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Die Erfindung betrifft eine Reinigungseinheit mit einer Reinigungswalze, die z. B. als Bodendüse in einem Reinigungsroboter oder in einem handgeführten Staubsauger verwendet werden kann. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Reinigungseinheit.
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Ein Reinigungsroboter kann dazu genutzt werden, autonom eine Oberfläche, insbesondere den Boden in einem Haushalt, zu reinigen. Der Reinigungsroboter kann eine Reinigungseinheit mit einer Reinigungswalze, insbesondere mit einer Bürstenwalze, aufweisen, wobei die Reinigungswalze während des Saugbetriebs um die Rotationsachse der Reinigungswalze rotiert werden kann, um mechanisch auf die zu reinigende Fläche einzuwirken. Im Laufe der Zeit können an der Reinigungswalze Verunreinigungen, insbesondere Haare, haften bleiben, wodurch die Reinigungsgüte des Reinigungsroboters beeinträchtigt werden kann. Dies kann es erforderlich machen, die Reinigungswalze auszubauen und zu reinigen, was von einem Nutzer als unkomfortabel empfunden werden kann.
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Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, eine besonders effiziente, zuverlässige und komfortable Reinigung der Reinigungswalze einer Reinigungseinheit einer Reinigungsvorrichtung, insbesondere eines Reinigungsroboters oder eines handgeführten Staubsaugers, zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird jeweils durch den Gegenstand der einzelnen unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind insbesondere in den abhängigen Patentansprüchen definiert, in nachfolgender Beschreibung beschrieben oder in der beigefügten Zeichnung dargestellt.
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Gemäß einem Aspekt wird eine Reinigungseinheit für eine Reinigungsvorrichtung beschrieben. Die Reinigungseinheit kann als Saugdüse ausgebildet sein. Die Reinigungsvorrichtung kann als Reinigungsroboter und/oder als handgeführter (ggf. batteriebetriebener) (Staub-)Sauger ausgebildet sein.
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Die Reinigungseinheit umfasst eine Reinigungswalze, insbesondere eine Bürstenwalze. Die Reinigungswalze kann einen (zylinderförmigen) Grundkörper aufweisen. Ferner kann die Reinigungswalze ein oder mehrere Reinigungslippen aufweisen, die sich jeweils in radialer Richtung von dem Grundkörper weg erstrecken. Die einzelnen Reinigungslippen können sich jeweils entlang der Längsrichtung der Reinigungswalze von dem ersten Ende bis zu dem gegenüberliegenden zweiten Ende der Reinigungswalze erstrecken. Die einzelnen Reinigungslippen können dabei z. B. einen helixförmigen Verlauf aufweisen. Des Weiteren können die einzelnen Reinigungslippen jeweils Borsten aufweisen.
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Die Reinigungseinheit weist ein Gehäuse auf, durch das ein Hohlraum gebildet wird, in dem die Reinigungswalze angeordnet ist. Die Reinigungswalze ist drehbar um eine Rotationsachse an dem Gehäuse gelagert ist. Die Rotationsachse kann sich z. B. entlang der Längsrichtung von einem ersten Lagerelement (an dem ersten Ende der Reinigungswalze) bis zu einem gegenüberliegenden zweiten Lagerelement (an dem zweiten Ende der Reinigungswalze) erstrecken. Die Reinigungswalze kann an dem ersten Ende über das erste Lagerelement an dem Gehäuse gelagert sein. Ferner kann die Reinigungswalze an dem zweiten Ende über das zweite Lagerelement an dem Gehäuse gelagert sein. Die Rotationsachse (insbesondere ein oder beide Lagerelemente der Rotationsachse) kann stillstehend oder drehbar an dem Gehäuse gelagert sein. Ferner kann die Rotationsachse (insbesondere zumindest ein Lagerelement der Rotationsachse) zumindest abschnittsweise oder vollständig als Welle (zur Übertragung eines Drehmoments) ausgebildet sein. Mit anderen Worten, die Rotationsachse kann ausgebildet sein, ein Drehmoment zu übertragen. Das Drehmoment kann insbesondere auf die Reinigungswalze übertragen werden, um eine Drehbewegung der Reinigungswalze (um die Rotationsachse) zu bewirken.
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Durch das Gehäuse kann ein Saugmund gebildet werden, der dafür vorgesehen ist, im Betrieb einer zu reinigenden Fläche, insbesondere dem zu reinigenden Boden, zugewandt zu sein. Des Weiteren kann das Gehäuse eine dem Saugkanal der Reinigungsvorrichtung zugewandte Öffnung aufweisen. Die Reinigungseinheit kann derart ausgebildet sein, dass ein (von dem Gebläse der Reinigungsvorrichtung bewirkter) Saugluftstrom durch den Saugmund, an der Reinigungswalze vorbei, durch die Öffnung zu dem Saugkanal geleitet wird (um Verunreinigungen von der zu reinigenden Fläche aufzusaugen und in den Sammelbehälter der Reinigungsvorrichtung zu befördern).
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Die Reinigungseinheit ist ausgebildet, zwischen einem Betriebszustand und einem Reinigungszustand zu wechseln. Der Betriebszustand kann für den Normalbetrieb der Reinigungsvorrichtung vorgesehen sein, um eine möglichst zuverlässige und hohe Reinigungsgüte der Reinigungsvorrichtung bereitzustellen. Der Reinigungszustand kann dafür vorgesehen sein, längliche Verunreinigungen, insbesondere Haare, die sich um die Reinigungswalze gewickelt haben, von der Reinigungswalze zu lösen (und automatisch in den Sammelbehälter der Reinigungsvorrichtung zu befördern).
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Die Reinigungseinheit ist derart ausgebildet, dass die Rotationsachse der Reinigungswalze in dem Betriebszustand von dem ersten Lagerelement der Rotationsachse bis zu dem entlang der Längsrichtung gegenüberliegenden zweiten Lagerelement der Rotationsachse durchgängig ist (und keine Lücke und/oder Unterbrechung aufweist). Die Reinigungswalze kann somit in dem Betriebszustand an beiden Enden (an dem Gehäuse) gelagert sein, wodurch ein zuverlässiger und gründlicher Saugbetrieb ermöglicht wird.
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Des Weiteren ist die Reinigungseinheit derart ausgebildet, dass die Rotationsachse der Reinigungswalze in dem Reinigungszustand eine Lücke aufweist, sodass zumindest ein Teil der Reinigungswalze in dem Reinigungszustand nur an einem Lagerelement (der beiden Lagerelemente) gelagert ist. Die Lücke kann dazu genutzt werden, längliche Verunreinigungen, die sich um die Reinigungswalze gewickelt haben, entlang der Längsrichtung von der Reinigungswalze abzustreifen, und daraufhin in radialer Richtung bzgl. der Rotationsachse durch die Lücke von der Reinigungswalze (an der Rotationsachse vorbei und/oder durch die Lücke innerhalb der Rotationsachse hindurch) zu entfernen (insbesondere abzusaugen).
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Durch die Bereitstellung einer Reinigungseinheit (insbesondere einer Saugdüse) mit zwei unterschiedlichen Zuständen, kann eine komfortable und zuverlässige Reinigung der Reinigungswalze bewirkt werden, ohne die Reinigungsgüte der Reinigungsvorrichtung zu beeinträchtigen.
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Es sei darauf hingewiesen, dass sich in diesem Dokument der Begriff "Reinigungsgüte der Reinigungsvorrichtung bzw. der Reinigungseinheit" darauf bezieht, wie gut von der Reinigungsvorrichtung bzw. der Reinigungseinheit Verunreinigungen von der zu reinigenden Fläche entfernt, insbesondere aufgesaugt, werden. Andererseits bezieht sich der Begriff "Reinigung der Reinigungswalze" auf das Entfernen von Verunreinigungen, die im Laufe des Betriebs der Reinigungsvorrichtung bzw. der Reinigungseinheit an der Reinigungswalze haften geblieben sind.
