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Selbstfahrendes Bodenreinigungsgerät - Dokument DE202006001049U1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE202006001049U1 12.07.2007
Titel Selbstfahrendes Bodenreinigungsgerät
Anmelder contech electronic GmbH & Co. KG, 33818 Leopoldshöhe, DE
Vertreter Loesenbeck und Kollegen, 33602 Bielefeld
DE-Aktenzeichen 202006001049
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 12.07.2007
Registration date 06.06.2007
Application date from patent application 23.01.2006
IPC-Hauptklasse A47L 11/40(2006.01)A, F, I, 20060123, B, H, DE
IPC-Nebenklasse A47L 5/12(2006.01)A, L, I, 20060123, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstfahrendes Bodenreinigungsgerät, insbesondere für den industriellen Einsatz, mit einer Lenkeinrichtung, mit mindestens einem bodenseitig angeordneten Reinigungswerkzeug, mit einem elektromotorisch betriebenen Fahrgestell, welches zumindest zwei im seitlichen Bereich des Bodenreinigungsgerätes mit ihren Drehachsenfluchten zueinander gelagerten Laufrädern ausgestattet ist.

Das in Rede stehende selbstfahrende Bodenreinigungsgerät wird im Normalfall zur Reinigung von als glattflächig anzusehenden Böden eingesetzt. Solche Böden sind beispielsweise in Einkaufspassagen und ähnlichen Gebäuden zu finden. Das in Rede stehende Bodenreinigungsgerät ist nur dann einsetzbar, wenn die Flächen relativ groß sind, und dass das Bodenreinigungsgerät auch dort wenden kann. Die zu reinigenden Flächen sollten so groß sein, dass eine manuelle Reinigung nicht mehr möglich bzw. auch nicht mehr zumutbar ist.

In der Standardausführung ist das Bodenreinigungsgerät mit einer rotierend antreibbaren Kehrbürste ausgestattet, wobei das Kehrgut in einen Behälter gesaugt wird. Darüber hinaus ist in der Standardausführung das Bodenreinigungsgerät noch mit einer Wischleiste versehen, die zuvor auf die zu reinigende Fläche aufgesprühte, nunmehr verschmutzte Reinigungsflüssigkeit aufsaugt. Ferner sind die bislang bekannten Bodenreinigungsgeräte mit einer Lenkeinrichtung ausgestattet, die verschiedenartig gestaltet sein kann. Bei einem sogenannten Aufsitzgerät ist, bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung, die Lenkeinrichtung von einem Lenker betätigbar. Bei dieser Ausführung ist, wiederum bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung, im vorderen Bereich das Bodenreinigungsgerät mit einem Laufrad versehen, welches von einem einzigen, in der Radnabe montierten Elektromotor angetrieben wird. Zur Reduzierung der Motordrehzahl und zur Übertragung des Drehmomentes ist an dem Antriebsmotor ein Planetengetriebe angeflanscht. Im, bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung des Bodenreinigungsgerätes hinteren Bereich, ist dieses mit zwei im seitlichen Bereich angeordneten frei drehbar gelagerten Laufrollen versehen, die fluchtend zueinander stehen. Das Bodenreinigungsgerät kann jedoch auch mit einer Lenkeinrichtung ausgestattet sein, die einen Führungslenker aufweist, der im hinteren Bereich des Bodenreinigungsgerätes angeordnet ist. Die das Bodenreinigungsgerät führende Person muss dann hinter dem Bodenreinigungsgerät herlaufen. Es sei noch erwähnt, dass die Bodenreinigungsgeräte mit Schrittgeschwindigkeit gefahren werden.

Die zuvor beschriebenen Bodenreinigungsgeräte haben sich in der Praxis bestens bewährt. Nachteilig ist jedoch, dass der Antrieb mittels eines einzigen, entsprechend der notwendigen Antriebsleistung ausgelegten Antriebsmotors kostenintensiv ist. Darüber hinaus ist ein Planetengetriebe technisch aufwendig und somit kostenintensiv.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein selbstfahrendes Bodenreinigungsgerät der eingangs näher beschriebenen Art so zu gestalten, dass zumindest hinsichtlich des Antriebes eine kostengünstige Lösung aufgezeigt wird, und dass es darüber hinaus einfach zu lenken ist.

