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Dokumentenidentifikation DE69717529T2 02.10.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0803224
Titel Düsenanordnung für einen selbstgesteuerten Staubsauger
Anmelder Aktiebolaget Electrolux, Stockholm, SE
Erfinder Kilström, Lars, 183 55 Täby, SE;
Riise, Björn, 191 46 Sollentuna, SE;
Haegermarck, Anders, 146 32 Trangsund, SE
Vertreter Baumgartl, G., Dipl.-Ing.Univ., Pat.-Ass., 90522 Oberasbach
DE-Aktenzeichen 69717529
Vertragsstaaten DE, FR, GB, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 17.04.1997
EP-Aktenzeichen 978500593
EP-Offenlegungsdatum 29.10.1997
EP date of grant 04.12.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.10.2003
IPC-Hauptklasse A47L 9/04

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Staubsauger mit Selbstführung, der ein Chassis enthält, welches eine Bürstenrollendüse trägt mit einer Düse, die zum Boden hin öffnet und die mit einer Kammer, in der ein Staubfangbehälter angeordnet ist, in Verbindung steht. Die Kammer steht mit der Eingangsseite einer Gebläseeinheit in Verbindung. Der Staubsauger enthält auch ein Antriebssystem, um den Staubsauger auf dem Fußboden zu bewegen. Dieses Antriebssystem enthält mindestens zwei Antriebsräder, die so angeordnet sind, dass sie den Staubsauger auf dem Fußboden, durch die Relativbewegung der Räder zueinander lenken, und ein elektrisches Steuersystem, das so angeordnet ist, dass es die Bewegung des Staubsaugers auf dem Fußboden lenkt und steuert.

Staubsauger vom oben erwähnten Typ sind bereits bekannt; siehe hierzu WO 95/26512. Jedoch wird die Bürstendüse des Staubsaugers nach WO/26512 nur sehr schematisch beschrieben und hat auch nicht den konstruktiven Aufbau, der erforderlich ist, um die bestmöglichen Reinigungsergebnisse zu erzielen.

Im DE-A-4330475 wird ein Roboter-Staubsauger beschrieben, welcher mit einer Bürstenrollendüse ausgestattet ist. Gemäß dieser Anordnung wird die Höhenposition der Düse hinsichtlich des Staubsaugergehäuses durch einen Nockenmechanismus festgelegt.

Es sind auch bereits Staubsauger bekannt, die mit einer Bürstenrolle und einer verstellbaren Saugdüse ausgestattet sind; siehe hierzu DE-A-2057454. Da die Bürstenrolle auf dem Chassis angeordnet ist, werden das Gewicht des Staubsaugers und die Kraft, die vom Bediener aufgewendet wird, für diesen Typ von Ausrüstung teilweise von der Bürstenrolle aufgenommen, wodurch große Reibungskräfte hervorgerufen werden, wenn sich der Staubsauger auf dem Fußboden bewegt.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Düsenanordnung für einen Staubsauger mit Selbstführung, welcher eine gute und gleichmäßige Reinigungsleistung mit einem Mindestmaß an Reibungsverlusten zeigt, wenn sich der Staubsauger über den Fußboden bewegt. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine flexible Düsenhalterung, welche ermöglicht, dass die Düse auf dem Fußboden schwimmt. Gemäß der vorliegenden Erfindung trägt die Düse die Bürstenrolle, und das Chassis und die Düse sind mit zusammenwirkenden Mitteln zur Halterung der Düse im Chassis dergestalt ausgestattet, dass die Düse zusammen mit der Bürstenrolle frei auf dem Fußboden schwimmt.