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Die Reinigungseinheit kann zumindest eine Antriebseinheit umfassen, die ausgebildet ist, die Reinigungswalze zu einer Rotationsbewegung um die Rotationsachse anzutreiben. Die Antriebseinheit kann z. B. einen Elektromotor umfassen. Die Antriebseinheit kann eingerichtet sein, das als Welle ausgebildete zweite Lagerelement anzutreiben, um die Reinigungswalze zu der Rotationsbewegung anzutreiben. Des Weiteren kann die Reinigungseinheit ggf. eine weitere Antriebseinheit aufweisen, die eingerichtet ist, das als Welle ausgebildete erste Lagerelement anzutreiben, um die Reinigungswalze zu der Rotationsbewegung anzutreiben.
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Die Reinigungseinheit kann derart ausgebildet sein, dass die Rotationsachse der Reinigungswalze in dem Reinigungszustand eine Lücke an einer Trennstelle aufweist. Die Trennstelle kann z. B. an dem ersten Lagerelement oder an dem zweiten Lagerelement angeordnet sein. Alternativ kann die Trennstelle an einem Zwischenpunkt der Reinigungswalze (z. B. mittig in Bezug auf die Längsrichtung der Reinigungswalze) angeordnet sein. Die Öffnung des Gehäuses der Reinigungseinheit zu dem Saugkanal kann in unmittelbarer Nähe zu der Trennstelle angeordnet sein. Insbesondere kann die Öffnung zu dem Saugkanal auf einen Bereich (z. B. mit einer Breite entlang der Längsrichtung von 7 cm oder weniger) in unmittelbarer Nähe zu der Trennstelle angeordnet sein. So kann eine besonders zuverlässige Reinigung der Reinigungswalze bewirkt werden.
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Wie bereits dargelegt, kann die Reinigungswalze in dem Betriebszustand an dem ersten Ende über das erste Lagerelement an dem Gehäuse gelagert sein. Das erste Lagerelement kann ausgebildet sein, entlang der Längsrichtung verschoben und/oder bewegt zu werden, um die Reinigungswalze in den Reinigungszustand zu überführen und um zwischen dem ersten Lagerelement und dem ersten Ende der Reinigungswalze eine Lücke innerhalb der Rotationsachse zu bilden. Das erste Lagerelement kann dabei von dem ersten Ende der Reinigungswalze wegbewegt werden, um die Lücke herzustellen (und um die Reinigungseinheit in den Reinigungszustand zu überführen). Andererseits kann das erste Lagerelement zu dem ersten Ende der Reinigungswalze hinbewegt werden, um die Lücke zu schließen (und um die Reinigungseinheit in den Betriebszustand zu überführen). So kann in besonders effizienter Weise eine Reinigungseinheit bereitgestellt werden, die einen Betriebszustand und einen Reinigungszustand aufweist.
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Das erste Lagerelement kann ausgebildet sein, das erste Ende der Reinigungswalze um die Rotationsachse zu zentrieren. Alternativ oder ergänzend kann das erste Lagerelement einen dem ersten Ende der Reinigungswalze zugewandten Sporn aufweisen, und das erste Ende der Reinigungswalze kann eine entsprechende Vertiefung für den Sporn aufweisen. Alternativ oder ergänzend kann das erste Ende der Reinigungswalze einen dem ersten Lagerelement zugewandten Sporn aufweisen, und das erste Lagerelement kann eine entsprechende Vertiefung für den Sporn aufweisen. So kann ein besonders zuverlässiger Wechsel zwischen dem Reinigungszustand und dem Betriebszustand der Reinigungseinheit bewirkt werden.
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Die Reinigungseinheit kann eine Stelleinheit, insbesondere einen (elektrischen) Linearmotor, umfassen, die ausgebildet ist, das erste Lagerelement entlang der Längsrichtung zu bewegen, um einen (automatischen) Wechsel zwischen dem Betriebszustand und dem Reinigungszustand zu bewirken. Alternativ oder ergänzend kann die Reinigungseinheit ein Bedienelement (z. B. einen Hebel) umfassen, das ausgebildet ist, von einem Nutzer betätigt zu werden, um das erste Lagerelement (manuell) entlang der Längsrichtung zu bewegen und um dadurch einen (manuellen) Wechsel zwischen dem Betriebszustand und dem Reinigungszustand zu bewirken. So kann ein besonders komfortabler und zuverlässiger Wechsel zwischen den unterschiedlichen Zuständen der Reinigungseinheit bewirkt werden.
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Alternativ oder ergänzend kann die Reinigungswalze eine erste Teilwalze und eine zweite Teilwalze aufweisen, die entlang der Längsrichtung hintereinander angeordnet sind. Die Teilwalzen können jeweils eine Hälfte der Reinigungswalze bilden. Die Reinigungswalze kann derart ausgebildet sein, dass die erste Teilwalze und die zweite Teilwalze in dem Reinigungszustand an einer Trennstelle voneinander getrennt sind, und an der Trennstelle eine Lücke innerhalb der Rotationsachse gebildet wird. Des Weiteren kann die Reinigungswalze derart ausgebildet sein, dass die erste Teilwalze und die zweite Teilwalze in dem Betriebszustand an der Trennstelle miteinander verbunden, insbesondere Drehmoment übertragend miteinander verbunden sind. Durch die Bereitstellung einer Reinigungswalze, die sich aus zwei Teilwalzen zusammensetzt, kann in besonders effizienter Weise eine Reinigungseinheit implementiert werden, die einen Betriebszustand und einen Reinigungszustand aufweist.
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Die erste Teilwalze und die zweite Teilwalze können an den einander zugewandten Stirnflächen komplementär ausgebildete Verbindungselemente aufweisen. Die Verbindungselemente können derart ausgebildet sein, dass durch die komplementär ausgebildeten Verbindungselemente in dem Betriebszustand eine entlang der Längsrichtung fluchtende Ausrichtung der ersten Teilwalze und der zweiten Teilwalze zueinander bewirkt wird. Alternativ oder ergänzend können die Verbindungselemente derart ausgebildet sein, dass durch die komplementär ausgebildeten Verbindungselemente bei einem Übergang von dem Reinigungszustand in den Betriebszustand eine Führungs- und Zentrierungsfunktion bereitgestellt wird. Alternativ oder ergänzend können die Verbindungselemente derart ausgebildet sein, dass durch die komplementär ausgebildeten Verbindungselemente in dem Betriebszustand eine Drehmomentübertragung zwischen der ersten Teilwalze und der zweiten Teilwalze ermöglicht wird. So kann ein besonders zuverlässiger Wechsel zwischen dem Reinigungszustand und dem Betriebszustand bewirkt werden.
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Wie bereits dargelegt, kann die Reinigungseinheit zumindest eine Stelleinheit, insbesondere einen Linearmotor, umfassen, die ausgebildet ist, zumindest eine Teilwalze entlang der Längsrichtung zu bewegen, um einen Wechsel zwischen dem Betriebszustand und dem Reinigungszustand zu bewirken. Alternativ oder ergänzend kann die Reinigungseinheit ein Bedienelement umfassen, das ausgebildet ist, von einem Nutzer betätigt zu werden, um zumindest eine Teilwalze manuell entlang der Längsrichtung zu bewegen, und um dadurch einen (manuellen) Wechsel zwischen dem Betriebszustand und dem Reinigungszustand zu bewirken. So kann ein besonders komfortabler und zuverlässiger Wechsel zwischen den unterschiedlichen Zuständen der Reinigungseinheit bewirkt werden.
