DE102007036223B4

DE102007036223B4 - Stoßfängervorrichtung für ein fahrbares Gerät sowie fahrbares Gerät, insbesondere akkumulatorbetriebener, selbstständig verfahrbarer Staubsammelroboter mit einer Stoßfängervorrichtung

Info

Publication number: DE102007036223B4
Application number: DE102007036223.6A
Authority: DE
Inventors: Michael Krammer; André Michaelis; Martin Storath; Thomas Strehler
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2007-08-02
Filing date: 2007-08-02
Publication date: 2019-05-09
Anticipated expiration: 2027-08-03
Also published as: DE102007036223A1

Abstract

Stoßfängervorrichtung für ein fahrbares Gerät, mit wenigstens einem in jeweils bestimmten Bewegungsrichtungen des betreffenden Gerätes wirksamen und an diesem angeordneten Dämpfungsglied zum Dämpfen von Auffahrbewegungen des betreffenden Geräts auf Hindernisse und zur Abgabe von Meldesignalen auf die Ausführung von solchen Auffahrbewegungen hin, wobei das jeweilige Dämpfungsglied aus einem hermetisch verschlossenen Hohlkörper (HU, HO) besteht, der mit einem Fluid (FL) gefüllt ist und in dem wenigstens ein Drucksensor (DS) enthalten ist, von dem ein Meldesignal jeweils bei Auftreten einer eine festgelegte Druckerhöhung in dem Fluid (FL) auslösenden Druckbewegung auf den betreffenden Hohlkörper (HU, HO) abgebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Hohlkörper (HO) mit zugehörigem Drucksensor (DS) auf der Geräteoberseite angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Stoßfängervorrichtung für ein fahrbares Gerät, insbesondere für einen akkumulatorbetriebenen, selbständig verfahrbaren Staubsammelroboter, mit wenigstens einem in jeweils bestimmten Bewegungsrichtungen des betreffenden Gerätes wirksamen und vor diesem angeordneten Dämpfungsglied zum Ermitteln und Dämpfen von Auffahrbewegungen des betreffenden Geräts auf Hindernisse und zur Abgabe von Meldesignalen auf die Ausführung von solchen Auffahrbewegungen hin, wobei das jeweilige Dämpfungsglied aus einem hermetisch verschlossenen Hohlkörper besteht, der mit einem Fluid gefüllt ist und in dem wenigstens ein Drucksensor enthalten ist, von dem ein Meldesignal jeweils bei Auftreten einer eine festgelegte Druckerhöhung in dem Fluid auslösenden Druckbewegung auf den betreffenden Hohlkörper abgebbar ist. Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf ein eine solche Stoßfängervorrichtung enthaltendes fahrbares Gerät.
Es ist bereits eine Stoßfängervorrichtung bekannt ( US 4 951 985 A ), die ein elektrisch leitendes Teil mit einem darauf in Abstand aufgebrachten kompressiblen, elektrisch leitenden Material aufweist. Ein aus einem Gittermaterial gebildeter Isolator ist zwischen dem elektrisch leitenden Teil und dem elektrisch leitenden Material eingeschichtet, um das betreffende Teil und das Material elektrisch voneinander zu isolieren, wenn sich das betreffende Teil im nicht zusammengedrückten Zustand befindet, und um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem genannten Teil und dem genannten Material herzustellen, wenn sich das leitende Material im zusammengedrückten Zustand befindet. Damit zeichnet sich aber diese bekannte Stoßfängervorrichtung durch einen relativ hohen Aufwand aus, der häufig jedoch unerwünscht ist.
Es ist ferner ein taktiler Sensor bekannt ( WO 01/70541 A1 ), der den Umfang eines autonom arbeitenden Staubsammelroboters in Form eines Streifens bekleidet. Der betreffende bekannte Sensor weist ein durch eine Stoßausübung bewegbares Profilteil auf, welches auf einer Rippe eine elektrisch leitende Spulenanordnung trägt, mit der die betreffende Rippe infolge einer Stoßausübung auf einen Hauptbereich des Sensors mit einem elektrisch leitenden Streifen im Innern der Vorrichtung in Kontakt gelangt. Damit weist aber auch dieser als Stoßfängervorrichtung eingesetzte taktile Sensor einen relativ hohen konstruktiven Aufwand auf, der indessen häufig unerwünscht ist.
Es ist auch schon ein selbstfahrendes und selbstlenkendes Bodenbearbeitungsgerät, insbesondere ein Bodenreinigungsgerät, mit einem Fahrwerk, einer elektrischen Antriebseinheit mit am Fahrwerk gelagerten Antriebsrädern und mit einem Tastelement bekannt ( EP 1 366 401 B1 ), welches relativ zum Fahrwerk um eine vertikale Drehachse drehbar und parallel zu einer Hauptbewegungsrichtung des Bodenbearbeitungsgeräts verschiebbar gelagert ist. Dabei ist mittels einer mit der Antriebseinheit gekoppelten Sensoreinheit eine Relativbewegung des Tastelements erkennbar, und außerdem ist eine Fahrtrichtungsänderung auslösbar. Das Tastelement ist mittels zumindest eines Federelements bei einer Drehbewegung mit einer in Abstand zur Drehachse auf ihn einwirkenden, senkrecht zur Drehachse ausgerichteten, im wesentlichen tangential zu einem Kreisbogen ausgerichteten Rückstellkraft beaufschlagt, wobei der Mittelpunkt des Kreisbogens am Drehpunkt des Tastelements oder auf einer Längsachse des Bodenbearbeitungsgeräts in Hauptbewegungsrichtung vor dem Drehpunkt des Tastelements angeordnet ist. Auch dieses in einer Stoßfängervorrichtung enthaltene Tastelement des betreffenden bekannten Bodenbearbeitungsgeräts zeichnet sich durch einen relativ hohen konstruktiven Aufwand aus, den es allerdings zur Schaffung von preiswerten Bodenbearbeitungsgeräten zu vermeiden gilt.