In einer vorzugsweisen Ausführungsform umfassen die Halterungsmittel einen horizontalen Arm, der auf dem Chassis drehbar gelagert ist und auf welchem die Düse angeordnet ist. Der Arm ist zum Zweck der Ausführung einer vertikalen schwingenden Bewegung und einer Drehbewegung um eine Achse, die sich in der Längsrichtung des Arms erstreckt, drehbar gelagert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Diese und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden deutlich, wenn man sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht. Bei diesen handelt es sich um:

Fig. 1 ist eine Perspektivdarstellung eines Staubsaugers mit Selbstführung, bei welchem die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einsatz kommt;

Fig. 2 ist im Teilschnitt eine Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Staubsaugers und zeigt die Halterung für ein Sensorsystem des Staubsaugers für Hindernisse;

Fig. 3 ist eine Perspektivdarstellung von Bestandteilen des Sensorsystems für Hindernisse;

Fig. 4 ist im Teilschnitt ein Aufriss des Staubsaugers mit abgenommenem Deckel;

Fig. 5 ist im Teilschnitt eine Seitenansicht des Staubsaugers;

Fig. 6 ist im Teilschnitt ein Perspektivdarstellung der Staubsaugerdüse.

Ausführliche Beschreibung der vorzugsweisen Ausführungsform

Ein Staubsauger mit Selbstführung gemäß der vorliegenden Erfindung bewegt sich in den Zeichnungen der Abbildungen nach rechts und umfasst ein Chassis 10, das als Bodenplatte gestaltet ist. Diese Platte stützt ein Gehäuse 11 mit einem Deckel 12 und einem Vorderteil 13, welcher hinsichtlich des Chassis 10 beweglich ist. In dem Vorderteil 13 ist ein Sensorsystem für Hindernisse fest eingebaut, welches nachfolgend umfassender beschrieben wird.

Der Deckel 12 ist am Gehäuse 11 durch ein Verschlussmittel 14 (Fig. 2) befestigt. Das Gehäuse setzt sich unmittelbar hinter dem Vorderteil 13 in einer Zwischenwand 15 fort. Diese Zwischenwand 15 ist die Vorderwand einer Kammer 16, in welche ein Staubfangbehälter 17 eingesetzt ist. Die Zwischenwand 15 setzt sich in einen Handgriff 18 fort, mit welchem der Staubsauger gehalten wird. Die Kammer 16 wird durch das Chassis 10, welches den Boden der Kammer festlegt, die Zwischenwand 15, die Seitenwände 19, 20, eine Rückwand 21 und den Deckel 12 begrenzt.

Das Chassis 10 ist so gestaltet, dass der Boden der Kammer 16 einen Bereich 22 aufweist, der sich nach oben und nach hinten neigt (Fig. 4-5). Der sich neigende Bodenbereich 22 hat eine längliche Öffnung 23. Eine Membrane 24 bedeckt teilweise die Öffnung 23 und ist mit einem Schlitz versehen. Eine breite rohrförmige Muffe 25 erstreckt sich durch die Öffnung 23 und den Schlitz der Membrane 24. Ein Staubfangbehälter 17 ist auf die rohrförmige Muffe 25 geschraubt. Der Staubfangbehälter 17 hat auf herkömmliche Weise eine Platte 26, die an einem luftdurchlässigen Beutel befestigt ist. Die Platte 26 hat eine längliche Öffnung mit einer Membrane, die gegen die Muffe 25 abdichtet.

Von der Kammer 16 aus ist eine Haube 27 zugänglich (Fig. 4-5). Diese Haube 27 bedeckt eine Energiequelle in Form von einigen wiederaufladbaren Batterien 28, welche mittels einer (nicht dargestellten) Steckverbindung mit einem Ladegerät verbunden werden kann. Die Batterien 28 sind mit dem elektrischen System des Staubsaugers verbunden, und dieses elektrische System weist die elektronischen Schaltungen 29 und elektrischen Bauteile auf, die erforderlich sind, um die Bewegung des Staubsaugers auf dem Fußboden zu lenken und zu steuern. Diese elektronischen Schaltungen 29 befinden sich in dem Raum 30 zwischen dem Chassis 10 und dem Gehäuse 11 und relativ weit zum Äußeren der Kammer 16 (Fig. 4).

Die Kammer 16 setzt sich in einem Durchgang 31 fort, der über eine mit einem Filter bedeckte Austrittsöffnung 32 und über einen Kanal mit der Eingangsseite einer Motorgeläseeinheit 33 in Verbindung steht. Die Austrittsseite der Gebläseeinheit 33 endet im Raum 30, was bedeutet, dass die im Raum 30 angeordnete elektrische Ausrüstung durch die hindurchströmende Luft gekühlt wird. Vom Raum 30 aus tritt die Luft über die Austrittsöffnungen 34 im Gehäuse 11 ins Freie.