Die gestellte Aufgabe wird gelöst, indem die Laufräder mit elektromotorischen, sowie steuerbaren Einzelantrieben antriebstechnisch gekoppelt sind.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung werden nunmehr die Laufräder zu den Antriebsrädern des selbstfahrenden Bodenreinigungsgerätes. Es werden zwar nunmehr mindestens zwei Antriebsmotoren notwendig, die jedoch aufgrund der geringeren Leistung insgesamt kostengünstiger sind als ein Antriebsmotor, der allein das notwendige Drehmoment aufbringen muss. Darüber hinaus entfällt das Planetengetriebe, da die Antriebsmotoren mit technisch einfach und kostengünstigen Antriebsteilen gekoppelt werden. Solche Antriebsteile werden auch noch von darauf spezialisierten Herstellern als Massenprodukte angeboten, so dass sie äußerst kostengünstig sind. Bei dieser Ausführung ist es nach wie vor möglich, dass die, bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung des Bodenreinigungsgerätes vorn liegende Laufrolle lenkbar ist, jedoch werden noch günstigere Lösungen aufgezeigt, wie nachfolgend noch beschrieben wird.

Bei den in Rede stehenden Bodenreinigungsgeräten liegt die wieder aufladbare Batterie mit dem extrem hohen Gewicht im mittleren oder hinteren Bereich des Bodenreinigungsgerätes. Dadurch werden ca. 70 – 80 % des Gesamtgewichtes auf die hintere Achse übertragen. In einer ersten Ausführung ist vorgesehen, dass jeder Einzelantrieb wenigstens einen Gleichstrommotor und mindestens ein die Motordrehzahl herabsetzendes Getriebe aufweist, wobei der Gleichstrommotor mit einer Sicherheitsgleichspannung betreibbar ist. Diese Sicherheitsgleichspannungen liegen zwischen 12 und 42 Volt. Bei dieser Ausführung müsste jeder Gleichstrommotor die halbe Antriebsleistung aufbringen. Da die Antriebsmotoren jedoch kostengünstiger werden, desto geringer die Leistung ist, ist in einer weiteren Ausführung vorgesehen, dass jeder Einzelantrieb zwei Gleichstrommotore aufweist, und dass die Abtriebszapfen der Gleichstrommotore durch ein die Drehzahlen der Gleichstrommotoren herabsetzendes Zwischengetriebe mit dem zugehörigen Laufrad antriebstechnisch gekoppelt ist. Bei einer solchen Ausführung müsste nur jeder Antriebsmotor ein Viertel der benötigten Leistung aufbringen. Da die Getriebeteile relativ kostengünstig sind, wird eine entsprechende Lösung erzielt. Es ist ferner vorgesehen, dass jeder Einzelantrieb mittels einer Steuerung unabhängig voneinander steuerbar ist. Dadurch ergeben sich noch Vorteile, dass beispielsweise für Kurvenfahrten die Antriebsmotoren zumindest mit unterschiedlichen Drehzahlen und/oder Drehrichtungen betreibbar sind. Der Fahrer des Bodenreinigungsgerätes könnte dann durch entsprechend ausgelegte Betätigungselemente im Bedienungspult eine Kurvenfahrt einleiten, so dass ein Laufrad stillsteht oder sich nur mit ganz geringer Geschwindigkeit dreht, so dass sinngemäß das Bodenreinigungsgerät um die durch den Mittelpunkt des Laufrades gehende vertikale Achse gewendet werden kann.

Ein Lauf- bzw. Antriebsrad kann sich auch entgegengesetzt zur Laufrichtung des anderen Lauf- bzw. Antriebsrades drehen, so dass eine Drehung um einen Punkt erfolgt, der mittig zwischen diesen Rädern liegt. Dadurch wird bei beiden Möglichkeiten eine maximale Wendigkeit des Bodenreinigungsgerätes erreicht.

In einer ersten Ausführung ist vorgesehen, dass die beiden antreibbaren Laufräder, bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung des Bodenreinigungsgerätes, im hinteren Bereich des Bodenreinigungsgerätes angeordnet sind. Bei dieser Ausführung würde sich der Grundaufbau des Bodenreinigungsgerätes nicht ändern, es würde lediglich der Fahrwerksantrieb an die beiden hinteren Laufräder verlagert. Bei dieser Ausführung könnte die Lenkeinrichtung beibehalten werden. Jedem Laufrad ist wiederum eine Steuerung zugeordnet, so dass Kurvenfahrten gewährleistet sind. Bei dieser Ausführung ist dann vorgesehen, dass die beiden antreibbaren Laufräder, bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung des Bodenreinigungsgerätes hinter der Batterie bzw. den Batterien angeordnet sind. Allerdings wird dann auch ein Großteil der Last auf diese beiden Laufräder übertragen.

In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die beiden antreibbaren Laufräder, bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung des Bodenreinigungsgerätes im vorderen Bereich des Bodenreinigungsgerätes angeordnet sind. Zur Ansteuerung der Laufräder bzw. der Antriebsräder könnte das Betätigungselement ein sogenannter Joystick sein, der einen in mehrere Richtungen schwenkbaren Hebel aufweist. Über die Steuerung würden dann auch die angetriebenen Laufräder entsprechend gesteuert, so dass sie mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und/oder Drehrichtungen angetrieben werden könnten. Der Vorteil dieser Ausführung liegt darin, dass das Bodenreinigungsgerät einen Frontantrieb hätte, so dass es gezogen wird. Bei dieser Ausführung ist dann auch noch vorgesehen, dass im hinteren Bereich zwei um vertikale Achsen frei drehbare Lenkrollen angeordnet sind. Das Bodenreinigungsgerät würde dann an vier Stellen abgestützt, so dass es äußerst sicher zu fahren ist.