Weiter ist ein selbsttätig verfahrendes Bodenstaub-Aufsammelgerät mit einem Tasterelement bekannt ( DE 103 57 636 A1 ), das als luftgefüllter Schlauch ausgeführt ist. Der Schlauch erstreckt sich nahezu über den gesamten Umfang des Geräts und ist bei Kontaktierung eines Hindernisses deformierbar. Die durch die Berührung hervorgerufene Luftdruckänderung ist über zwei Drucksensoren erfassbar, die an beiden Enden des Schlauchs vorgesehen sind. Durch Laufzeitvergleich kann eine Ortsauflösung vorgenommen werden.
Es ist bereits eine Stoßstange mit integriertem elastischem Stoßfänger ( DE 84 33 405 U1 ) bekannt, wobei der Stoßfänger in Form eines elastischen Kissens mit umlaufendem wulstartigen Randbereich ausgebildet ist, und mit einer umlaufenden Nut oder Rille in der Stoßstange zur Verriegelung der Kissenwulst. Über ein Ventil kann Luft in den Raum zwischen Stoßstange und Stoßfänger gepresst werden, wobei das Ventil gleichzeitig als Drucksensor ausgebildet sein kann.
Es ist schließlich auch schon ein selbstfahrendes Bodenpflegegerät bekannt ( DE 10 2004 035 762 A1 ), bei dem mehrere unterschiedliche Dämpfungselemente vorgesehen sind, über die ein Stoßfänger mit dem Bodenpflegegerät verbunden ist. Durch den Stoßfänger werden dabei Mikroschalter betätigt, die mit einer Steuereinrichtung des Bodenpflegegeräts verbunden sind. Auch diese bekannte Stoßfängervorrichtung zeichnet sich durch einen relativ hohen Aufwand aus, den es häufig zu vermeiden gilt.
Zusätzlich zu dem jeweils relativ hohen konstruktiven Aufwand zeichnen sich die vorstehend betrachteten bekannten Stoßfängervorrichtungen jeweils noch dadurch aus, dass sie im Falle der Ausübung eines Stoßes auf sie jeweils ein relativ lautes Geräusch erzeugen, was häufig ebenfalls unerwünscht ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Weg zu zeigen, wie eine Stoßfängervorrichtung der eingangs genannten Art und ein mit einer solchen Stoßfängervorrichtung ausgestattetes Gerät, insbesondere ein akkumulatorbetriebener, selbständig verfahrbarer Staubsammelroboter hinsichtlich der Stoßfängervorrichtung einfacher als aus dem Stand der Technik bekannt realisiert werden kann.
Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einer Stoßfängervorrichtung der eingangs genannten Art und bei einem mit einer solchen Stoßfängervorrichtung ausgestatteten Gerät dadurch, dass wenigstens ein Hohlkörper mit zugehörigem Drucksensor auf der Geräteoberseite angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil eines zusätzlichen Unterfahrschutzes für das betreffende fahrbare Gerät. Außerdem ergibt sich der Vorteil einer besonders einfach aufzubauenden Stoßfängervorrichtung, die mit ihrem jeweiligen Dämpfungsglied eine ausgezeichnete Richtungsbestimmung hinsichtlich der auf diese jeweils ausgeübten Stöße ermöglicht. Außerdem kommt die vorliegende Erfindung ohne ein mechanisch relativ aufwendig gestaltetes Dämpfungsglied aus. Überdies ist die Stoßfängervorrichtung gemäß der Erfindung ausgezeichnet in das Design des die betreffende Stoßfängervorrichtung enthaltenden Gerätes integrierbar.
Vorzugsweise sind der Hohlkörper jeweils mit zugehörigem Drucksensor in in Fahrtrichtungen des fahrbaren Geräts weisenden Gerätebereichen angeordnet. Auf diese Weise lässt sich eine praktisch vollständige Stoßfängerwirkung für das fahrbare Gerät erreichen.
Gemäß weiterer zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung ist der jeweilige Hohlkörper mit Gas, und zwar vorzugsweise mit ungiftigem und nicht brennbarem Gas gefüllt. Dadurch ergibt sich der Vorteil einer besonders einfachen Herstellung des jeweiligen Hohlkörpers und im Falle des Einsatzes eines ungiftigen und nicht brennbaren Gases, dass im Falle des Auftretens eines Lecks des jeweiligen Hohlkörpers keine Gefahrensituationen durch austretendes Fluid entstehen können.
Vorzugsweise ist der jeweilige Hohlkörper mit Luft gefüllt. Dies bringt den Vorteil besonders einfacher Herstellung der Hohlkörper mit sich.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist der in dem jeweiligen Hohlkörper enthaltene Drucksensor mit einem von dem betreffenden Hohlkörper abstehenden Trägerteil in einer Gerätegehäuseöffnung aufnehmbar. Dies bringt den Vorteil einer besonders einfachen Anbringungsmöglichkeit für den jeweiligen Hohlkörper mit sich.
Weiter vorzugsweise ist das fahrbare Gerät ein akkumulatorbetriebener, selbstständig verfahrbarer Staubsammelroboter.
Anhand einer Zeichnung wird die vorliegende Erfindung nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