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Die Reinigungswalze ist bevorzugt derart ausgebildet, dass während einer Rotationsbewegung der Reinigungswalze in dem Betriebszustand längliche Verunreinigungen, die sich um die Reinigungswalze gewickelt haben, durch die Rotationsbewegung der Reinigungswalze zu der Trennstelle hin befördert werden. Die Reinigungswalze kann zu diesem Zweck eine geometrische Form aufweisen, die derart ausgebildet ist, dass während der Rotationsbewegung der Reinigungswalze eine Kraft auf die länglichen Verunreinigungen zu der Trennstelle hin ausgeübt wird. Die Reinigungswalze, insbesondere der Grundkörper der Reinigungswalze, kann z. B. kegelförmig ausgebildet sein, wobei sich der Radius der kegelförmigen Reinigungswalze zu der Trennstelle hin reduziert. Bei einer Reinigungswalze mit zwei Teilwalzen können die einzelnen Teilwalzen jeweils kegelförmig ausgebildet sein, wobei sich der Radius der Teilwalzen jeweils zu der Trennstelle hin reduziert. Alternativ oder ergänzend kann die Reinigungswalze Borsten aufweisen, die sich ausgehend von dem Grundkörper radial von dem Grundkörper weg erstrecken, wobei die Borsten zu der Trennstelle hin geneigt sind. So kann bewirkt werden, dass sich die Verunreinigungen während des Normalbetriebs an der Trennstelle sammeln, und anschließend im Reinigungszustand in besonders zuverlässiger Weise von der Reinigungswalze entfernt, insbesondere abgesaugt, werden können.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Reinigungsvorrichtung zur Reinigung einer Fläche beschrieben, wobei die Reinigungsvorrichtung eine Reinigungseinheit umfasst, die wie in diesem Dokument beschrieben ausgebildet ist. Die Reinigungsvorrichtung kann ferner einen Sammelbehälter für Verunreinigungen, und einen zwischen der Reinigungseinheit und dem Sammelbehälter verlaufenden Saugkanal umfassen. Des Weiteren kann die Reinigungsvorrichtung ein Gebläse umfassen, das ausgebildet ist, einen Saugluftstrom von dem Saugmund der Reinigungseinheit, über den Saugkanal in den Sammelbehälter zu bewirken, um Verunreinigungen von der zu reinigenden Fläche aufzusaugen.
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Die Reinigungsvorrichtung kann eine Steuereinheit umfassen, die eingerichtet ist, für den Normalbetrieb der Reinigungsvorrichtung (z. B. zum Absaugen einer Fläche) zu bewirken, dass die Reinigungseinheit in dem Betriebszustand ist. Des Weiteren kann die Steuereinheit eingerichtet sein, (an einem bestimmten Zeitpunkt) zu bestimmen, dass die Reinigungswalze der Reinigungseinheit zu reinigen ist. Dies kann z. B. nach Ablauf einer bestimmten und/oder vordefinierten Betriebsdauer im Betriebszustand oder z. B. in Reaktion auf eine Nutzereingabe über eine Benutzerschnittstelle der Reinigungsvorrichtung (zur Aktivierung eines Reinigungsmodus zur Reinigung der Reinigungswalze) bestimmt werden. Alternativ oder ergänzend kann auf Basis von Sensordaten von ein oder mehreren Sensoren der Reinigungsvorrichtung eine Verschmutzung der Reinigungswalze erkannt werden. Basierend darauf kann bestimmt werden, dass die Reinigungswalze zu reinigen ist.
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Des Weiteren kann die Steuereinheit eingerichtet sein, in Reaktion auf das Bestimmen zu bewirken, dass die Reinigungseinheit in den Reinigungszustand überführt wird. Zu diesem Zweck kann die Stelleinheit angesteuert werden, um die Lücke innerhalb der Rotationsachse herzustellen. Alternativ oder ergänzend kann ein Hinweis an den Nutzer der Reinigungsvorrichtung ausgegeben werden, um den Nutzer zu veranlassen, die Reinigungseinheit manuell in den Reinigungszustand zu überführen. So kann ein dauerhaft zuverlässiger Betrieb der Reinigungsvorrichtung mit einer hohen Reinigungsgüte bewirkt werden.
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, während die Reinigungseinheit in dem Reinigungszustand ist, zu bewirken, dass zumindest ein Teil der Reinigungswalze (durch die Antriebseinheit) zu einer Rotationsbewegung angetrieben wird. Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit eingerichtet sein, während die Reinigungseinheit in dem Reinigungszustand ist, das Gebläse zu veranlassen, einen Saugluftstrom zu bewirken. So kann die Reinigungswalze in besonders zuverlässiger und komfortabler Weise gereinigt werden.
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Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit eingerichtet sein, während die Reinigungseinheit in dem Reinigungszustand ist, zu bewirken, dass der Saugmund der Reinigungseinheit nicht auf zu reinigenden Flächen positioniert wird, die nicht einem vordefinierten Flächen-Typ für den Betrieb der Reinigungseinheit in dem Reinigungszustand entsprechen. Beispielsweise kann im Vorfeld definiert werden, dass die Reinigungsvorrichtung für den Betrieb der Reinigungseinheit in dem Reinigungszustand
- Flächen-Typen, wie z. B. Teppiche, meidet, durch die eine relativ hohe Kraft (radial zu der Rotationsachse) auf die Reinigungswalze bewirkt wird; und/oder
- nur Flächen-Typen, wie z. B. Hartböden, reinigt, durch die nur eine relativ niedrige Kraft (radial zu der Rotationsachse) auf die Reinigungswalze bewirkt wird.
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Die Steuereinheit kann insbesondere bei einer als Reinigungsroboter ausgebildeten Reinigungsvorrichtung bewirken, dass der Saugmund der Reinigungseinheit nicht auf zu reinigenden Flächen positioniert wird, die nicht einem vordefinierten Flächen-Typ für den Betrieb der Reinigungseinheit in dem Reinigungszustand entsprechen. So kann ein besonders zuverlässiger Betrieb eines Reinigungsroboters bewirkt werden.
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, während die Reinigungseinheit in dem Reinigungszustand ist, zu bewirken, dass
- der Volumenstrom des von dem Gebläse bewirkten Saugluftstroms (dediziert und/oder selektiv) erhöht wird; und/oder
- die Drehzahl der Reinigungswalze erhöht und/oder reduziert, insbesondere entlang der Zeit variiert, wird.
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So kann eine besonders gründliche Reinigung der Reinigungswalze bewirkt werden.
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, in Reaktion auf das Bestimmen, dass die Reinigungswalze zu reinigen ist und bevor der Wechsel der Reinigungseinheit von dem Betriebszustand in den Reinigungszustand bewirkt wird, (insbesondere in Vorbereitung auf einen Wechsel der Reinigungseinheit von dem Betriebszustand in den Reinigungszustand) zu bewirken, dass die Drehzahl der Reinigungswalze erhöht und/oder reduziert, insbesondere entlang der Zeit variiert, wird. So können die länglichen Verunreinigungen in besonders zuverlässiger Weise zu der Trennstelle hin befördert werden, und diese anschließend (wenn die Reinigungseinheit in dem Reinigungszustand ist) von der Reinigungswalze entfernen zu können.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb einer Reinigungseinheit beschrieben, die wie in diesem Dokument beschrieben ausgebildet ist. Das Verfahren umfasst das Bewirken, dass die Reinigungseinheit für den Normalbetrieb zum Absaugen einer Fläche in dem Betriebszustand ist, sowie das Bestimmen, dass die Reinigungswalze der Reinigungseinheit zu reinigen ist. Des Weiteren umfasst das Verfahren, in Reaktion auf das Bestimmen, das Bewirken, dass die Reinigungseinheit in den Reinigungszustand überführt wird. Es kann daraufhin die Reinigungswalze gereinigt werden, während sich die Reinigungseinheit in dem Reinigungszustand befindet. Des Weiteren kann im Anschluss an die Reinigung der Reinigungswalze bewirkt werden, dass die Reinigungseinheit wieder in den Betriebszustand überführt wird.
