten Art, bei dem erfindungsgemäß ein Borstenträger und/oder ein Wellenschaft elastisch verformbar ist. Wenn im Reinigungsbetrieb der Borstenträger eines Randreinigungselements gegen ein dem Reinigungsroboter im Weg stehendes Hindernis gedrückt wird, kann der Borstenträger und/oder der Wellenschaft elastisch verformt werden. Dieser Effekt tritt noch stärker auf, wenn der Borstenträger über ein Gehäuse des Reinigungsroboters wenigstens teilweise hervorsteht.
Das Randreinigungselement kann eine Rotationsbürste mit einer in Z-Richtung des Gehäuses ausgerichteten Rotationsachse sein. Die Rotationsachse kann durch eine Antriebswelle und den Wellenschaft realisiert werden. Folglich kann das Randreinigungselement mit dem elastisch verformten Borstenträger und/oder Wellenschaft weiterhin rotieren und einen Randbereich und/oder Eckenbereich des Hindernisses ungehindert reinigen. Der Reinigungsroboter kann mit seinem Gehäuse sogar das Hindernis berühren, wodurch die Reinigungsleistung des Reinigungsroboters erhöht wird. Das Hindernis kann beispielsweise eine Wand oder ein kleineres Hindernis mit geringeren Abmessungen als die des Reinigungsroboters sein, insbesondere einer geringeren Höhe als der des Reinigungsroboters sein, beispielsweise ein Schlüsselbund, ein paar Schuhe oder dergleichen. Aufgrund der Verformbarkeit des Reinigungselements respektive des Borstenträgers und/oder des Wellenschafts ist ein Festklemmen, Verhaken oder Verkanten des Randreinigungselements an dem kleineren Hindernis kaum möglich, sodass die Gefahr unerwünschter Betriebsstörungen reduziert ist. Das kleinere Hindernis kann der Reinigungsroboter sogar überwinden und darüber hinweg fahren, weil der elastisch verformbare Borstenträger und/oder Wellenschaft dem Hindernis keinen Widerstand entgegensetzt, sondern gegenüber dem Hindernis nachgibt. Folglich leistet die elastische Verformbarkeit des Randreinigungselements, des Borstenträgers und/oder des Wellenschafts auch einen Beitrag zur Bewegungsfreiheit des Reinigungsroboters.
Gute Reinigungsergebnisse werden erzielt, wenn der Borstenträger als ein Hohlkegel oder als eine Scheibe ausgebildet ist. Insbesondere der als Hohlkegel ausgebildete Borstenträger weist zusätzlich zu der elastischen Verformbarkeit auch eine gewisse Formstabilität auf. Somit verlangsamt sich beim Reinigungsvorgang die Geschwindigkeit des Reinigungsroboters, wenn dieser das rotierende Reinigungselement gegen das Hindernis drückt. Dadurch wird die Reinigungswirkung im Bereich des Hindernisses verbessert.
An dem Wellenschaft kann eine Nabenöffnung vorgesehen sein, um das mindestens eine Randreinigungselement an der Antriebswelle auswechselbar mittels einer Welle-Nabe-Verbindung zu montieren. Damit das Randreinigungselement zuverlässig an der Antriebswelle befestigt ist und in Rotation versetzt werden kann, kann für die Welle-Nabe-Verbindung eine Presspassung vorgesehen werden und die Antriebswelle abgeflacht sein.
Zwecks einer kostengünstigen Fertigung können der Borstenträger und die Borsten oder der Borstenträger, die Borsten und der Wellenschaft einstückig ausgebildet sein.
Zur Realisierung der elastischen Verformbarkeit des Borstenträgers, der Borsten und des Wellenschafts, können der Borstenträger, die Borsten und der Wellenschaft aus einem Elastomer gefertigt sein. Vorteilhafterweise kann das Elastomer in einem Spritzgussverfahren, in einem Laser-Sinter-Verfahren oder mit einem FDM-Druck verarbeitet werden. Diese Verfahren sind auch gut geeignet, um den Borstenträger, die Borsten und den Wellenschaft einstückig herzustellen.
Zufriedenstellende Reinigungsergebnisse und eine hohe Standzeit des Randreinigungselements werden erreicht, wenn der Borstenträger eine Wandstärke im Bereich von 0,2 mm bis 2 mm aufweist.
Die Borsten lassen sich gut fertigen, wenn sie als am Rand des Borstenträgers umlaufende Zinnen ausgebildet sind. Die Zinnen sind vorzugsweise ebenfalls elastisch verformbar und können rechteckig gestaltet sein.
Zur Verbesserung der Reinigungswirkung kann das mindestens eine Randreinigungselement im Bereich einer Ecke des Gehäuses am Reinigungsroboter montiert sein.
Der Reinigungsroboter kann eine Grundfläche von weniger als 200 cm² einnehmen. Dann eignet er sich besonders gut für die Reinigung eines Fahrzeuginnenraums. Der Reinigungsroboter mit dieser geringen Grundfläche, der zur Reinigung des Fahrzeuginnenraums verwendet wird, ist beim Reinigungsvorgang in der Umgebung von Hindernissen vor besondere Herausforderungen gestellt.
Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Reinigungsroboters anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Im Einzelnen zeigen:

1 eine Seitenansicht auf einen Reinigungsroboter in einem ersten Betriebsmodus;
2 eine Seitenansicht auf den Reinigungsroboter aus 1 in einem zweiten Betriebsmodus;
3 eine Seitenansicht auf den Reinigungsroboter aus 1 in einem dritten Betriebsmodus;
4 eine Seitenansicht auf den Reinigungsroboter aus 3 in einem vierten Betriebsmodus;
5 eine perspektivische Draufsicht von oben auf ein Randreinigungselement;
6 eine perspektivische Draufsicht von unten auf das Randreinigungselement aus 5.

Die 1 bis 4 zeigen einen Reinigungsroboter 10 mit einem Gehäuse 11 zur Reinigung eines Bodens. Der Boden ist zur besseren Darstellung der Erfindung nicht gezeigt. Der Reinigungsroboter 10 ist an seinem Bug im Randbereich des Gehäuses 11 mit einem Randreinigungselement 12 ausgerüstet, siehe auch 5 und 6. Das Randreinigungselement 12 wird durch einen Motor 13 angetrieben.
Das Randreinigungselement 12 ist ein rotationssymmetrisches Bauteil, das um eine Rotationsachse in Z-Richtung um sich selbst rotieren kann. Das Randreinigungselement 12 weist einen als Hohlkegel ausgebildeten Borstenträger 50 auf, an dem umlaufend mehrere Borsten 51 angebracht sind. Ferner befindet sich an dem Randreinigungselement 12 ein Wellenschaft 52, der an einer Antriebswelle auswechselbar montiert werden kann. Zu diesem Zweck ist der Wellenschaft 52 mit einer Nabenöffnung 53 versehen. Die Nabenöffnung 53 ist zur zuverlässigen Übertragung eines Drehmoments mit einer Abflachung 54 versehen. Somit kann das Drehmoment von der Antriebswelle auf den Wellenschaft 52 mit einer Welle-Nabe-Verbindung übertragen werden. Damit das Randreinigungselement 12 während des Betriebs sicher mit der Antriebswelle verbunden bleibt, weist die Welle-Nabe-Verbindung eine Presspassung auf.
Der Borstenträger 50, die Borsten 51 und der Wellenschaft 52 sind aus einem elastisch verformbaren Material gefertigt, sodass das gesamte Randreinigungselement 12 elastisch verformbar und einstückig herstellbar ist. Deshalb kann sich das Randreinigungselement 12 während des Reinigungsvorgangs verformen und somit an die Kontur des Hindernisses anpassen, wenn der Reinigungsroboter 10 mit dem Randreinigungselement 12 auf ein Hindernis trifft, siehe 2 bis 4. Außerdem kann sich der Wellenschaft 52 elastisch verformen, wenn der Reinigungsroboter 10 mit dem Randreinigungselement 12 gegen das Hindernis fährt, siehe 4. Der Reinigungsroboter 10 kann sich also beliebig dicht an ein für ihn unüberwindbares Hindernis 14 annähern und dieses sogar mit seinem Gehäuse 11 berühren, wobei die Rotationsbewegung des Randreinigungselements 12 und somit der Reinigungsvorgang unbeeinträchtigt fortgesetzt werden. Auf diese Weise ist die Effektivität des Reinigungsvorgangs auch in der unmittelbaren Umgebung des Hindernisses 14 sichergestellt.
Ein Hindernis 30, das niedriger als die Höhe des Reinigungsroboters 10 ist, kann der Reinigungsroboter 10 sogar überwinden, also darüber hinweg fahren, siehe 3 und 4. Hierzu nähert sich der Reinigungsroboter 10 dem Hindernis 30 an, wodurch sich das Randreinigungselement 12 und der Wellenschaft 52 schließlich verformen und das Randreinigungselement 12 zum Reinigungsroboter 10 hin gedrückt wird. Das Randreinigungselement 12 kann während des Verformens solange den Boden reinigen, bis es den Boden nicht mehr berührt. Der Reinigungsroboter 10 kann also seine Vorwärtsbewegung ungehindert fortsetzen und schließlich das Hindernis 30 überfahren. Folglich verbessert die elastische Verformbarkeit des Randreinigungselements 12, des Borstenträgers 50 und des Wellenschafts 52 auch die Bewegungsfreiheit des Reinigungsroboters 10.
Bezugszeichenliste

