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Die Erfindung betrifft eine Saugdüse für einen Staubsauger zum Reinigen eines Bodenbelages, insbesondere von Teppichboden, mit einem Gehäuse, einem an der Unterseite des Gehäuses ausgebildeten Saugmund, einem in dem Gehäuse ausgebildeten, sich an den Saugmund anschließenden Saugraum, einer in dem Saugraum angeordneten, vertikal beweglich gelagerten Bürstenwalze, die um eine im Wesentlichen horizontale Drehachse drehbar ist, einem Motor zum Antrieb der Bürstenwalze, und einer Betätigungsvorrichtung zur Änderung der Wirkweise der Bürstenwalze. Die Erfindung betrifft außerdem einen Staubsauger zum Reinigen eines Bodenbelages.
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Saugdüsen für Staubsauger sind in vielfältigen Ausgestaltungen bekannt. Sie sind als Vorsatzgerät 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 die Saugdüse in der Regel in dem Grundgehäuse des Staubsaugroboters angeordnet.
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Die hier in Rede stehenden Saugdüsen sind mit einer rotierenden Bürstenwalze ausgestattet, die einen Walzenkörper mit einer Vielzahl von daran fixierten Filamenten, typischerweise Borsten, aufweist. Die Filamente können in Form von einzelnen Büscheln oder in Form von Bürstenleisten, d. h. Reihen von nebeneinander angeordneten Filamenten, am Walzenkörper angeordnet sein. Die Bürstenwalze wird üblicherweise über ein Getriebe mittels eines Motors, insbesondere eines Elektromotors angetrieben. Derartige Saugdüsen werden auch als Elektrobürsten bezeichnet.
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Durch Rotation der Bürstenwalze und gleichzeitiges Erzeugen eines Saugluftstroms vom Saugmund über den Saugraum zum Saugkanal der Saugdüse können von einem zu reinigenden Teppichboden abgelöste Staub- und/oder Schmutzpartikel wirksam aufgenommen und von dem Saugluftstrom mitgerissen werden. Durch die rotierende, auf den zu reinigenden Teppich einwirkende Bürstenwalze kann die Reinigungsleistung der Saugdüse erheblich verbessert werden.
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Herkömmliche Elektrobürsten sind für eine Reinigung von Teppichböden vielfach gut geeignet. Für eine Reinigung von Hartböden sind Elektrobürsten des Standes der Technik, deren Bürstenwalzen an einem im Gehäuse der Saugdüse schwenkbar gelagerten Getriebekasten drehbar gehalten sind und insbesondere aufgrund ihres Eigengewichts auf dem zu reinigenden Boden aufliegen, jedoch nur eingeschränkt geeignet, da die Filamente der rotierenden Bürstenwalze, die üblicherweise aus Borsten bestehen, auf dem zu reinigenden Hartboden aufliegen und durch die Drehung der Bürstenwalze auf dem zu reinigenden Hartboden mit hoher Drehgeschwindigkeit auftreffen, wodurch sich auf einem empfindlichen Hartboden Schleifspuren oder sogar Beschädigungen des Hartbodens ergeben können.
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Zudem kann bei herkömmlichen Elektrobürsten mitunter beobachtet werden, dass von der rotierenden Bürstenwalze beaufschlagtes Grobgut, z.B. kleine Steinchen und andere Hartpartikel, aus dem Saugmund nach hinten herausgeschleudert wird, wenn der Saugluftstrom in der Saugdüse nicht ausreicht, um das beaufschlagte Grobgut mittels des Saugluftstroms in den sich an den Saugmund anschließenden Saugraum und weiter in den Saugkanal einzusaugen.
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Nachteilig an der Verwendung von herkömmlichen Elektrobürsten bei einer Reinigung von Hartböden ist ferner, dass sich auf dem Hartboden befindliche Haare und/oder lange Fasern, insbesondere bei relativ langsam rotierender Bürstenwalze, leicht und vermehrt um die Bürstenwalze wickeln, wodurch die Reinigungsleistung der Elektrobürste insbesondere bei der anschließenden Verwendung auf Teppichböden abnehmen kann. Insbesondere lassen sich die Fasern und Haare, wenn sie die Bürstenwalze vollständig umschlingen und die Bürstenwalze wieder mit hoher Drehzahl betrieben wird, nur schwer von der Bürstenwalze lösen.
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Der Begriff Hartböden schließt insbesondere solche Bodenbeläge ein, welche keinen Teppichpol oder sonstigen Pol aufweisen. Als Hartböden im Kontext der vorliegenden Erfindung sind unter anderem Laminatböden, Parkettböden, Dielenböden, Fliesenböden und PVC-Böden anzusehen.