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Es ist zu beachten, dass jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Reinigungseinheit, der in diesem Dokument beschriebenen Reinigungsvorrichtung und/oder des in diesem Dokument beschriebenen Verfahrens in vielfältiger und/oder beliebiger Weise miteinander kombiniert werden können. Insbesondere können die Merkmale der Patentansprüche in vielfältiger und/oder beliebiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen:
- Figuren 1a und 1b
- einen beispielhaften Reinigungsroboter in unterschiedlichen perspektivischen Ansichten;
- Figur 1c
- beispielhafte Komponenten eines Reinigungsroboters;
- Figur 1d
- eine beispielhafte Schnittansicht durch einen Reinigungsroboter;
- Figuren 2a bis 2f
- unterschiedliche Zustände einer Reinigungseinheit mit einer Reinigungswalze, die eine trennbare Rotationsachse aufweist;
- Figuren 3a bis 3g
- unterschiedliche Zustände einer weiteren Reinigungseinheit mit einer Reinigungswalze, die eine trennbare Rotationsachse aufweist; und
- Figur 4
- ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Reinigung der Bürstenwalze einer Reinigungsvorrichtung.
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Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument damit, eine effiziente, zuverlässige und komfortable Reinigung der Reinigungswalze, insbesondere Bürstenwalze, einer Reinigungsvorrichtung zu bewirken. In diesem Zusammenhang zeigen Fig. 1a die Oberseite 121 und Fig. 1b die Unterseite 122 eines Reinigungsroboters 100, insbesondere eines Saugroboters. Der Reinigungsroboter 100 ist ein Beispiel für eine Reinigungsvorrichtung. Die in diesem Dokument für einen Reinigungsroboter 100 beschriebenen Aspekte sind jeweils allgemein auf eine Reinigungsvorrichtung anwendbar.
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Die Unterseite 122 des Reinigungsroboters 100 ist im Saugbetrieb des Reinigungsroboters 100 dem zu reinigenden Boden bzw. der zu reinigenden Fläche eines Reinigungsbereichs, etwa eines Raumes in einem Haushalt, zugewandt. Die Unterseite 122 des Reinigungsroboters 100 weist typischerweise ein oder mehrere Antriebseinheiten 101 (mit ein oder mehreren Antriebsrädern) auf, durch die der Reinigungsroboter 100 selbständig bewegt werden kann, um unterschiedliche Bereiche des Bodens zu reinigen. Des Weiteren kann der Reinigungsroboter 100 ein oder mehrere Führungs- und/oder Stützelemente 104 (z. B. nicht angetriebene Räder) aufweisen, die eine stabile Bewegung des Reinigungsroboters 100 über den zu reinigenden Boden ermöglichen. Außerdem umfasst ein Reinigungsroboter 100 typischerweise ein oder mehrere Reinigungseinheiten 106 (insbesondere ein oder mehrere Saugdüsen), die jeweils eingerichtet sind, den Boden unter dem Reinigungsroboter 100 zu reinigen.
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Eine Reinigungseinheit 106 (insbesondere eine Saugdüse) kann eine Bürstenwalze 102 aufweisen, die ausgebildet ist, sich um eine Rotationsachse zu drehen, wobei die Rotationsachse typischerweise parallel zu der Unterseite 122 des Reinigungsroboters 100 angeordnet ist. Die Bürstenwalze 102 kann dazu verwendet werden, Staub und/oder Verunreinigungen auf dem zu reinigenden Boden mechanisch von dem Boden zu lösen, sodass der Staub und/oder die Verunreinigungen mit erhöhter Zuverlässigkeit in den Saugmund 107 der Reinigungseinheit 106 gesogen werden können.
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An der Unterseite 122 des Reinigungsroboters 100 können ferner ein oder mehrere Wischelemente 109, insbesondere Wischpads, angeordnet sein, die jeweils eingerichtet sind, den zu reinigenden Boden zu wischen. Der Reinigungsroboter 100 kann eine Wasserversorgungseinheit (nicht dargestellt) aufweisen, die ausgebildet ist, die ein oder mehreren Wischelemente 109 jeweils mit Wischwasser zu versorgen.
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An der Oberseite 121 des Reinigungsroboters 100 kann eine Benutzerschnittstelle angeordnet sein, die es einem Nutzer des Reinigungsroboters 100 ermöglicht, Steuereingaben zu tätigen. Außerdem kann der Reinigungsroboter 100 an einer Seitenwand 123 (z. B. an einer Seitenwand 123 im Frontbereich des Reinigungsroboters 100) einen Stoßfänger 105 umfassen, wobei an dem Stoßfänger 105 ein Stoßsensor angeordnet sein kann, der eingerichtet ist, Sensordaten zu erfassen, die anzeigen, ob der Reinigungsroboter 100 in Bewegungsrichtung 120 gegen ein Hindernis gestoßen ist oder nicht. Das Auslösen des Stoßsensors durch ein Hindernis (aufgrund der Auslenkung des Stoßfängers 105) kann z. B. bewirken, dass sich der Reinigungsroboter 100 um seine, senkrecht auf dem Boden stehende, Vertikal- bzw. Hochachse dreht, und dadurch die Bewegungsrichtung 120 ändert, um dem Hindernis auszuweichen.
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Des Weiteren weist ein Reinigungsroboter 100 typischerweise ein oder mehrere Umfeldsensoren 110 auf (siehe Fig. 1c), die jeweils eingerichtet sind, Umfeld- bzw. Sensordaten in Bezug auf das Umfeld des Reinigungsroboters 100 zu erfassen. Die ein oder mehreren Umfeldsensoren 110 können umfassen: eine oder mehrere Bildkameras, ein oder mehrere Ultraschallsensoren, ein oder mehrere taktile und/oder optische Abstandssensoren, ein oder mehrere akustische Sensoren, ein oder mehrere Temperatursensoren, ein oder mehrere Lidar- und/oder Radarsensoren, etc. Eine Steuereinheit 130 des Reinigungsroboters 100 kann eingerichtet sein, auf Basis der Umfelddaten digitale Karteninformation in Bezug auf den zu reinigenden Reinigungsbereich zu ermitteln und ggf. auf einer Speichereinheit 111 des Reinigungsroboters 100 zu speichern. Der Reinigungsroboter 100 kann die digitale Karteninformation nutzen, um sich innerhalb des Reinigungsbereichs (z. B. innerhalb eines Raums) selbstständig zu orientieren und/oder um eine Fahrroute zur Reinigung des Reinigungsbereichs festzulegen.
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Fig. 1c zeigt ein kartesisches Koordinatensystem mit einer Längsachse (d. h. mit einer x-Achse), mit einer Querachse (d. h. mit einer y-Achse) und mit einer Hochachse (d. h. mit einer z-Achse). Die Bewegungsrichtung 120 der Reinigungsvorrichtung 100 entspricht typischerweise der Längsachse. Die Rotationsachse der Bürstenwalze 102 verläuft typischerweise entlang der Querachse.
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Fig. 1d zeigt eine Schnittansicht des Reinigungsroboters 100 innerhalb einer durch die Längsachse und durch die Hochachse aufgespannten Ebene. Durch die Pfeile wird der Strömungsverlauf der Saugluft dargestellt, von der zu reinigenden Fläche, über den Saugmund 107, vorbei an der Reinigungswalze 102, durch einen Saugkanal 142, und in den Sammelbehälter 140. Der Sammelbehälter 140 weist eine Filtereinheit 141 auf, durch die die Schmutzpartikel in der Saugluft in dem Sammelbehälter 140 zurückgehalten werden. Das Gebläse (nicht dargestellt), durch die der Saugluftstrom generiert wird, ist stromabwärts von der Filtereinheit 141 (und von dem Sammelbehälter 140) angeordnet.
