[0001] Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für einen Staubsauger zur Visualisierung
von Betriebszuständen des Staubsaugers, wobei die Beleuchtungseinrichtung Leuchtelemente
aufweist, wobei die Leuchtelemente ringförmig oder ringsegmentförmig nebeneinander
in der Beleuchtungseinrichtung angeordnet sind, wobei die Beleuchtungseinrichtung
ein Reflektorelement und ein Lichtaustrittselement aufweist, wobei das Reflektorelement
dazu ausgebildet ist von den Leuchtelementen emittiertes Licht in Richtung des Lichtaustrittselement
zu reflektieren.
[0002] Die
DE 10 2018 100 904 A1 offenbart einen Saugroboter mit einem Leuchtring zur Visualisierung verschiedener
Betriebszustände des Saugroboters. Dieser Leuchtring wird durch eine Vielzahl an Leuchtdioden
gebildet, welche in einer Ringform unmittelbar auf der Gehäuseoberseite angeordnet
sind. Die einzelnen Leuchtdioden sind dabei im ein- und ausgeschalteten Zustand eindeutig
erkennbar, sodass diese kein harmonisch-wirkendes Leuchtverhalten mit einer homogenen
Leuchtdichte erzeugen. Der Erfindung stellt sich somit das Problem eine Beleuchtungseinrichtung
für einen Staubsauger zur Verfügung zu stellen, welche ein verbessertes Leuchtverhalten
aufweist.
[0003] Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Beleuchtungseinrichtung mit den Merkmalen
von Patentanspruch 1 und durch einen Staubsauger mit den Merkmalen von Patentanspruch
10 gelöst. Erfindungsgemäß bildet das Reflektorelement dazu Aufnahmen aus, in welchen
die Leuchtelemente angeordnet sind, wobei die Aufnahmen des Reflektorelementes die
Leuchtelemente voneinander abschirmen.
[0004] Bei Betriebszuständen eines Staubsaugers kann es sich dabei beispielsweise um eine
Fehlermeldung, einen Geräte-Status oder ein Sensor-Ergebnis handeln. Durch die Visualisierung
von Betriebszuständen soll der Benutzer auf einfache und intuitive Weise über einen
aktuellen Zustand des Staubsaugers informiert werden. Bei einem solchem Zustand kann
es sich dabei, um einen internen Geräte-Status oder um einen externen Status handeln,
welcher aus einer Interaktion des Staubsaugers mit seiner Umgebung resultiert.
[0005] Bei den Leuchtelementen der Beleuchtungseinrichtung handelt es sich vorzugsweise
um LED-Leuchtdioden. In alternativen Ausführungsformen können aber auch andere Leuchtelemente
in der Beleuchtungseinrichtung vorgesehen werden.
[0006] Das Reflektorelement der Beleuchtungseinrichtung ist dazu ausgebildet von den Leuchtelementen
emittiertes Licht zu reflektieren. Hierzu bildet das Reflektorelement Aufnahmen aus,
in welchen jeweils ein Leuchtelement der Beleuchtungseinrichtung angeordnet ist. Die
Aufnahme des Reflektorelementes sind dabei so ausgebildet und zueinander angeordnet,
dass diese die einzelnen Leuchtelemente der Beleuchtungseinrichtung voneinander abschirmen.
Die Aufnahmen verhindern hierdurch eine direkte gegenseitige Beleuchtung der Leuchtelemente.
Die Aufnahmen des Reflektorelementes bilden Seitenwände aus, welche die einzelnen
Leuchtelemente der Beleuchtungseinrichtung voneinander separieren. Die Aufnahmen des
Reflektorelementes sind dabei nebeneinander ringförmig oder ringsegmentförmig in der
Beleuchtungseinrichtung angeordnet. Durch die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung
wird eine homogene Leuchtdichte ermöglicht.
[0007] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist es bevorzugt, dass das Lichtaustrittselement
beabstandet vom dem Reflektorelement und den Leuchtelementen an der Beleuchtungseinrichtung
angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist hierbei ein Abstand von mindestens vier
Millimetern zwischen den Leuchtelementen und dem Lichtaustrittselement. Zwischen den
Abschnitten des Reflektorelementes, welche den Hauptbestandteil des emittierten Lichts
der Leuchtelemente reflektieren und dem Lichtaustrittelement ist ein Abstand von mindestens
fünf Millimetern bevorzugt. Die Beabstandung zwischen dem Lichtaustrittselement und
den Leuchtelementen respektive dem Reflektorelement resultiert in einer schon möglichst
homogenen Beleuchtung der Lichteintrittsfläche des Lichtaustrittselementes.