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Bekannt sind Saugdüsen (Elektrobürsten) mit rotierender Bürstenwalze, bei denen der Nutzer die Möglichkeit hat, die rotierende Bürstenwalze aktiv aus dem Eingriff mit einem zu reinigenden Bodenbelag, insbesondere einem Teppichboden, zu bringen. Hierzu betätigt der Nutzer beispielweise einen Fußtaster, worauf dann Stützrollen aus der Saugdüse ausgefahren werden und somit die Unterseite der Saugdüse gegenüber dem zu reinigenden Bodenbelag angehoben wird. Da die rotierende Bürstenwalze im Gehäuse solcher bekannter Saugdüsen ortsfest gelagert ist, wird sie folglich zusammen mit dem Gehäuse relativ zu dem zu reinigenden Bodenbelag angehoben. Dabei wird jedoch auch der Saugmund gegenüber dem zu reinigenden Bodenbelag angehoben, mit dem Ergebnis, dass dann im Betrieb der Saugdüse der Unterdruck im Saugmund deutlich verringert ist und somit weniger Schmutz vom Teppich abgesaugt wird.
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Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Saugdüse sowie einen Staubsauger der eingangs genannten Art zu schaffen, die hinsichtlich einer Reinigung von Hartböden verbessert sind und auf solchen Bodenbelägen eine gute Reinigungsleistung bieten.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Saugdüse mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Saugdüse sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung bei einer Saugdüse der eingangs genannten Art vor, dass die Betätigungsvorrichtung hergerichtet ist, um beim Reinigen eines Hartbodens die Bürstenwalze von dem Hartboden abzuheben, so dass sich relativ zu dem Hartboden unterhalb der Bürstenwalze ein Spalt ergibt, und/oder um beim Reinigen eines Hartbodens die Rotation der Bürstenwalze von einer unidirektionalen Rotation in eine oszillierende Rotation zu ändern.
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Die Bürstenwalze kann dabei einen Walzenkörper mit davon im Wesentlichen radial abstehenden Filamenten und/oder Schlagleisten aufweisen.
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Durch ein Abheben der Bürstenwalze von dem Hartboden treten die Filamente und/oder Schlagleisten im Wesentlichen nicht mehr in Kontakt mit dem zu reinigenden Hartboden. Hierdurch werden Schleifspuren auf dem Hartboden bei ununterbrochener Rotation der Bürstenwalze weitestgehend vermieden. Insbesondere wird hierdurch sichergestellt, dass der Hartboden bei ununterbrochener Rotation der Bürstenwalze durch die rotierenden Filamente und/oder Schlagleisten nicht beschädigt wird.
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Ebenfalls kann durch das Anheben der Bürstenwalze ein Herausschleudern von Grobgut aus dem Saugmund verringert bzw. vermieden werden, da die rotierenden Filamente und/oder Schlagleisten das Grobgut aufgrund des unterhalb der Filamente und/oder Schlagleisten gebildeten Spalts nicht oder weniger stark erfassen. Auch wird weitgehend verhindert, dass sich Haare oder lange Fasern um die Bürstenwalze wickeln. Denn der Spalt zwischen den Filamenten bzw. Schlagleisten und dem zu reinigenden Bodenbelag verhindert, dass die rotierenden Filamente bzw. Schlagleisten Haare oder lange Fasern erfassen. Es ist bevorzugt, dass die Betätigungsvorrichtung die Bürstenwalze mechanisch, elektromechanisch und/oder pneumatisch von dem Hartboden abhebt.
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Durch eine Änderung der Rotation der Bürstenwalze von einer unidirektionalen Rotation (Drehbewegung) in eine oszillierende Rotation können ebenfalls Schleifspuren auf dem Hartboden und eine Beschädigung des Hartbodens vermieden werden. Denn die Bewegungsgeschwindigkeit bzw. die Intensität der mechanischen Einwirkung der oszillierenden Filamente und/oder Schlagleisten auf den Hartboden sind wesentlich geringer als bei einer üblichen unidirektionalen Rotation mit hoher Drehzahl beispielsweise in der Größenordnung von ca. 6000 bis 6500 U/min.
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Durch die oszillierende Rotation und der damit einhergehenden Drehrichtungsumkehr der Bürstenwalze kann zudem weitgehend verhindert werden, dass Grobgut von den Filamenten und/oder Schlagleisten aus dem Bereich des Saugmundes geschleudert wird. Des Weiteren kann durch eine oszillierende Rotation der Bürstenwalze ein vollständiges Umschlingen der Bürstenwalze durch Haare bzw. lange Fasern weitestgehend vermieden werden. Bei einem anschließenden Betrieb der Saugdüse auf einem Teppichboden mit hoher Drehzahl der Bürstenwalze können sich Haare und lange Fasern, welche an den Filamenten und/oder Schlagleisten der Bürstenwalze anliegen, die Bürstenwalze aber nicht vollständig umschlingen, von der Bürstenwalze lösen, so dass die Reinigungsleistung der Saugdüse durch Haare bzw. lange Fasern nicht geschmälert wird.