Der Staubsauger wird von zwei Lenk- und Antriebsrädern 35 getragen. Diese Räder 35 sind einander diametral gegenüber angeordnet und werden durch getrennte Antriebsmotoren 36 über Getriebe 37 angetrieben. Gelenkig angebrachte Räder 38 befinden sich am hinteren Teils des Staubsaugers. Der Staubsauger ist dergestalt konstruiert, dass sein Schwerpunkt zwischen den Antriebsrädern 35 und den gelenkig angeordneten Rädern 38 liegt.

Der vordere Teil 13 des Staubsaugers ist, wie bereits erwähnt wurde, hinsichtlich des Chassis 10 mittels einer federnden Halterung beweglich. Der vordere Teil 13 ist ein napfförmiger halbkreisförmiger Abdeckschirm, der die Fortsetzung des Gehäuses 11 darstellt, so dass der ganze Staubsauger in der Draufsicht eine hauptsächlich kreisförmige Gestalt aufweist.

Der vordere Teil 13 hat eine Dreipunktlagerung, welche einen vorderen und zwei hintere Stützpunkte aufweist (Fig. 2-3). Jeder Stützpunkt wird aus einem Abstandsstück gebildet, welches ein ziemlich steifes Rohr 39 enthält, das sich hauptsächlich in vertikaler Richtung zwischen dem Chassis 10 und einer an der Innenseite des Vorderteils 13 angeordneten Stütze 40 befindet. Die Stütze 40 und das Chassis haben jede einen kegelförmigen Vorsprung 41, auf welchem das Rohr 39 befestigt ist. Der Vorsprung 41 ist mit einer durchgehenden Öffnung 42 versehen, an welcher das Ende einer Zugfeder 43 befestigt ist. Auf diese Weise lagert der vordere Teil 13 unter dem Einfluss der Federn 43 auf ausbalancierte Weise auf dem Rohr 39, während er gleichzeitig am Chassis befestigt ist. Der vordere Teil 13 ist auf dem Chassis 10 dergestalt angeordnet, dass er unter dem Einfluss der Federn 43 in der Vorwärtsrichtung vorgespannt ist, und der Teil 13 kann sich daher in horizontaler Richtung rückwärts bewegen, wenn der Staubsauger auf ein Hindernis stößt. Die Bewegung des Vorderteils 13 in der rückwärtigen Richtung ist begrenzt, da der untere Teil gegen das Chassis 10 stößt. Während der Bewegung zwischen dem vorderen Teil 13 und dem Chassis 10 dienen die Kantenteile des Rohres 39 als Drehpunkte. Genauer ausgedrückt, der vordere Teil der Oberkante des Rohres 39 und der hintere Teil der unteren Kante des Rohres 39 sind Drehpunkte, wenn sich der vordere Teil 13 bezüglich des Chassis 10 rückwärts bewegt.

Der vordere Teil 13 trägt ferner zwei Stützen 44, die nach hinten gerichtet sind. Diese Stützen 44 sind in einem gewissen Abstand von und auf jeder Seite der vertikalen Mittelfläche, wenn man in Vorwärtsrichtung blickt, angeordnet. Jede dieser Stützen 44 trägt einen Anschlag 45, welcher die Vorwärtsbewegung des vorderen Teils 13 begrenzt, und jede wirkt mit einem Mikroschalter 46 zusammen, der am Chassis 10 angebracht ist. Diese Mikroschalter 46 sind mit der elektrischen Schaltung des Staubsaugers verbunden, und da der Anschlag normalerweise den Mikroschalter 46 im gelösten Zustand hält, werden kleine Bewegungen des vorderen Teils 13 entsprechende Signale an die elektrische Schaltung liefern. Natürlich fällt es in den Rahmen der Erfindung, dass es möglich ist, die Mikroschalter durch andere bekannte Arten von Positionsanzeigern zu ersetzen, wenn dies erwünscht wird.