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Von der Reinigungswalze 102 können während des Betriebs aufgrund der Rotation der Reinigungswalze 102 längliche Verunreinigungen, wie z. B. Haare oder Fäden, aufgesammelt werden, die sich um die Reinigungswalze 102 herumwickeln, und dadurch die Reinigungswirkung der Reinigungswalze 102 beeinträchtigen. Zur Entfernung der länglichen Verunreinigungen muss die Reinigungswalze 102 typischerweise von dem Nutzer aus der Reinigungseinheit 106 ausgebaut werden. Die länglichen Verunreinigungen, die sich um die Reinigungswalze 102 gewickelt haben, können dann mit einem Schneidwerkzeug durchtrennt und so von der Reinigungswalze 102 entfernt werden. Diese Reinigungstätigkeit kann von einem Nutzer als unangenehm empfunden werden. In diesem Dokument wird eine Reinigungseinheit 106 mit einer Reinigungswalze 102 beschrieben, die ausgebildet ist, längliche Verunreinigungen selbständig (ohne Einwirken eines Nutzers) von der Reinigungswalze 102 zu entfernen.
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Figuren 2a bis 2f zeigen unterschiedliche Zustände einer Reinigungseinheit 106 mit einer Reinigungswalze 102, die eine Rotationsachse aufweist, die bei Bedarf aufgetrennt werden kann, um eine Lücke bzw. eine Unterbrechung 209 innerhalb der Rotationsachse zu schaffen, über die längliche Verunreinigungen 220 von der Reinigungswalze 102 entfernt, insbesondere abgestreift und/oder abgesaugt, werden können. Die in den Figuren 2a bis 2f dargestellte Reinigungswalze 102 weist ein erstes Lagerelement 201 (als das erste Ende der Rotationsachse) auf, das an einem ersten Lager 205 gelagert ist, und das ausgebildet ist, die Reinigungswalze 102 an dem ersten Ende der Reinigungswalze 102 zu lagern. Ferner weist die Reinigungswalze 102 ein zweites Lagerelement 202 (als das zweite Ende der Rotationsachse) auf, das an einem zweiten Lager (nicht dargestellt) gelagert sein kann, und das ausgebildet ist, die Reinigungswalze 102 an dem, dem ersten Ende gegenüberliegenden, zweiten Ende der Reinigungswalze 102 zu lagern. Die Reinigungswalze 102 kann durch eine Antriebseinheit (insbesondere durch einen Elektromotor) 203 angetrieben werden, wobei die Antriebseinheit 203 insbesondere ausgebildet sein kann, das zweite Lagerelement 202 (das z. B. als Welle der Antriebseinheit 203 ausgebildet ist) anzutreiben.
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Das erste Lagerelement 201 kann ausgebildet sein, entlang der Querachse (d. h. entlang der in den Figuren 2a bis 2f dargestellten y-Achse und/oder entlang der Längsrichtung der Reinigungswalze 102) auf das erste Ende der Reinigungswalze 102 zu und/oder von dem ersten Ende der Reinigungswalze 102 weg bewegt zu werden. Die Bewegung des ersten Lagerelements 201 entlang der Querachse (d. h. entlang der Längsrichtung der Reinigungswalze 102) kann durch eine Stelleinheit (z. B. durch einen Linearmotor) 204 bewirkt werden. Fig. 2a zeigt die Reinigungseinheit 106 in einem Betriebszustand, bei dem das erste Lagerelement 201 auf das erste Ende der Reinigungswalze 102 einwirkt und somit das erste Ende der Reinigungswalze 102 lagert. In dem Betriebszustand ist somit die Reinigungswalze 102 an beiden Enden gelagert, wodurch eine stabile Rotationsbewegung der Reinigungswalze 102 und eine relativ hohe Krafteinwirkung der Reinigungswalze 102 auf die zu reinigende Fläche bewirkt werden können.
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Fig. 2b zeigt die Reinigungseinheit 201 in einem Reinigungszustand, bei dem das erste Lagerelement 201 nicht auf das erste Ende der Reinigungswalze 102 einwirkt und als Folge daraus an einer Trennstelle 213 (zwischen dem ersten Lagerelement 201 und dem ersten Ende der Reinigungswalze 102) eine Lücke 209 innerhalb der Rotationsachse gebildet wird. Diese Lücke 209 kann dazu verwendet werden, längliche Verunreinigungen 220, die sich um die Reinigungswalze 102 gewickelt haben, entlang der Querachse über das erste Ende der Reinigungswalze 102 hinweg von der Reinigungswalze 102 abzustreifen und über die Lücke 209 zu entfernen.
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Dies ist beispielhaft in den Figuren 2c und 2d dargestellt. In Fig. 2c ist zu sehen, wie sich aufgrund des Betriebs der Reinigungseinheit 106 im Betriebszustand längliche Verunreinigungen 220 um die Reinigungswalze 102 gewickelt haben. Die Reinigungswalze 102 kann dabei derart ausgebildet sein, dass die einzelnen länglichen Verunreinigungen 220 während des Betriebs entlang der Querachse zu der Trennstelle 213 der Rotationsachse der Reinigungswalze 102 hinbewegt werden. Dies kann z. B. durch eine konische Form der Reinigungswalze 102, insbesondere durch eine konische Form des Grundkörpers 210 der Reinigungswalze 102, bewirkt werden (wie beispielhaft in den Figuren 2e und 2f zu sehen).
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Während des Normalbetriebs der Reinigungsvorrichtung 100 kann die Reinigungseinheit 106 in dem Betriebszustand sein (siehe Figuren 2a und 2c), sodass sich die länglichen Verunreinigungen 220 an der Trennstelle 213 der Rotationsachse der Reinigungswalze 102 sammeln. Die Reinigungseinheit 106 kann zur Reinigung der Reinigungswalze 102 in den Reinigungszustand überführt werden, sodass an der Trennstelle 213 eine Lücke 209 zwischen dem ersten Lagerelement 201 und dem ersten Ende der Reinigungswalze 102 gebildet wird. Die um die Reinigungswalze 102 und/oder um das erste Lagerelement 201 gewickelten länglichen Verunreinigungen 220 können über diese Lücke 209 entfernt, insbesondere abgesaugt, werden. Zu diesem Zweck ist der Saugkanal 142 der Reinigungseinheit 106 und/oder der Reinigungsvorrichtung 100 bevorzugt in unmittelbarer Nähe zu der Lücke 209 angeordnet (wie in den Figuren 2a bis 2f dargestellt).
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In den Figuren 2a bis 2f ist ein Beispiel für eine Reinigungseinheit 106 dargestellt, bei der die Lücke 209 innerhalb der Rotationsachse der Reinigungswalze 102 an einem Ende (insbesondere an dem ersten Ende) der Reinigungswalze 102 gebildet wird. In den Figuren 3a bis 3g ist ein Beispiel für eine Reinigungseinheit 106 dargestellt, bei der die Lücke 209 innerhalb der Rotationsachse der Reinigungswalze 102 an einer Trennstelle 303 innerhalb der Reinigungswalze 102 gebildet wird, wobei die Trennstelle 303 z. B. entlang der Querachse mittig innerhalb der Reinigungswalze 102 angeordnet sein kann (wie beispielhaft in den Figuren 3a bis 3g dargestellt). Die Reinigungswalze 102 wird durch die Trennstelle 303 entlang der Querachse in eine erste Teilwalze 301 (die sich entlang der Querachse von dem ersten Ende der Reinigungswalze 102 bis zu der Trennstelle 303 erstreckt) und in eine zweite Teilwalze 302 (die sich entlang der Querachse von der Trennstelle 303 bis zu dem zweiten Ende der Reinigungswalze 102 erstreckt) unterteilt.