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Die erfindungsgemäße Saugdüse kann eine einzelne rotierende Bürstenwalze oder mehrere, insbesondere zwei rotierende Bürstenwalzen aufweisen. Im Betrieb der Saugdüse auf einem zu reinigenden horizontalen Bodenbelag ist die jeweilige Bürstenwalze um eine im Wesentlichen horizontale Drehachse drehbar. Bevorzugt ist in dem Gehäuse der erfindungsgemäßen Saugdüse ein elektrischer Motor gelagert, der die Bürstenwalze antreibt. Anstelle eines elektrischen Motors kann die erfindungsgemäße Saugdüse aber auch ein pneumatisches Antriebselement, z.B. ein Turbinen- oder Schaufelrad aufweisen, das durch den vom Staubsauger erzeugten Saugluftstrom in Drehung versetzt wird. Handelt es sich bei dem Motor um ein pneumatisches Antriebselement, so kann zur Einstellung der Drehzahl der Bürstenwalze beispielsweise der das pneumatische Antriebselement beaufschlagende Saugluftstrom mittels einer Einstellvorrichtung verändert werden. Es ist ebenfalls möglich, dass ein Elektromotor das Saugebläse eines der erfindungsgemäßen Saugdüse zugeordneten Staubsaugers antreibt, wobei der Elektromotor über ein Netzkabel oder einen Akkumulator (Akku) mit Strom versorgt wird. Dementsprechend wird in einem solchen Fall vorzugweise auch der Motor bzw. Antrieb der mindestens einen Bürstenwalze der Saugdüse mit Strom aus einem Stromnetz oder aus einem Akkumulator betrieben.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung hergerichtet ist, um beim Reinigen eines Hartbodens die Bürstenwalze von dem Hartboden soweit abzuheben, dass sich relativ zu dem Hartboden unterhalb der Filamente und/oder Schlagleisten der Bürstenwalze ein Spalt mit einer Höhe im Bereich von 0,5 mm bis 8 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,5 mm bis 3 mm ergibt. Es hat sich gezeigt, dass ein Spalt im Bereich von 0,5 mm bis 8 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,5 mm bis 3 mm, ausreicht, um den Hartboden in zuverlässiger Weise vor Kontakt mit den Filamenten und/oder Schlagleisten der Bürstenwalze zu schützen. Ebenfalls ist eine derartige Dimensionierung ausreichend, um ein Herausschleudern von Grobgut aus dem Bereich des Saugmundes weitgehend zu vermeiden. Durch den Spalt der oben angegebenen Größe wird ebenfalls weitgehend ein Umwickeln der Bürstenwalze mit Haaren bzw. langen Fasern vermieden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenwalze an einem Getriebekasten drehbar gelagert ist, wobei der Getriebekasten um eine im Wesentlichen horizontale Achse schwenkbar im Gehäuse gelagert ist. Mittels einer derartigen Ausgestaltung lässt sich in konstruktiv günstiger Weise eine vertikal beweglich gelagerte Bürstenwalze, die um eine horizontale Achse drehbar ist, verwirklichen. Mit dem Ausdruck „vertikal beweglich gelagerte Bürstenwalze“ ist im Kontext der vorliegenden Erfindung insbesondere auch eine reversibel vom Saugmund weg in den Saugraum verlagerbar gelagerte Bürstenwalze gemeint.
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Der schwenkbar gelagerte Getriebekasten kann auch als Bürstenwippe bezeichnet werden. Es ist bevorzugt, dass die Betätigungsvorrichtung ein Anheben der Bürstenwalze durch ein mechanisches Anheben (Schwenken) des Getriebekastens ausführt. Alternativ kann die Betätigungsvorrichtung das Anheben der Bürstenwalze auch über den Motor ausführen, welcher vorzugsweise an dem Getriebekasten angeflanscht ist. Es ist ebenfalls bevorzugt, dass die Betätigungsvorrichtung das Anheben der Bürstenwalze über ein mit dem Motor und/oder dem Getriebekasten verbundenes Planetengetriebegehäuse ausführt.