10: Reinigungsroboter
11: Gehäuse
12: Randreinigungselement
13: Motor
14: Hindernis
30: Hindernis
50: Borstenträger
51: Borsten
52: Wellenschaft
53: Nabenöffnung
54: Abflachung

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

DE 102014100162 A1 [0002]
EP 3409168 B1 [0003]
WO 0191623 A2 [0004]

Claims

Reinigungsroboter (10) zur Reinigung eines Bodens, mit einem Gehäuse (11) und mit mindestens einem Randreinigungselement (12), das im Randbereich des Gehäuses (11) angeordnet ist, wobei das mindestens eine Randreinigungselement (12) einen mit Borsten (51) versehenen Borstenträger (50) und/oder einen Wellenschaft (52) zur Befestigung des mindestens einen Randreinigungselements (12) an einer Antriebswelle aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Borstenträger (50) und/oder der Wellenschaft (52) elastisch verformbar ist.
Reinigungsroboter (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Borstenträger (50) als ein Hohlkegel ausgebildet ist.
Reinigungsroboter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Borstenträger als eine Scheibe ausgebildet ist.
Reinigungsroboter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Borstenträger (50) und die Borsten (51) oder der Borstenträger (50), die Borsten (51) und der Wellenschaft (52) einstückig ausgebildet sind.
Reinigungsroboter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Borstenträger (50), die Borsten (51) und der Wellenschaft (52) aus einem Elastomer gefertigt sind.
Reinigungsroboter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Borstenträger (50) eine Wandstärke im Bereich von 0,2 mm bis 2 mm aufweist.
Reinigungsroboter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Borsten (51) als am Rand des Borstenträgers (50) umlaufende Zinnen ausgebildet sind.
Reinigungsroboter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Randreinigungselement (12) im Bereich einer Ecke des Gehäuses (11) montiert ist.
Reinigungsroboter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Grundfläche von weniger als 200 cm² einnimmt.
Reinigungsroboter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Wellenschaft (52) eine Nabenöffnung (53) vorgesehen ist.