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Die in den Figuren 3a bis 3g dargestellte Reinigungseinheit 106 weist eine erste Antriebseinheit 203 (z. B. einen ersten Elektromotor) auf, mit der das erste Lagerelement 201 angetrieben wird, das (fest) mit dem ersten Ende der Reinigungswalze 102 verbunden ist. Durch die erste Antriebseinheit 203 kann die erste Teilwalze 301 angetrieben werden. Des Weiteren weist die Reinigungseinheit 106 eine zweite Antriebseinheit 203 (z. B. einen zweiten Elektromotor) auf, mit der das zweite Lagerelement 202 angetrieben wird, das (fest) mit dem zweiten Ende der Reinigungswalze 102 verbunden ist. Durch die zweite Antriebseinheit 203 kann die zweite Teilwalze 302 angetrieben werden. Ferner weist die Reinigungseinheit 106 zumindest eine Stelleinheit 204 (z. B. zumindest einen Linearmotor) auf, mit dem das erste Lagerelement 201 und/oder das zweite Lagerelement 202 entlang der Querachse verschoben werde können, um die Reinigungseinheit 106 von dem Betriebszustand (ohne Lücke 209) in den Reinigungszustand (mit Lücke 209) oder umgekehrt zu überführen.
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Die Reinigungswalze 102 kann an der Trennstelle 303 ein oder mehrere Verbindungselemente 304 aufweisen, die in komplementärer Weise an der Stirnfläche der ersten Teilwalze 301 und an der Stirnfläche der zweiten Teilwalze 302 angeordnet sind, und die ausgebildet sind, jeweils paarweise ineinander zu greifen, wenn sich die Reinigungseinheit 106 in dem Betriebszustand befindet. So kann ein stabiler Betrieb der zusammengesetzten Reinigungswalze 102 bewirkt werden.
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Wie in Fig. 3c dargestellt, wickeln sich während des Betriebs der Reinigungseinheit 106 (die sich in dem Betriebszustand befindet) längliche Verunreinigungen 220 um die Reinigungswalze 102. Die Reinigungswalze 102 kann eine Form aufweisen, die eine Querbewegung der umwickelten Verunreinigungen 220 entlang der Querachse zu der Trennstelle 303 hin begünstigt (siehe Figuren 3f und 3g). Zum Entfernen der Verunreinigungen 220 von der Reinigungswalze 102 kann durch die ein oder mehreren Stelleinheiten 204 bewirkt werden, dass an der Trennstelle 303 eine Lücke 209 innerhalb der Reinigungswalze 102 gebildet wird, durch die die Verunreinigungen 220 durch den Saugluftstrom aus dem Saugkanal 142 abgesaugt werden können. Der Saugkanal 142 befindet sich zu diesem Zweck bevorzugt in unmittelbarer Nähe zu der Trennstelle 303.
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Es wird somit eine Reinigungswalze 102 für eine Reinigungseinheit 106 beschrieben, die entlang ihrer Längsrichtung (d. h. entlang der Querachse) geteilt werden kann. Die Reinigungswalze 102 kann derart gestaltet sein, dass sich Haare 220, die von der Reinigungsvorrichtung 100 aufgesammelt werden und um die Reinigungswalze 102 wickeln, automatisch zur aufteilbaren Trennstelle 213, 303 der Reinigungswalze 102 transportiert werden. Beim Trennen der beiden Teile der Reinigungswalze 102 und/oder der Rotationsachse der Reinigungswalze 102 werden die Haare 220 freigegeben und können durch den Saugkanal 142 in den Sammelbehälter 140 der Reinigungsvorrichtung 100 gesaugt werden. Die Reinigungswalze 102 kann so von Haaren 220 befreit werden und der Wartungsaufwand durch den Nutzer kann reduziert werden.
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Die Reinigungsvorrichtung 100 (z. B. der Reinigungsroboter) kann eine Trockenreinigungseinheit 106 (mit einem Saugmund 107, mit einer Bürstenwalze 102, und ggf. mit einem Sauggebläse und/oder einer Seitenbürste) aufweisen. Ferner kann die Reinigungsvorrichtung 100 gegebenenfalls ein Nassreinigungsmodul (mit einem Wassertank, einer Pumpe, einem Wischpad 109, ggf. Aktorik für eine Wischpadbewegung) aufweisen. An dem Gehäuse der Reinigungsvorrichtung 100 können ein oder mehrere Schnittstellen vorgesehen sein, die ein Laden des Akkus, ein Absaugen des Sammelbehälters 140 und/oder ein Befüllen des Wassertanks an einer Basisstation ermöglichen.
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Die Reinigungswalze 102 ist typischerweise in der Düse (d. h. in der Reinigungseinheit 106) der Reinigungsvorrichtung 100 angeordnet. Dort kann die Reinigungswalze 102 (wie in den Figuren 2a bis 2f dargestellt) von einer (zweiten) Seite her von einem Motor 203 angetrieben werden. Auf der anderen (ersten) Seite kann die Reinigungswalze 102 frei drehbar gelagert sein. Die Verbindung 201 der Reinigungswalze 102 zum Lager 205 (d. h. das erste Lagerelement 201) kann ggf. durch einen Aktor 204 verfahren werden. Wird diese Verbindung (d. h. das erste Lagerelement 201) von der Reinigungswalze 102 weggefahren, entsteht ein Freiraum 209 (d. h. eine Lücke) neben der Bürstenwalze 102 (insbesondere neben der ersten Seite der Bürstenwalze 102), der den Abtransport der dort gesammelten Haare 220 ermöglicht. Der Aktor 204 zum Verfahren der Verbindung 201 kann z. B. einen Linearmotor, einen Hubmagneten und/oder einen Gewindemechanismus umfassen. Das Lagerelement 201 kann (an der der ersten Seite der Reinigungswalze 102 zugewandten Seite) als Sporn ausgeführt sein, der eine Zentrierung in der Reinigungswalze 102 ermöglicht. Alternativ oder ergänzend kann eine andere formschlüssige und/oder kraftschlüssige Kontaktfläche zwischen dem ersten Lagerelement 201 und der Reinigungswalze 102 verwendet werden.
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Die Reinigungswalze 102 kann derart ausgeführt sein, dass sich umwickelte Haare 220 an ihr in Richtung zu der verfahrbaren Lagerstelle 201 (d. h. zu der Trennstelle 213) hinbewegen. Dies kann beispielhaft durch eine geeignete Gestaltung der Form des Grundkörpers 210 der Reinigungswalze 102 (z. B. als Konus) und/oder der Borsten der ein oder mehreren Reinigungslippen 211 (z. B. schräg angesetzte Borsten) bewirkt werden (wie beispielhaft in den Figuren 2e und 2f dargestellt). In der Reinigungseinheit 106 ist der Luftkanal 142, durch den die von dem Sauggebläse eingesaugte Luft zum Sammelbehälter 140 gesogen wird, bevorzugt nahe der Trennstelle 213 der Rotationsachse der Reinigungswalze 102 angeordnet.
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Während eines Reinigungsvorgangs sammelt die Reinigungsvorrichtung 100 auf dem Boden befindliche Haare 220 mit der Reinigungswalze 102 auf. Diese wickeln sich durch die Rotation der Reinigungswalze 102 um die Reinigungswalze 102. Aufgrund der Form der Reinigungswalze 102 bewegen sich die Haare 220 an der Reinigungswalze 102 entlang in Richtung zu der Trennstelle 213. Die Haare 220 sammeln sich an der Trennstelle 213 und können sich dort zu einem anfangs lockeren, später immer festeren Haar-Ring verdichten.