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Der Getriebekasten ist vorzugsweise aus mehreren Gehäuseteilen, beispielsweise aus zwei Gehäusehälften zusammengesetzt. Ist die Saugdüse mit einer einzelnen rotierenden Bürstenwalze ausgestattet, so ist die Bürstenwalze zwischen dem schwenkbar gelagerten Getriebekasten und einem das andere Ende der der Bürstenwalze tragenden Schwenklager gehalten. Weist die Saugdüse dagegen zwei rotierende Bürstenwalzen auf, so ist der schwenkbar gelagerte Getriebekasten zwischen den Bürstenwalzen angeordnet; die Bürstenwalzen sind dabei jeweils mit einem ihrer Enden an dem Getriebekasten angeordnet und mit einer im Getriebekasten gelagerten Mitnehmerwelle drehfest verbunden. Das andere, dem Getriebekasten abgewandte Ende der Bürstenwalzen kann dabei freikragend im Saugraum der Saugdüse angeordnet sein.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Anstellvorrichtung, welche die Bürstenwalze mit einer Anpresskraft in Richtung eines zu reinigenden Bodenbelages, beispielsweise Teppichbodens beaufschlagt. Hierdurch verbessert sich die Reinigungsleistung der Saugdüse beim Reinigen eines Teppichbodens. Die Anstellvorrichtung kann beispielsweise ein federelastisches Element aufweisen, das mit einer beweglichen Lagerung der Bürstenwalze und einer im Gehäuse ausgebildeten Lagerstelle verbunden ist. Das federelastische Element kann beispielsweise als zwischen der beweglichen Lagerung der Bürstenwalze und einer im Gehäuse ausgebildeten Anlagefläche angeordnetes Schaumstoffelement oder als mit der beweglichen Lagerung der Bürstenwalze und einem im Gehäuse ausgebildeten Anbindungspunkt verbundenes Federelement ausgebildet sein.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Betätigungsvorrichtung ein am Gehäuse angeordnetes Bedienelement. Mittels des Bedienelements kann der Nutzer der Saugdüse den Betriebsmodus der Saugdüse manuell einstellen und somit bedarfsgerecht an die Beschaffenheit des zu reinigenden Bodenbelags anpassen. Beispielsweise ist das Bedienelement in Form einer Bedientaste, insbesondere in Form einer Fußtaste, an dem Gehäuse, vorzugsweise an der Oberseite des Gehäuses angeordnet. Der Nutzer der Saugdüse kann dann beispielsweise das Bedienelement bzw. die Fußtaste betätigen, wenn er einen Hartboden reinigen will. Infolge der Betätigung des Bedienelements wird vorzugsweise die Bürstenwalze vom Hartboden abgehoben und/oder die Drehrichtung der Bürstenwalze von einer unidirektionalen Rotation in eine oszillierende Rotation geändert. Durch eine derartige Ausgestaltung kann ein Nutzer der Saugdüse diese in komfortabler Weise an den zu reinigenden Bodenbelag anpassen und insbesondere eine zuverlässige sowie schonende Reinigung eines Hartbodens vornehmen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung mit einem Sensor zur Erfassung der Beschaffenheit eines zu reinigenden Bodenbelages und einer Auswerteeinrichtung versehen ist, wobei die Auswerteeinrichtung in Abhängigkeit der vom Sensor erfassten Beschaffenheit des zu reinigenden Bodenbelages, insbesondere bei Erkennung eines Hartbodens, ein Anheben der Bürstenwalze von dem Bodenbelag mittels der Betätigungsvorrichtung auslöst und/oder mittels der Betätigungsvorrichtung den Motor derart ansteuert, dass die Rotation der Bürstenwalze von einer unidirektionalen Rotation in eine oszillierende Rotation geändert wird. Sollte der Sensor beispielsweise einen Hartboden erfassen, so bewirkt die Auswerteeinrichtung dann zusammen mit der Betätigungsvorrichtung automatisch, dass die Bürstenwalze von dem Hartboden abgehoben und/oder die Bürstenwalze in eine oszillierende Drehbewegung versetzt wird. Dies ist den Nutzer der Saugdüse besonders komfortabel, da der Nutzer lediglich die Saugdüse auf den zu reinigenden Bodenbelägen verfahren muss und die Saugdüse sich automatisiert an den jeweiligen Bodenbelag, beispielsweise einen Hartboden anpasst. Der Sensor kann beispielsweise als kapazitiver, resistiver oder optischer Sensor, als Hallsensor oder als Ultraschallsensor ausgestaltet sein. Ein solcher Sensor lässt sich klein und kompakt ausführen und benötigt dementsprechend wenig Bauraum in der Saugdüse.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Betätigungsvorrichtung hergerichtet, den Motor in einer Weise anzusteuern, dass dieser die Drehrichtung der Bürstenwalze nach einer Drehung um einen Drehwinkel im Bereich von 15° bis 180°, vorzugsweise im Bereich von 60° bis 130°, besonders bevorzugt im Bereich von 80° bis 100°, in die Gegendrehrichtung ändert. Dieser bzw. diese Drehwinkelbereiche sind insbesondere hinsichtlich der Grobgutaufnahme der Saugdüse vorteilhaft. Ebenfalls wird eine vollständige Umwicklung der Bürstenwalze mit langen Fasern oder Haaren vermieden, da sich bei dieser Ausgestaltung der Saugdüse auf einem Hartboden befindliche lange Fasern oder Haare allenfalls bis zu einem Umschlingungswinkel von ca. 180° um die Bürstenwalze wickeln können. Die möglicherweise an den Filamenten und/oder Schlagleisten der Bürstenwalze hängenden langen Fasern oder Haare können sich dann beim Betrieb der Saugdüse auf einem zu reinigenden Teppich durch die relativ schnelle, unidirektionale Rotation der Bürstenwalze von den Filamenten und/oder Schlagleisten der Bürstenwalze lösen, so dass die Reinigungsleistung der Saugdüse durch lange Fasern bzw. Haare kaum beeinträchtigt wird.