1 zeigt in einer nicht maßstäblichen Perspektivansicht ein fahrbares Gerät mit einer Stoßfängervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine Draufsicht der Stoßfängervorrichtung gemäß 1 mit einer Mehrzahl von diese bildenden, hermetisch verschlossenen Hohlkörpern.
3 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht durch einen der Hohlkörper und dessen Anbringung an einem Gerätegehäuse des in 1 dargestellten Gerätes.

In der in 1 gezeigten Perspektivansicht ist ein fahrbares Gerät FG nicht maßstäblich dargestellt, welches insbesondere einen akkumulatorbetriebenen, selbständig verfahrbaren Staubsammelroboter darstellen mag. Zu dem betreffenden Gerät FG gehört eine Antriebsvorrichtung, von der lediglich zwei Antriebsräder RA1 und RA2 angedeutet sind. Zusätzlich kann die betreffende Antriebsvorrichtung noch mindestens ein weiteres Antriebsrad oder wenigstens ein Stützglied, beispielsweise in Form einer Stützrolle aufweisen.
Das an Hand von 1 zuvor beschriebene fahrbare Gerät FG ist zum Dämpfen und Erkennen von Richtungen von Auffahrbewegungen des betreffenden Geräts FG auf Hindernisse und zur Abgabe von Meldesignalen auf die Ausführung von solchen Auffahrbewegungen hin mit einer Stoßfängervorrichtung ausgestattet. Diese Stoßfängervorrichtung enthält eine Mehrzahl von Dämpfungsgliedern, deren jedes aus einem hermetisch verschlossenen kissenartigen Hohlkörper HU bzw. HO besteht, der mit einem Fluid FL gefüllt ist, wie dies in der vergrößerten Schnittdarstellung gemäß 3 angegeben ist. Die Hohlkörper HU sind, wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, um den Umfang des dargestellten fahrbaren Gerätes herum, also in allen möglichen Fahrtrichtungen des betreffenden Gerätes weisend angeordnet. Dabei geht aus 1 und 2 hervor, dass die umfangsmäßigen Hohlkörper HU jeweils ein bestimmtes Segment des Umfangs des fahrbaren Geräts abdecken. Der Winkelbereich jedes derartigen Segments beträgt bei der Ausführungsform gemäß 2 etwa 24° bei insgesamt 15 in einer Kreisform angeordneten Hohlkörpern HU um den Umfang des erwähnten fahrbaren Geräts FG. Dadurch ist eine relativ gute Richtungsortung von Stoßausübungen auf das fahrbare Gerät FG ermöglicht. Die betreffenden Hohlkörper HU können dabei durch einen mit einem Fluid gefüllten Schlauch gebildet sein, der dann in einzelne Kammern unterteilt wird, die jeweils hermetisch verschlossen sind und die jeweils wenigstens einen Drucksensor enthalten.
Zusätzlich zu den vorstehend betrachteten, um den Umfang des fahrbaren Geräts FG herum angeordneten Hohlkörpern HU weist das betreffende fahrbare Gerät FG noch zumindest einen weiteren, oberen Hohlkörper HO auf seiner Oberseite auf. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass sämtliche Hohlkörper HU und HO in grundsätzlich gleicher Weise aufgebaut sein können. Auf die Funktionsweise des oberen Hohlkörpers HO und der anderen Hohlkörper HU wird weiter unten noch näher eingegangen. Zweckmäßigerweise bestehen sämtliche Hohlkörper HU und HO jeweils aus einem fluidgefüllten hermetisch verschlossenen Kissen aus einem Gummimaterial oder einem elastischen Kunststoff.