Der Staubsauger ist auch mit einer Bürstenrollen-Düseneinheit 47 ausgestattet, die einen zentralen vorderen Arm 48 (Fig. 5-6) aufweist. Dieser Arm 48 ist in einer Vertiefung auf der Bodenseite des Chassis angebracht und wird von einem Kugelgelenk 49 gehalten, so dass sich der Arm 48 in vertikaler Richtung um das Kugelgelenk 49 zur gleichen Zeit drehen kann, wie er sich um eine horizontale Achse drehen kann, die in der Vorwärtsrichtung ausgerichtet ist. Der hintere Teil des Arms 48 setzt sich in einem Düsenteil 50 fort, der eine Düsenöffnung 51 aufweist, die sich hauptsächlich über die gesamte Breite des Staubsaugers erstreckt. Der Düsenteil 50 umfasst eine Bürstenrolle 52 mit mehreren sich radial erstreckenden Bürsten. Diese Bürstenrolle 52 wird von Lagern gehalten, die in den Seitenwänden 53 der Düse angeordnet sind.

Der Düsenteil 50 trägt eine Stütze 54, auf der ein Elektromotor 55 angeordnet ist. Dieser Elektromotor 55 treibt mittels eines Zahnriemens 56 die Bürstenrolle 52 über einen (nicht dargestellten) Zahnriemen, der an der Seitenwand der Bürstenrolle 52 angeordnet ist. Die Düsenöffnung 51 ist über einen Eingangskanal 57 mit der oben erwähnten Muffe 25 verbunden. Der Düsenteil 50 enthält auch mehrere Zapfen 58, die mit dem Chassis zusammenwirken und die Bewegung der Düse nach unten begrenzen. Wenn der Staubsauger benutzt wird, schwimmt folglich die Düse auf dem Fußboden.

Der Staubsauger funktioniert auf folgende Art und Weise. Wen der Staubsauger in Gang gesetzt und auf dem Fußboden in Position gebracht worden ist, wird die Bewegung des Staubsaugers durch die elektronischen Schaltungen, die einen Teil der elektrischen Schaltung darstellen und die auch aus Mitteln für die Orientierung des Staubsaugers oder für die Erkundung des umgebenden Gebiets bestehen können, gesteuert. Die Steuerung der Bewegung und der Antrieb werden mittels der Räder 35 erreicht, wobei die kreisförmige Gestalt des Staubsaugers es ermöglicht, dass er sich um 180º drehen kann, ohne dass er daran gehindert wird, was bedeutet, dass die Gefahr, dass der Staubsauger gewissermaßen in eine Falle gerät, nicht besteht.

Wenn der bewegliche vordere Teil des Staubsaugers ein Hindernis berührt, bewegt sich der vordere Teil 13 bezüglich des Chassis 10 rückwärts, was bedeutet, dass sich das Rohr 39, wenn es flexibel ist, zu der gleichen Zeit krümmt, zu der es um seinen unteren hinteren Drehpunkt kippt, während der Teil 13 eine Kippbewegung um den oberen vorderen Drehpunkt des Rohres 39 ausführt. Diese Bewegung aktiviert einen oder beide Mikroschalter 46, welche ein Signal an die elektrische Schaltung liefert, um die Antriebsmotoren 36 zu stoppen. Danach bewirkt die elektronische Schaltung, dass sich der Staubsauger wendet, so dass er vom Hindernis loskommt, wodurch der bewegliche vordere Teil 13 in seine ursprüngliche Position mittels der Federn 43 zurückkehrt.

Während der Bewegung des Staubsaugers auf dem Fußboden ruht der Düsenteil 50 durch sein eigenes Gewicht auf dem Fußboden und kann wegen seiner flexiblen Halterung am Gelenk 49 auf dem Fußboden schwimmen. Gleichzeitig bewegt der Motor 55 die Bürstenrolle 52 in Richtung gegen den Uhrzeigersinn in Fig. 5 und 6, was bedeutet, dass die Bürstenbüschel der Bürstenrolle 52 die Staubteilchen vom Fußboden nach oben und in Richtung auf die Düsenöffnung 51 schleudern. Mit Hilfe der Luftströmung, die von der Gebläseeinheit 33 erzeugt wird, werden die Staubteilchen durch den Eingangskanal 57 und die Muffe 25 in den Staubfangbehälter 17 bewegt. Die Staubteilchen werden im Staubfangbehälter 17 abgeschieden, wonach die Luft durch die Kammer 16, den Durchgang 31, die Austrittsöffnung 32, die Gebläseeinheit 33, den Raum 30 und die Austrittsöffnungen 34 ins Freie strömt, wodurch die Luft gleichzeitig die elektronischen Bauteile kühlt. Während die vorzugsweise Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hier dargestellt und beschrieben wurde, ist das so zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt ist sondern jede Modifikation daran abdeckt und enthält, die in den Geltungsbereich der Erfindung fallen, wie er in den Ansprüchen umrissen wird.