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung hergerichtet ist, den Motor in einer Weise anzusteuern, dass dieser bei oszillierender Rotation der Bürstenwalze einen Drehrichtungswechsel der Bürstenwalze mit einer Umschaltfrequenz im Bereich von 1 Hz bis 10 Hz bewirkt. Eine Umschaltfrequenz in diesem Bereich ist insbesondere hinsichtlich der Lebensdauer des Motors, des Getriebekastens und der Bürstenwalze sowie hinsichtlich einer geringen Geräuschentwicklung von Vorteil.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Saugdüse einen Beschleunigungssensor zur Erfassung der Bewegungsrichtung des Gehäuses der Saugdüse auf, wobei die Betätigungsvorrichtung hergerichtet ist, den Motor in einer Weise anzusteuern, dass dieser bei oszillierender Rotation der Bürstenwalze die Drehrichtung der Bürstenwalze in Abhängigkeit der Bewegungsrichtung des Gehäuses ändert. Beispielsweise ist diese Ausgestaltung der Saugdüse in der Weise ausgeführt, dass die Bürstenwalze der Saugdüse vorwärts kehrt, wenn ein Nutzer der Saugdüse diese im Vorhub verfährt. Sobald der Nutzer die Bewegungsrichtung der Saugdüse umgekehrt, die Saugdüse also im Rückhub verfährt, erfasst der Beschleunigungssensor die geänderte Bewegungsrichtung der Saugdüse und bewirkt durch ein entsprechendes Messsignal an die Betätigungsvorrichtung, dass diese den Motor derart ansteuert, dass sich die Drehrichtung der Bürstenwalze ändert, so dass diese dann rückwärts kehrt. Alternativ kann diese Ausgestaltung der Saugdüse aber auch in der Weise ausgeführt sein, dass die Bürstenwalze der Saugdüse rückwärts kehrt, wenn ein Nutzer der Saugdüse die Saugdüse im Vorhub verfährt, und im Rückhub der Saugdüse vorwärts kehrt. Diese alternativen Ausführungsformen ermöglichen beide eine verbesserte Schmutzaufnahme, insbesondere Grobgutaufnahme der Saugdüse, wobei sich allerdings derzeit theoretisch noch nicht eindeutig ableiten bzw. feststellen lässt, welche dieser beiden eigentlich konträren Ausführungsformen die beste Wirkung auf den verschiedenen zu reinigenden Bodenbelägen ergibt.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Betätigungsvorrichtung hergerichtet, um beim Reinigen eines Hartbodens die Drehzahl des Motors und damit die Drehzahl der Bürstenwalze zu reduzieren. Hierdurch lassen sich insbesondere für den Fall, dass die Betätigungsvorrichtung die Bürstenwalze nicht anhebt und somit keinen Spalt zwischen den Filamenten bzw. Schlagleisten und dem Hartboden entsteht, Beschädigungen des Hartbodens vermeiden. Ebenfalls ist eine reduzierte Drehzahl zuträglich für die Aufnahmefähigkeit der Saugdüse in Bezug auf Grobgut, da sich der von der Bürstenwalze auf das Grobgut ausgeübte Impuls verringert. Hierdurch wird ein Herausschleudern von Grobgut aus dem Saugmundbereich weitgehend vermieden, so dass Grobgut zuverlässig mittels des Saugluftstroms in den Saugraum und den sich daran anschließenden Saugkanal aufgenommen werden kann.
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Die der Erfindung zugrundeliegende, oben genannte Aufgabe wird ebenfalls durch einen Staubsauger zum Reinigen eines Bodenbelags mit einer erfindungsgemäßen Saugdüse, insbesondere einer Saugdüse gemäß einer der oben genannten Ausgestaltungen gelöst. Die technischen Vorteile des Staubsaugers wurden bereits in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Saugdüse erläutert.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen schematisch:
- 1 eine erfindungsgemäße Saugdüse für einen Staubsauger in einer perspektivischen Ansicht;
- 2a eine Seitenschnittansicht eines Abschnitts einer weiteren erfindungsgemäßen Saugdüse auf einem Hartboden;
- 2b eine Seitenschnittansicht des Abschnitts der Saugdüse aus 2a auf einem Teppichboden; und
- 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Saugdüse für einen Staubsauger in einer perspektivischen Ansicht.
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In der nachfolgenden Beschreibung verschiedener erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele werden Bauteile und Elemente mit gleicher Funktion und gleicher Wirkungsweise mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, auch wenn die Bauteile und Elemente bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen in ihrer Dimension oder Form Unterschiede aufweisen können.
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Die Zeichnung zeigt eine Saugdüse 1 für einen Staubsauger (nicht gezeigt) zum Reinigen eines Bodenbelages 20, 20', insbesondere eines Teppichbodens 20'. Die Saugdüse ist beispielhaft als Vorsatzgerät ausgebildet.
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Die Saugdüse 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in welchem ein Saugraum 6 und ein sich daran anschließender Saugkanal 8 ausgebildet sind. Der Saugraum 6 ist über eine unterseitige Öffnung, den sogenannten Saugmund 4, zu einem zu reinigenden Bodenbelag hin offen. Der Saugmund 4 ist vorzugsweise mit mindestens einer flexiblen Dichtlippe 5 versehen (vgl. 2a und 2b), die im bestimmungsgemäßen Betrieb der Saugdüse 1 auf dem zu reinigenden Bodenbelag aufliegt und den Saugraum 6 gegenüber der Umgebung der Saugdüse 1 abdichtet. Beispielsweise sind zumindest entlang der Vorderseite sowie entlang der Rückseite des Saugmunds 4 flexible Dichtlippen 5 an der Saugdüse 1 angebracht.