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Nach einem (ggf. festgelegten) Zeitintervall kann während der Reinigungsfahrt oder am Ende der Reinigungsfahrt das erste Lagerelement 201 der Rotationsachse der Reinigungswalze 102 nach außen gefahren werden, während die Reinigungswalze 102 weiter rotiert und während das Sauggebläse der Reinigungsvorrichtung 100 weiter Luft einsaugt. Bei diesem Prozess lösen sich die gesammelten Haare 220 von der Reinigungswalze 102 und können durch den entstehenden Freiraum 209 an der Trennstelle 213 an der Reinigungswalze 102 vorbeigleiten und können daraufhin in den Saugkanal 142 gezogen werden. Der Abreinigungsprozess kann für ein definiertes Zeitintervall durchgeführt werden, so dass das erste Lagerelement 201 nach dem definierten Zeitintervall wieder an die Reinigungswalze 102 zurückgefahren wird.
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Während des Haar-Abreinigungsprozesses, bei dem die Reinigungswalze 102 vorübergehend und/oder kurzzeitig nur einseitig gelagert ist, kann bewirkt werden, dass die Reinigungsvorrichtung 100 Teppiche oder andere Böden, die eine erhöhte Beanspruchung für die Reinigungswalze 102 bedeuten, nicht befährt. Die Reinigungsvorrichtung 100 kann jedoch weiterhin andere freie Flächen befahren (und somit den Reinigungsvorgang fortsetzten). Alternativ kann die Reinigungsvorrichtung während des Abreinigungsprozesses auf der Stelle stehen bleiben. Des Weiteren kann die Reinigungsvorrichtung 100 eine Benachrichtigung an einen Nutzer senden (z. B. mittels Push-Nachricht auf ein Mobilgerät, und/oder mittels Anzeige und/oder Ansage über eine Benutzerschnittstelle der Reinigungsvorrichtung 100), dass eine Reinigung der Reinigungswalze 102 durchgeführt wird und dass daher das Verhalten der Reinigungsvorrichtung 100 verändert sein kann.
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Alternativ oder ergänzend kann die Reinigungswalze 102 (wie in den Figuren 3a bis 3g dargestellt) teilbar ausgeführt sein. Eine oder beide Teilwalzen 301, 302 der Reinigungswalze 102 können verfahrbar ausgebildet sein, sodass ein Spalt 209 zwischen den beiden Teilwalzen (z. B. Hälften) 301, 302 entsteht, wenn ein oder mehrere Linearaktoren 204 die Teilwalzen 301, 302 voneinander trennen. Beide Teilwalzen 301, 302 können je von einer Antriebseinheit 203 angetrieben werden. Wenn andererseits nur eine Teilwalze 301, 302 angetrieben wird, kann das Rotationsmoment auf die andere Teilwalze durch ein oder mehrere formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindungselemente 304 zwischen den Teilwalzen 301, 302 übertragen werden. Auch wenn beide Teilwalzen 301, 302 angetrieben werden, kann eine Synchronisation der Rotation durch ein oder mehrere entsprechende Verbindungselemente 304 erfolgen und/oder es kann ein Sporn für eine Zentrierung der beiden Teilwalzen 301, 302 zur Vermeidung von Biegekräften auf die Lager 205 bereitgestellt werden.
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Wenn die Teilwalzen 301, 302 auseinandergefahren werden, kann ein Abtransport der an der Trennstelle 303 gesammelten Haare 220 bewirkt werden. Die Teilwalzen 301, 302 können jeweils so ausgeführt sein, dass sich umwickelte Haare 220 jeweils in Richtung zu der Trennstelle 303 hinbewegen. Dies kann durch eine geeignete Gestaltung der Form des Grundkörpers 210 und/oder der Borsten der ein oder mehreren Reinigungslippen 211 bewirkt werden (wie beispielhaft in den Figuren 3f und 3g dargestellt). In der Düse ist der Luftkanal 142 bevorzugt nahe der Trennstelle 303 der Reinigungswalze 102 angeordnet.
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Wie bereits dargelegt, werden während eines Reinigungsvorgangs auf dem Boden befindliche Haare 220 aufgesammelt und wickeln sich um die Reinigungswalze 102. Die Haare 220 bewegen sich in Richtung zu der Trennstelle 303 zwischen den Teilwalzen 301, 302 der Reinigungswalze 102 hin und sammeln sich dort zu einem sich verdichtenden Haar-Ring. Durch das Verfahren einer oder beider Teilwalzen 301, 302 nach außen bei gleichzeitig weiter rotierender Reinigungswalze 102 und aktiviertem Sauggebläse lösen sich die gesammelten Haare 220 von der Reinigungswalze 102 und können durch den entstehenden Freiraum 209 an der Trennstelle 303 an der Reinigungswalze 102 vorbeigleiten und in den Saugkanal 142 gezogen werden. Nach Abschluss des Abreinigungsprozesses werden die Teilwalzen 301, 302 wieder zusammengefahren.
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Alternativ oder ergänzend zu einem aktiv verfahrbaren Aktor 204 kann ein Mechanismus (z. B. mit Federvorspannung) verwendet werden, bei dem ein verschiebbares Lagerelement 201 oder eine verschiebbare Teilwalze 301, 302 passiv (z. B. manuell durch den Nutzer) entlang der Längsrichtung der Reinigungswalze 102 zur Seite gedrückt wird, wenn sich Haare 220 gesammelt und verdichtet haben.
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Die Steuereinheit 130 der Reinigungsvorrichtung 100 kann ausgebildet sein, wenn sich die Reinigungseinheit 106 in dem Reinigungszustand befindet (und somit eine Lücke 209 innerhalb der Reinigungswalze 102 vorliegt), das Gebläse in einem Boost-Modus zu betreiben, bei dem ein besonders hoher Volumenstrom an Saugluft bewirkt wird. So können die länglichen Verunreinigungen 220 in besonders zuverlässiger und gründlicher Weise von der Reinigungswalze 102 entfernt werden.
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Die Steuereinheit 130 der Reinigungsvorrichtung 100 kann ausgebildet sein, wenn sich die Reinigungseinheit 106 in dem Reinigungszustand befindet (und somit eine Lücke 209 innerhalb der Reinigungswalze 102 vorliegt), die Drehzahl der Reinigungswalze 102 zu erhöhen und/oder zu reduzieren. Insbesondere kann die Drehzahl der Reinigungswalze 102 entlang der Zeit variiert werden. So können die länglichen Verunreinigungen 220 in besonders zuverlässiger und gründlicher Weise von der Reinigungswalze 102 entfernt werden.
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Die Steuereinheit 130 kann eingerichtet sein, in Vorbereitung auf die Reinigung der Reinigungswalze 102 und insbesondere in Vorbereitung auf den Wechsel der Reinigungseinheit 106 von dem Betriebszustand in den Reinigungszustand, die Drehzahl der Reinigungswalze 102 zu erhöhen und/oder zu reduzieren. Insbesondere kann die Drehzahl der Reinigungswalze 102 entlang der Zeit variiert werden. So können die länglichen Verunreinigungen 220 in besonders zuverlässiger Weise zu der Trennstelle 213, 303 befördert werden, und anschließend im Reinigungszustand der Reinigungseinheit 106 von der Reinigungswalze 102 entfernt werden.
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Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften (ggf. Computer-implementierten) Verfahrens 400 zum Betrieb einer Reinigungseinheit 106, die wie in diesem Dokument beschrieben ausgebildet ist. Das Verfahren 400 kann durch eine Steuereinheit 130 der Reinigungseinheit 106 und/oder der Reinigungsvorrichtung 100 ausgeführt werden, in der die Reinigungseinheit 106 verbaut ist.