Aus der vergrößerten Schnittansicht gemäß 3 ist ersichtlich, dass ein hermetisch verschlossener Hohlkörper HU, der mit einem Fluid FL gefüllt ist, wenigstens einen Drucksensor DS enthält, bei dem es sich beispielsweise um einen druckbetätigten Schalter handeln kann, der bei Auftreten eines einen festgelegten Druckwert übersteigenden Druckwertes durch das in dem betreffenden Hohlkörper HU befindliche Fluid FL infolge einer Stoßausübung auf den betreffenden Hohlkörper HU betätigt, beispielsweise geschlossen wird. Dieser Aufbau des Hohlkörpers HU gilt in gleicher Weise auch für den jeweiligen oberen Hohlkörper HO. Gegebenenfalls kann der erwähnte Drucksensor DS aus Sicherheitsgründen jeweils auch mehrfach, insbesondere doppelt je Hohlkörper HU und HO vorgesehen sein. Das erwähnte Fluid FL ist insbesondere ein Gas, und zwar insbesondere ein nicht giftiges und nicht brennbares Gas, vorzugsweise Luft. Dadurch ist ein ungefährlicher Betrieb des fahrbaren Geräts FG auch dann noch gewährleistet, wenn aus irgendeinem Grunde ein Leck eines Hohlkörpers der erwähnten Hohlkörper HU und HO auftreten sollte. Im Falle des Einsatzes von Luft als Fluid FL stellen die Hohlkörper HU und HO somit Luftkissen dar.
Der im Hohlkörper HU gemäß 3 zugehörige Drucksensor DS ist außerhalb des betreffenden Hohlkörpers HU mit einem Tragteil TT verbunden bzw. mit diesem zusammenhängend gebildet. Dieses Tragteil TT ist in einer Gerätegehäuseöffnung GO eines Gerätegehäuses GG aufgenommen, beispielsweise durch eine Klemmverbindung. Selbstverständlich sind auch andere Verbindungen des Tragteiles TT mit der Gerätegehäuseöffnung GO möglich.
Durch die segmentartige Aufteilung der Stoßfängervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in um den Umfang des fahrbaren Gerätes FG herum verteilt angeordneten Hohlkörpern HU mit jeweils zugehörigem Drucksensor DS ist somit zusätzlich zu der insgesamt erreichbaren Dämpfung von Auffahrbewegungen des betreffenden fahrbaren Geräts FG auf Hindernisse auch eine relativ gute Ortungsmöglichkeit bezüglich der Richtung gegeben, in der Auffahrbewegungen durch das betreffende fahrbare Gerät FG erfolgen.
Der zuvor erwähnte obere Hohlkörper HO auf der Oberseite des in 1 und 2 dargestellten fahrbaren Geräts FG dient ebenfalls zur Dämpfung und Ortung von Auffahrbewegungen des betreffenden fahrbaren Geräts FG auf Hindernisse. Derartige Hindernisse sind in diesem Fall durch für das betreffende fahrbare Gerät FG zu geringe Durchfahrthöhen gegeben. In dem Fall, dass das fahrbare Gerät durch einen verfahrbaren Staubsammelroboter gebildet ist, sind dies beispielsweise zu geringe Durchfahrthöhen von Möbelstücken, die sich im Fahrweg des betreffenden Staubsammelroboters befinden und die er versucht zu unterfahren. Der obere Hohlkörper HO stellt somit ein Unterfahrschutzelement für das fahrbare Gerät FG dar. Auf das Ansprechen des zu dem oberen Hohlkörper HO gehörenden Drucksensors wird das betreffende fahrbare Gerät FG seine Fahrt üblicherweise beenden und in zur bisherigen Fahrtrichtung entgegengesetzten Richtung weiterfahren, also von dem betreffenden Unterfahrhindernis wieder wegfahren.
Durch den erläuterten Einsatz der Hohlkörper HU und HO an dem fahrbaren Gerät FG wird überdies ein zusätzlicher Schutz bei so genannten Abstürzen des fahrbaren Gerätes FG erreicht, also wenn das fahrbare Gerät infolge fehlerhafter Ortung Stufen oder eine Treppe hinunter stürzt. Bei jeder Kollision wird jedoch lediglich ein „weiches“, also relativ leises Kollisionsgeräusch hervorgerufen.
Bezugszeichenliste