Unabhängig von den Ausführungen ist vorgesehen, dass die Drehachsen der Antriebsmotoren quer oder in Richtung zu den Drehachsen der Lauf- bzw. Antriebsräder stehen.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung noch näher erläutert.

Es zeigen:

1 das erfindungsgemäße Bodenreinigungsgerät in einer ersten Ausführung, rein schematisch und

2 das erfindungsgemäße Bodenreinigungsgerät in einer zweiten Ausführung rein schematisch.

Durch die durchgehende Linie 1 ist die äußere Kontur des Bodenreinigungsgerätes dargestellt. Bei der Ausführung nach der 1 handelt es sich um ein bislang bekanntes Bodenreinigungsgerät in einer Variante. Danach sind den in Vorwärtsfahrtrichtung hinten liegenden Antriebsrädern 2, 3 zwei Einzelantriebe zugeordnet, die aus jeweils zwei Antriebsmotoren 4, 5 und 6, 7 bestehen. Die Antriebsmotoren 47 stehen mit ihren Drehachsen quer zu den Drehachsen der Laufräder 2, 3, können jedoch auch in Richtung der Drehachsen der Laufräder 2, 3 stehen. Darüber hinaus sind sie nach innen verlegt, d.h. sie sind an den den Laufrädern 2, 3 zugewandten Seiten montiert. Über Zwischengetriebe 8, 9 werden die Laufräder 2, 3 angetrieben. Durch die Pfeile ist noch angedeutet, dass die Drehrichtungen der Antriebsmotoren 47 umgesteuert werden können, so dass das Bodenreinigungsgerät vorwärts und rückwärts fahren kann.

Bei der dargestellten Ausführung wird die benötigte Antriebsleistung durch zwei Motoren 4, 5 oder 6, 7 erbracht. Im Gegensatz zu der dargestellten Ausführung könnte jedoch auch ein Antriebsmotor jedem Laufrad 2, 3 zugeordnet sein.

Die Stromversorgung der Antriebsmotoren 47 erfolgt über eine allgemein bekannte Batterie 10. Ferner ist das Bodenreinigungsgerät noch mit zwei Steuerungen 11, 12 ausgestattet, wobei den beiden einem Laufrad 2 oder 3 zugeordneten Laufrädern 4, 5 oder 6, 7 jeweils eine Steuerung 11, 12 zugeordnet ist. Dadurch können die Laufräder 2, 3 mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Bodenreinigungsgerät im vorderen Bereich, bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung, mit einem Lenker 13 ausgestattet, wodurch eine im mittleren Bereich angeordnete Laufrolle 14 um eine vertikale Achse geschwenkt werden kann. In nicht dargestellter Weise ist dieses Bodenreinigungsgerät mit einem Sitz ausgestattet, der über der Batterie 10 und den Steuerungen 11, 12 angeordnet ist. Demzufolge handelt es sich um ein Aufsitzgerät.

Bei der Ausführung nach der 2 ist der Antrieb des Bodenreinigungsgerätes anders gestaltet als bei der Ausführung nach der 1. Die Laufräder 2, 3 sind in den vorderen Bereich verlegt. Auch bei dieser Ausführung wird jedes Laufrad 2, 3 von zwei Antriebsmotoren 4, 5 und 6, 7 angetrieben. Die aus den Antriebsmotoren 4, 5, 6, 7 und den beiden Zwischengetrieben 8, 9 gebildete Antriebseinheit wird wiederum von zwei Steuereinheiten gesteuert. Wie bereits ausgeführt, liegt der Vorteil einer solchen Ausführung darin, dass die Belastung der Laufräder 2, 3 durch das Eigengewicht des Bodenreinigungsgerätes minimiert ist. Dadurch ist die Lenkung besonders leichtgängig. Sie erfolgt in diesem Falle mittels eines von der Bedienungsperson betätigbaren Joysticks 15, wobei die Steuersignale in die Steuereinheiten 11, 12 einspeisbar sind. Auch bei dieser Ausführung ist oberhalb der Batterie 10 und der Steuereinheiten 11, 12 ein Sitz für den Bediener angeordnet.