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Im Innern des Saugraums 6 ist mindestens eine Bürstenwalze 10 angeordnet, die um eine Drehachse rotierbar ist, d. h. im Betrieb der Saugdüse 1, angetrieben durch einen Motor 12, vorzugsweise einen Elektromotor, rotieren kann. Die Rotation der Motorwelle wird mittels eines mit dem Motor 12 verbundenen Getriebes auf die Bürstenwalze 10 übertragen. Das Getriebe ist in einem Getriebekasten (Getriebegehäuse) 16 angeordnet. Der Getriebekasten 16 enthält beispielsweise einen Zahnriemen, der durch ein mit der Motorwelle verbundenes Antriebsritzel angetrieben wird und die Rotation der Motorwelle bzw. des Antriebsritzels auf ein mit einer Mitnehmerwelle drehfest verbundenes Zahnrad überträgt, wobei die Bürstenwalze 10 drehfest auf der Mitnehmerwelle gelagert ist. Die Drehachse X der Motorwelle sowie die Drehachse A der Bürstenwalze 10 verlaufen vorzugsweise im Wesentlichen parallel zueinander sowie im Wesentlichen parallel zu der Unterseite des Saugdüsengehäuses 2 und damit im Wesentlichen horizontal zu dem zu reinigenden Bodenbelag 20, 20'. Die in der Zeichnung dargestellte Saugdüse 1 kann auch als Elektrobürste bezeichnet werden.
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Die Bürstenwalze 10 weist einen Walzenkörper 13 auf, der mit einer Vielzahl davon im Wesentlichen radial abstehender Filamenten 14 versehen ist. Die Filamente 14, die beispielsweise in Form von Borsten ausgebildet sind, sind mit einem Ende stoffschlüssig in den Walzenkörper 13 eingefasst. Die Filamente 14 sind vorzugsweise als Borstenbüschel ausgebildet, die in Form einer Helix an dem Walzenkörper 13 aneinander gereiht angeordnet sind. Die Filamente (Borstenbüschel) 14 sind somit helixförmig zur Drehachse A der Bürstenwalze 10 angeordnet und bilden Filament- bzw. Borstenreihen, die sich von einem ersten axialen Ende zu einem zweiten axialen Ende des Walzenkörpers 13 erstrecken.
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Die Bürstenwalze 10 ist im Gehäuse 2 der Saugdüse 1 vertikal beweglich gelagert. Hierzu ist beispielsweise der Getriebekasten 16 drehbar oder schwenkbar um die Drehachse X der Motorwelle des Elektromotors 12 gelagert. Der Getriebekasten 16 ist somit innerhalb eines bestimmten Bereichs nach oben und unten schwenkbar. Der Abstand der Drehachse A der Bürstenwalze 10 ist also bezogen auf den Saugmund 4 bzw. den zu reinigenden Bodenbelag 20, 20' innerhalb eines gewissen Bereichs veränderbar. Die Drehachse A der Bürstenwalze 10 behält dabei ihre im Wesentlichen parallele Ausrichtung gegenüber dem Saugmund 4 bzw. dem zu reinigenden Bodenbelag 20, 20'.
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Die Saugdüse 1 weist vorzugsweise zwei rotierende Bürstenwalzen 10 auf, wobei der schwenkbar gelagerte Getriebekasten 16 zwischen den Bürstenwalzen 10 angeordnet ist. Die Bürstenwalzen 10 sind dabei jeweils mit einem ihrer Enden an dem Getriebekasten 16 angeordnet und mit der im Getriebekasten 16 gelagerten Mitnehmerwelle drehfest verbunden. Das andere, dem Getriebekasten 16 abgewandte Ende der Bürstenwalzen 10 ist freikragend in dem Saugraum 6 angeordnet. Die drehfeste Verbindung der Bürstenwalzen 10 mit der Mitnehmerwelle ist lösbar, um die Bürstenwalzen 10 bei Bedarf austauschen oder zu Wartungs- und Reinigungszwecken demontieren zu können.
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Die Saugdüse 1 ist vorzugsweise als Vorsatzgerät ausgeführt (siehe 1 und 3). Sie weist ein Anschlussstück in Form eines Gelenkstücks 15 auf, das um eine horizontale Achse schwenkbar und zusätzlich um eine dazu im Wesentlichen orthogonal verlaufende Achse drehbar ist. An dem Gelenkstück 15 kann ein Handhabungsrohr eines Bodenstaubsaugers oder ein Saugrohr eines Handstaubsaugers angeschlossen werden. Das Gelenkstück 15 ist mit elektrischen Kontakten zur Stromversorgung des Elektromotors 12 versehen. Die Saugdüse 1 weist vorzugsweise Laufrollen 17 auf, zwischen denen das Gelenkstück 15 angeordnet ist. Des Weiteren kann die Saugdüse 1 mindestens eine Stützrolle 11 aufweisen, die am Chassis der Saugdüse vor oder hinter dem Saugmund 4 angeordnet ist.