DS: Drucksensor
FG: fahrbares Gerät
FL: Fluid
GG: Gerätegehäuse
GO: Gerätegehäuseöffnung
HO: oberer Hohlkörper
HU: umfangsmäßiger Hohlkörper
RA1, RA2: Antriebsrad
TT: Tragteil

Claims

Stoßfängervorrichtung für ein fahrbares Gerät, mit wenigstens einem in jeweils bestimmten Bewegungsrichtungen des betreffenden Gerätes wirksamen und an diesem angeordneten Dämpfungsglied zum Dämpfen von Auffahrbewegungen des betreffenden Geräts auf Hindernisse und zur Abgabe von Meldesignalen auf die Ausführung von solchen Auffahrbewegungen hin, wobei das jeweilige Dämpfungsglied aus einem hermetisch verschlossenen Hohlkörper (HU, HO) besteht, der mit einem Fluid (FL) gefüllt ist und in dem wenigstens ein Drucksensor (DS) enthalten ist, von dem ein Meldesignal jeweils bei Auftreten einer eine festgelegte Druckerhöhung in dem Fluid (FL) auslösenden Druckbewegung auf den betreffenden Hohlkörper (HU, HO) abgebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Hohlkörper (HO) mit zugehörigem Drucksensor (DS) auf der Geräteoberseite angeordnet ist.
Stoßfängervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Hohlkörper (HU) jeweils mit zugehörigem Drucksensor (DS) in in Fahrtrichtungen des fahrbares Geräts (FG) weisenden Gerätebereichen angeordnet sind.
Stoßfängervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Hohlkörper (HU, HO) mit Gas gefüllt ist.
Stoßfängervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Hohlkörper (HU, HO) mit Luft gefüllt ist.
Stoßfängervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem jeweiligen Hohlkörper (HU, HO) enthaltene Drucksensor (DS) mit einem von dem betreffenden Hohlkörper (HU, HO) abstehenden Tragteil (TT) von einer Gerätegehäuseöffnung (GO) aufnehmbar ist.
Stoßfängervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das fahrbare Gerät ein akkumulatorbetriebener, selbstständig verfahrbarer Staubsammelroboter ist.
Fahrbares Gerät mit einer Stoßfängervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.