Im hinteren Bereich ist das Bodenreinigungsgerät mit zwei Lenkrollen 16, 17 ausgestattet, die nicht nur auf ihren Drehachsen frei drehbar gelagert sind, sondern auch noch um vertikale Achsen 18, 19. Diese Lenkrollen 16, 17 dienen ausschließlich der Abstützung. Bei der Ausführung nach der 2 wird nicht nur eine äußerste Wendigkeit des Bodenreinigungsgerätes erzielt, sondern auch eine äußerst komfortable Bedienung.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Wesentlich ist, dass das Bodenreinigungsgerät mit zwei angetriebenen Laufrädern ausgestattet ist und dass die Laufräder mit elektromotorischen sowie steuerbaren Einzelantrieben 4, 5, 8 und 6, 7, 9 ausgestattet sind. Obwohl die Gesamtleistung aller Antriebsmotoren 4, 5, 6, 7 nicht geringer sein kann als wenn das Bodenreinigungsgerät von einem einzigen Antriebsmotor angetrieben würde, sind die Kosten deutlich verringert, da die Leistung jedes einzelnen Antriebsmotors 4, 5, 6, 7 deutlich geringer ist, und da es sich bei solchen Motoren um Bauteile handelt, die in großen Stückzahlen gefertigt werden, sind sie äußerst kostengünstig zu beziehen. Besonders vorteilhaft ist jedoch, wenn die angetriebenen Laufräder 2, 3, bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung des Bodenreinigungsgerätes im vorderen Bereich liegen.


Anspruch[de]
Selbstfahrendes Bodenreinigungsgerät, insbesondere für den industriellen Einsatz, mit einer Lenkeinrichtung (13, 15), mit mindestens einem bodenseitig angeordneten Reinigungswerkzeug, mit einem elektromotorisch betriebenen Fahrgestell, welches zumindest zwei im seitlichen Bereich des Bodenreinigungsgerätes mit ihren Drehachsen fluchtend zueinander gelagerten Laufrädern (2, 3) ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufräder (2, 3) mit elektromotorischen sowie steuerbaren Einzelantrieben (4, 5, 8, 6, 7, 9) antriebstechnisch gekoppelt sind. Selbstfahrendes Bodenreinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Einzelantrieb wenigstens einen Gleichstrommotor (4, 5, 6, 7) und mindestens ein die Motordrehzahl herabsetzendes Getriebe (8, 9) aufweist, und dass der Gleichstrommotor mit einer Sicherheitsgleichspannung betreibbar ist. Selbstfahrendes Bodenreinigungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Einzelantrieb zwei Gleichstrommotoren (4, 5 und 6, 7) aufweist, und dass die Abtriebszapfen der Gleichstrommotore (4, 5, 6, 7) durch ein die Drehzahlen der Motoren (4, 5, 6, 7) herabsetzendes Zwischengetriebe (8, 9) mit dem zugehörigen Laufrad (2, 3) antriebstechnisch gekoppelt sind. Selbstfahrendes Bodenreinigungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Einzelantrieb (4, 5, 8 und 6, 7, 9) mittels einer Steuerung (11, 12) unabhängig voneinander steuerbar ist. Selbstfahrendes Bodenreinigungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuerungen (11, 12) die Antriebsmotoren (4, 5 und 6, 7) zumindest mit unterschiedlichen Drehzahlen und/oder Drehrichtungen betreibbar sind. Selbstfahrendes Bodenreinigungsgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 – 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden antreibbaren Laufräder (2, 3), bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung des Bodenreinigungsgerätes, im hinteren Bereich des Bodenreinigungsgerätes angeordnet sind. Selbstfahrendes Bodenreinigungsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden antreibbaren Laufräder (2, 3), bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung des Bodenreinigungsgerätes hinter der Batterie (10) bzw. hinter den Batterien angeordnet sind. Selbstfahrendes Bodenreinigungsgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 – 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden antreibbaren Laufräder (2, 3), bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung des Bodenreinigungsgerätes, im vorderen Bereich des Bodenreinigungsgerätes angeordnet sind. Selbstfahrendes Bodenreinigungsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die antreibbaren Laufräder (2, 3) als Lenkrollen ausgebildet sind, die um vertikale Achsen gesteuert schwenkbar sind. Selbstfahrendes Bodenreinigungsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die antreibbaren Laufräder (2, 3) mittels eines Steuersignale ausgebenden Betätigungselementes, vorzugsweise eines Joysticks (15) ansteuerbar sind. Selbstfahrendes Bodenreinigungsgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 8 – 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenreinigungsgerät im hinteren Bereich, bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung, mit um vertikale Achsen (18, 19) frei drehbaren Lenkrollen ausgestattet ist. Selbstfahrendes Bodenreinigungsgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 – 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen der Antriebsmotoren (4, 5, 6, 7) quer zu den Drehachsen der Laufräder (2, 3) oder in Richtung der Drehachsen der Laufräder (2, 3) stehen. Selbstfahrendes Bodenreinigungsgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 – 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmotoren (4, 5, 6, 7) an den einander zugewandten Seiten der Laufräder (2, 3) angeordnet sind.






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