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Die Reinigungseinheit 106 umfasst eine Reinigungswalze 102 und ein Gehäuse, durch das ein Hohlraum gebildet wird, in dem die Reinigungswalze 102 angeordnet ist. Die Reinigungswalze 102 ist drehbar um eine Rotationsachse an dem Gehäuse gelagert. Die Rotationsachse kann an einem ersten Ende über ein erstes Lagerelement 201 der Rotationsachse (direkt oder indirekt) an dem Gehäuse gelagert sein. Ferner kann die Rotationsachse an einem gegenüberliegenden zweiten Ende (entlang der Längsrichtung der Rotationsachse und/oder der Reinigungswalze 102) über ein zweites Lagerelement 202 der Rotationsachse (direkt oder indirekt) an dem Gehäuse gelagert sein.
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Durch das Gehäuse kann ein Saugmund 107 gebildet werden, der dafür vorgesehen ist, im Betrieb der Reinigungseinheit 106 einer zu reinigenden Fläche (z. B. dem Boden) zugewandt zu sein. Des Weiteren kann das Gehäuse eine dem Saugkanal 142 der Reinigungsvorrichtung 100 zugewandte Öffnung aufweisen (über die die Reinigungseinheit 106 mit dem Saugkanal 142 verbunden werden kann). Die Reinigungseinheit 106 kann derart ausgebildet sein, dass ein (durch ein Gebläse der Reinigungsvorrichtung 100 bewirkter) Saugluftstrom durch den Saugmund 107, an der Reinigungswalze 102 vorbei, durch die Öffnung zu dem Saugkanal 142 (und in den Sammelbehälter 140 der Reinigungsvorrichtung 100) geleitet wird.
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Die Reinigungseinheit 106 ist ausgebildet, zwischen einem Betriebszustand und einem Reinigungszustand zu wechseln. Dabei kann der Betriebszustand für den Normalbetrieb der Reinigungsvorrichtung 100 (zum Absaugen einer Fläche) vorgesehen sein. Der Reinigungszustand kann dafür vorgesehen sein, längliche Verunreinigungen 220 (insbesondere Haare), die sich während des Normalbetriebs um die Reinigungswalze 102 gewickelt haben, von der Reinigungswalze 102 zu lösen (und automatisch in den Sammelbehälter 140 zu befördern).
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Der Wechsel zwischen dem Betriebszustand und dem Reinigungszustand kann passiv (z. B. durch einen mechanischen Mechanismus) bewirkt werden, z. B. wenn (insbesondere sobald) sich an der Trennstelle 213, 303 eine bestimmte Menge an Verunreinigungen 220 angesammelt hat. Zumindest ein Lagerelement 201, 202 der Reinigungseinheit 106 kann zu diesem Zweck eine Rückstellfeder aufweisen.
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Alternativ oder ergänzend kann der Wechsel zwischen dem Betriebszustand und dem Reinigungszustand durch ein oder mehrere (elektrisch betriebene) Stelleinheiten 204 bewirkt werden.
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Die Reinigungseinheit 106 ist derart ausgebildet, dass die Rotationsachse der Reinigungswalze 102 in dem Betriebszustand von dem ersten Lagerelement 201 der Rotationsachse bis zu dem entlang der Längsrichtung gegenüberliegenden zweiten Lagerelement 202 der Rotationsachse durchgängig ist (und keine Lücke 209 aufweist). Die Reinigungswalze 102 ist somit in dem Betriebszustand an beiden Enden (an dem Gehäuse) gelagert, wodurch ein zuverlässiger Saugbetrieb mit hoher Reinigungsgüte ermöglicht wird.
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Des Weiteren ist die Reinigungseinheit 106 derart ausgebildet, dass die Rotationsachse der Reinigungswalze 102 in dem Reinigungszustand eine Lücke 209 (an einer Trennstelle 213, 303) aufweist, sodass zumindest ein Teil der Reinigungswalze 102 in dem Reinigungszustand nur an einem Lagerelement 201, 202 gelagert ist. Die länglichen Verunreinigungen 220 können dann über die Lücke 209 innerhalb der Rotationsachse von der Reinigungswalze 102 entfernt, insbesondere abgesaugt, werden.
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Das Verfahren 400 umfasst das Bewirken 401, dass die Reinigungseinheit 106 für den Normalbetrieb zum Absaugen einer Fläche in dem Betriebszustand ist. So kann eine hohe Reinigungsgüte bewirkt werden. Des Weiteren umfasst das Verfahren 400 das Bestimmen 402, dass die Reinigungswalze 102 der Reinigungseinheit 106 zu reinigen ist. Dies kann z. B. auf Basis einer Nutzereingabe eines Nutzers über eine Benutzerschnittstelle der Reinigungsvorrichtung 100 und/oder aufgrund des Ablaufs einer bestimmten vordefinierten Betriebsdauer der Reinigungseinheit 106 im Betriebszustand erkannt werden. Alternativ oder ergänzend kann auf Basis von Sensordaten von ein oder mehreren Sensoren der Reinigungseinheit 102 erkannt werden, dass eine Reinigung der Reinigungswalze 102 durchzuführen ist.
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Des Weiteren umfasst das Verfahren 400, in Reaktion auf das Bestimmen 402, das Bewirken 403, dass die Reinigungseinheit 106 (durch die ein oder mehreren Stelleinheiten 204) in den Reinigungszustand überführt wird. Es kann dann bewirkt werden (z. B. durch Bewirken eines Saugluftstroms und/oder durch Bewirken einer Rotationsbewegung der Reinigungswalze 102), dass die länglichen Verunreinigungen 220 durch die vorliegende Lücke 209 in der (Rotationsachse der) Reinigungswalze 102 von der Reinigungswalze 102 entfernt, insbesondere abgesaugt, werden.
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Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen kann das Ausmaß der Haarumwicklung einer Reinigungswalze 102 reduziert werden, wodurch die Reinigungsleistung einer Reinigungsvorrichtung 100 erhöht werden kann. Ferner kann der Wartungsaufwand für einen Nutzer reduziert werden. Des Weiteren kann durch eine zweiseitige Lagerung der Reinigungswalze 102 im Normalbetrieb weiterhin eine stabile und robuste Reinigungswalze 102 mit hoher Reinigungswirkung bereitgestellt werden. Des Weiteren kann die Lebensdauer der Reinigungswalze 102 und/oder der Lager 205 erhöht werden (da Querkräfte (quer zu der Längsrichtung der Reinigungswalze 102) vermieden werden können). Die Mechanik für die Bereitstellung einer Lücke 209 innerhalb der Rotationsachse der Reinigungswalze 102 kann in effizienter Weise innerhalb der Reinigungseinheit 106 bereitgestellt werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der in diesem Dokument beschriebenen Reinigungseinheit und/oder des in diesem Dokument beschriebenen Verfahrens veranschaulichen sollen.
Bezugszeichenliste
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- 100
- Reinigungsvorrichtung (Reinigungsroboter)
- 101
- Antriebseinheit (der Reinigungsvorrichtung)
- 102
- Reinigungswalze (Bürstenwalze)
- 104
- Führungs- und/oder Stützelement
- 105
- Stoßfänger
- 106
- Reinigungseinheit (Saugdüse)
- 107
- Saugmund
- 109
- Wischelement
- 110
- Umfeldsensor
- 111
- Speichereinheit
- 120
- Bewegungsrichtung
- 121
- Oberseite
- 122
- Unterseite
- 123
- Seitenwand
- 130
- Steuereinheit
- 140
- Sammelbehälter
- 141
- Filtereinheit
- 142
- Saugkanal
- 201
- Lagerelement
- 202
- Lagerelement
- 203
- Antriebseinheit (Reinigungswalze)
- 204
- Stelleinheit (Reinigungswalze)
- 205
- Lager
- 209
- Lücke (in der Rotationsachse)
- 213
- Trennstelle
- 301, 302
- Teilwalze
- 303
- Trennstelle
- 304
- Verbindungselement (zwischen den Teilwalzen)
- 400
- Verfahren zur Reinigung einer Reinigungswalze
- 401-403
- Verfahrensschritte