Anspruch[de]

1. Staubsauger mit Selbstführung zum Reinigen von Fußböden, welcher umfasst:

ein Chassis (10), welches eine Bürstenrollen-Düseneinheit (47) trägt, die mit einem Düsenteil (50) versehen ist, das eine beim Gebrauch zum Fußboden zeigende Öffnung (51) aufweist und mit einer Kammer (16) in Verbindung steht, in welcher ein Staubfangbehälter (17) angeordnet ist, wobei besagte Kammer mit der Eingangsseite einer Gebläseeinheit (33) verbunden ist; ein Antriebssystem für den Antrieb des Staubsaugers auf dem Fußboden, wobei das besagte Antriebssystem mindestens zwei Antriebsräder (35) aufweist, die auch so angeordnet sind, dass sie den Staubsauger auf dem Fußboden durch die relative Bewegung der Räder Zueinander lenken, und ein elektrisches Steuerungssystem, welches Mittel zum Lenken und Steuern der Bewegung des Staubsaugers auf dem Fußboden umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenteil (50) eine Bürstenrolle(52) trägt, und dadurch, dass das Chassis (10) und der Düsenteil (50) mit zusammenwirkenden Mitteln (48, 49, 58) zur Halterung des Düsenteils (50) im Chassis dergestalt ausgerüstet sind, dass der Düsenteil (50) zusammen mit der Bürstenrolle(52) auf dem Fußboden frei schwimmt.

2. Staubsauger mit Selbstführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte Halterungsmittel einen im Wesentlichen horizontalen Arm (48) umfasst, auf welchem der Düsenteil (50) angeordnet ist, wobei der besagte Arm am Chassis (10) drehbar befestigt ist.

3. Staubsauger mit Selbstführung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (48) zu einer vertikalen schwingenden Bewegung relativ zum besagten Chassis und zu einer Drehbewegung um eine sich in Längsrichtung des Arms erstreckende Achse imstande ist.

4. Staubsauger mit Selbstführung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenöffnung (51) vor der Bürstenrolle(52), wenn man in Bewegungsrichtung des Staubsaugers blickt, angeordnet ist und wobei eine Drehrichtung der Bürstenrolle dergestalt ist, dass die Richtung der Bewegung der Bürstenrolle über dem Fußboden der Bewegungsrichtung des Staubsaugers entgegen gerichtet ist.

5. Staubsauger mit Selbstführung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenteil (50) einen Antriebsmotor (55) für die Bürstenrolle trägt.

6. Staubsauger mit Selbstführung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenteil (50) mit einer Muffe (25) ausgestattet ist, die mit der Düsenöffnung (51) in Verbindung steht und die mittels einer abgedichteten Öffnung (23) des Chassis sich bis in die Kammer (16) erstreckt.

7. Staubsauger mit Selbstführung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Punkt (49), der am Chassis (10) die Düse trägt, im vorderen Teil des Staubsaugers befindet, während die Bürstenrolle(52) zwischen einem zentralen Teil und einem hinteren Teil des Staubsaugers angeordnet ist.

8. Staubsauger mit Selbstführung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Düsenteil (50) einen Arm (48) umfasst, und dass das besagte Halterungsmittel ein Kugelgelenk (49) umfasst, wobei der besagte Arm (48) im besagten Kugelgelenk (49) dergestalt lagert, dass sich der besagte Arm in vertikaler Richtung um das besagte Kugelgelenk (49) und um eine horizontale Achse drehen kann, die sich in der Längsrichtung des besagten Arms erstreckt.







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