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Die Saugdüse 1 ist mit einer Betätigungsvorrichtung 18 versehen, die dazu hergerichtet ist, die Bürstenwalze 10 bei der Reinigung eines Hartbodens 20 derart von dem Hartboden 20 abzuheben, dass sich zwischen den Filamenten 14 der Bürstenwalze 10 und einem zu reinigenden Hartboden 20 ein Spalt S ergibt. Hierzu ist die Betätigungsvorrichtung 18 über eine Mechanik bzw. ein Stellglied mit dem Getriebekasten 16 verbunden, so dass die Betätigungsvorrichtung 18 mittels der Mechanik bzw. des Stellgliedes den schwenkbar gelagerten Getriebekasten 16 anheben und somit einen Spalt S zwischen einem zu reinigenden Hartboden 20 und den dem Hartboden 20 zugewandten Filamenten 14 der Bürstenwalze 10 erzeugen kann.
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Alternativ oder zusätzlich ist die Betätigungsvorrichtung 18 hergerichtet, um beim Reinigen eines Hartbodens 20 die Rotation der Bürstenwalze 10 von einer unidirektionalen Rotation in eine oszillierende Rotation zu ändern. Hierzu ist die Betätigungsvorrichtung 18 mittels einer elektrischen Leitung oder Steuerleitung 19 mit dem Motor 12 bzw. einer die Drehrichtung des Motors 12 steuernden Steuerelektronik (nicht gezeigt) verbunden. Dabei ist bevorzugt, dass der Motor 12 die Drehrichtung der Bürstenwalze 10 nach einer Drehung um einen Drehwinkel im Bereich von 60° bis 130° in die Gegendrehrichtung mit einer Umschaltfrequenz zwischen 1 und 10 Hz oszillierend wechselt. Des Weiteren kann über die Betätigungsvorrichtung 18 und die dieser zugeordneten Steuerelektronik vorzugsweise auch die Drehzahl bzw. die Geschwindigkeit einer oszillierenden Rotation der Motorwelle des Motors 12 eingestellt werden.
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Ferner weist die Saugdüse 1 einen Schalter 21 auf, der ebenfalls über eine Steuerleitung 19 an der Betätigungsvorrichtung 18 angeschlossen ist. Ein Nutzer der Saugdüse 1 kann durch Betätigen des Schalters 21 die Betätigungsvorrichtung 18 aktivieren, so dass diese den schwenkbar gelagerten Getriebekasten 16 mit der Bürstenwalze 10 anhebt und/oder den Motor 12 derart ansteuert, dass dieser eine oszillierende Rotation der Bürstenwalze 10 bewirkt. Dieser Betriebsmodus der Saugdüse 1 ist für eine Reinigung von Hartböden vorgesehen. Möchte der Nutzer der Saugdüse 1 mit dieser nicht mehr einen Hartboden 20 sondern einen Teppichboden 20' reinigen, so kann er hierzu erneut den Schalter 21 betätigen. Die Betätigungsvorrichtung 18 senkt dann den angehobenen Getriebekasten 16 mit der Bürstenwalze 10 wieder ab und steuert den Motor 12 derart, dass dieser eine unidirektionale Rotation der Bürstenwalze 10 bewirkt.
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Vorzugsweise ist die Betätigungsvorrichtung 18 zudem derart ausgestaltet, dass sie für eine Reinigung eines Hartbodens 20 bei entsprechender Aktivierung durch den Schalter 21 eine Verringerung der Drehzahl des Motors 12 und damit der Bürstenwalze 10 bewirkt.
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Bei dem in den 2a und 2b dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Saugdüse 1 umfasst die Betätigungsvorrichtung 18 eine Anstellvorrichtung 23 mit einem Bedienelement 21. Das Bedienelement 21 ist beispielsweise in Form eines Drehknopfes ausgeführt und an der Oberseite des Gehäuses 2 der Saugdüse 1 angeordnet. Die Anstellvorrichtung 23 weist dabei einen mit dem Bedienelement 21 verbundenen Gewindestift 22, einen an dem Gewindestift 22 ausgebildeten Anbindungspunkt 24 und eine Feder 26 auf, wobei die Feder 26 mit dem Anbindungspunkt 24 und dem Getriebekasten 16 verbunden ist.
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Das Bedienelement 21 kann in eine Stellung gedreht werden, die einer Hartbodenreinigung zugeordnet ist. Eine entsprechende Betätigung des Bedienelements 21 führt dazu, dass der Gewindestift 22 in Richtung des Bedienelements 21 bzw. in Richtung der Oberseite des Gehäuses 2 der Saugdüse 1 gedreht wird. Hierdurch wird der Anbindungspunkt 24 nach oben verschoben, wodurch die von der Feder 26 auf den Getriebekasten 16 ausgeübte Druckkraft abnimmt. Dadurch wird der Getriebekasten 16 samt Bürstenwalze 10 nach oben geschwenkt, wodurch zwischen dem Hartboden 20 und den Filamenten 14 der Bürstenwalze 10 ein Spalt S entsteht.
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Des Weiteren ist das Bedienelement 21 der Betätigungsvorrichtung 18 über eine Steuerleitung 19 an dem Motor 12 bzw. an einer dem Motor 12 zugeordneten Steuerelektronik angeschlossen. Die Steuerelektronik bewirkt, dass nach Drehung des Bedienelements 21 in eine der Hartbodenreinigung zugeordneten Stellung die Motorwelle des Motors 12 und somit die Bürstenwalze 10 oszillierend drehen.
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Darüber hinaus weist die Saugdüse 1 in dem in den 2a und 2b skizzierten Ausführungsbeispiel einen Beschleunigungssensor 28 auf, welcher die Bewegungsrichtung des Gehäuses 2 bzw. der Saugdüse 1 erfasst. Der Beschleunigungssensor 28 kommuniziert über eine Signalleitung 19' mit dem Bedienelement 21 bzw. der Betätigungsvorrichtung 18. Befindet sich das Bedienelements 21 in der einer Hartbodenreinigung zugeordneten Stellung, erfasst der Beschleunigungssensor 28 die Bewegungsrichtung des Gehäuses 2 und kommuniziert diese der Betätigungsvorrichtung 18. Bevorzugt steuert die Betätigungsvorrichtung 18 den Motor 12 derart an, dass die Drehrichtung der Bürstenwalze 10 bei einer von dem Beschleunigungssensor 28 erfassten Bewegungsrichtungsänderung des Gehäuses 2 umgekehrt wird. Insbesondere erfasst der Beschleunigungssensor 28 eine Änderung des Bewegungsrichtung der Saugdüse 1 von Vorhub in Rückhub und umgekehrt.
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2b zeigt die Saugdüse 1 auf einem Teppichboden 20'. Das Bedienelement 21 wurde in diesem Fall in eine einer Teppichbodenreinigung zugeordnete Stellung bewegt. In dieser Stellung bzw. in diesem Betriebsmodus befindet sich der Gewindestift 22 in einer unteren Stellung, so dass die an dem Gewindestift 22 montierte Druckfeder 26 auf den Getriebekasten 16 mit erhöhter Druckkraft drückt. Daher ist der Getriebekasten 16 gegenüber der in 2a gezeigten Stellung nach unten geschwenkt und die Filamente 14 der Bürstenwalze 10 stehen in Eingriff mit dem zu reinigenden Teppichboden 20'. Die Betätigungsvorrichtung 18 kommuniziert der Steuerungselektronik des Motors 12, dass sich das Bedienelement 21 in der dem Teppichreinigungsmodus zugeordneten Stellung befindet, worauf die Steuerungselektronik die Motorwelle und somit die Bürstenwalze 10 unidirektional rotiert.
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3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Saugdüse 2 für einen Staubsauger. Die Saugdüse 2 weist in diesem Fall einen Sensor 30 zur Erfassung der Beschaffenheit eines zu reinigenden Bodenbelages auf. Der Sensor 30 ist vorzugsweise an der Unterseite des Gehäuses 2 angeordnet und über eine Signalleitung 19" an einer Auswerteeinrichtung 32 der Betätigungsvorrichtung 18 angeschlossen. Die Auswerteeinrichtung 32 vergleicht die von dem Sensor 30 übertragenen Messsignale mit einem oder mehreren vorgegebenen oder vorgebbaren Werten, die bestimmten Bodenbelagsarten, z.B. einem Teppichboden und/oder einem Hartboden zugeordnet sind. In Abhängigkeit der vom Sensor 30 übertragenen Messsignale bzw. des Vergleichs mit dem mindestens einen vorgegebenen oder vorgebbaren Wert, überträgt die Auswerteeinrichtung 32, beispielsweise über eine Signalleitung 19'" ein Steuersignal an die Betätigungsvorrichtung 18. Auf diese Weise kann die Saugdüse 1 bei einer Reinigung eines Hartbodens 20 automatisiert die Bürstenwalze 10 von dem Hartboden 20 abheben und/oder den Motor 12 derart ansteuern, dass die Bürstenwalze 10 oszillierend rotiert bzw. die Drehgeschwindigkeit der Bürstenwalze 10 reduziert wird.
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Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind zahlreiche Varianten denkbar, die auch bei einer von den skizzierten Beispielen abweichenden Gestaltung von der beanspruchten Erfindung Gebrauch machen. Es ist beispielsweise auch denkbar, auf andere konstruktive Weise einen Abstand bzw. Spalt S unterhalb der Filamente 14 der Bürstenwalze 10 für eine Reinigung eines Hartbodens 20 einzustellen. Des Weiteren kann die Bürstenwalze 10 anstelle der Filamente 14 oder zusätzlich zu den Filamenten 14 auch Schlagleisten aufweisen.