[0008] In einer weiteren Ausführungsform ist es bevorzugt, dass das Lichtaustrittselement
aus einem transluzenten Material ausgebildet ist. Der Grad der Transluzenz ist dabei
so gewählt, dass das Lichtaustrittselement eine weitere Homogenisierung des Leuchtverhaltens
der Beleuchtungseinrichtung erreicht, ohne dessen Leuchtstärke im signifikanten Umfang
zu reduzieren.
[0009] Bevorzugt ist, dass das Lichtaustrittselement eine Lichteintrittsfläche und eine
Lichtaustrittsfläche ausbildet, wobei ein Abstand zwischen der Lichteintrittsfläche
und der Lichtaustrittsfläche entlang des gesamten Querschnitts in radialer Richtung
größer ausgebildet ist als in axialer Richtung. Die Lichteintrittsfläche ist dabei
die Fläche, auf welche das von den Leuchtelementen emittierte Licht in das Lichtaustrittselement
auftrifft. Die Lichtaustrittsfläche ist die Fläche, aus welcher das von der Beleuchtungseinrichtung
emittierte Licht austritt. Der Abstand zwischen Lichteintrittsfläche ist in axialer
Richtung größer als in axialer Richtung, da in radialer Richtung mehr emittiertes
Licht auf die Lichteintrittsfläche auftrifft. Zur Erreichung einer homogenen Leuchtdichte
auf der gesamten Austrittsfläche bedarf es daher in radialer Richtung eine stärkere
Streuung im Lichtaustrittselement.
[0010] Zudem ist es bevorzugt, dass die Leuchtelemente auf einer Leiterplatte angeordnet
sind. Die Leiterplatte ist das elektronische Bauteil zur Energieversorgung und Steuerung
der Leuchtelemente. Die einzelnen Leuchtelemente der Beleuchtungseinrichtung sind
dabei auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet. Hierdurch wird der Montageprozess
der Beleuchtungseinrichtung vereinfacht, da alle Leuchtelemente zusammen mit der erforderlichen
Elektronik in einem Montageschritt in der Beleuchtungseinrichtung montiert werden
können.
[0011] Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Leiterplatte als zusätzliches Reflektorelement
ausgebildet ist. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Leiterplatte hierzu
mit einem weißen Aufdruck versehen. Hierdurch wird das von den Leuchtelementen emittiertes
Licht mehrfach zwischen Leiterplatte und Deckelelement hin und her reflektiert.
[0012] In einer alternativen Ausführungsform ist es bevorzugt, dass die Beleuchtungseinrichtung
ein Gehäuse aufweist, wobei die Leiterplatte in einer Sicke auf einer Oberseite des
Gehäuses angeordnet ist. Dies erlaubt eine eindeutige Platzierung der Leiterplatte
in Bezug auf das Gehäuse der Beleuchtungseinrichtung. Hierdurch wird eine potenzielle
Fehlerquelle im Rahmen der Montage der Beleuchtungseinrichtung von vorneherein ausgeschlossen.
[0013] Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Beleuchtungseinrichtung einen Deckelelement
aufweist, wobei das Deckelelement auf einer Oberseite der Beleuchtungseinrichtung
angeordnet ist, wobei das Deckelelement das Reflektorelement ausbildet. Das Reflektorelement
ist ringförmig oder ringsegmentförmig ausgebildet und weist entlang des äußeren Umfangs
Einbuchtungen zur Aufnahme von Leuchtelementen auf. Das Reflektorelement ist dabei
so in das Deckelelement der Beleuchtungseinrichtung integriert, dass das Reflektorelement
die Leuchtelemente sowohl seitlich als auch von oben umschließt. Die Einbuchtungen
im Reflektorelement sind lediglich in Richtung des Lichtaustrittselementes geöffnet.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform bildet das Reflektorelement 12 Einbuchtungen
aus, welche ringförmig nebeneinander angeordnet sind. Die Integration des Reflektorelementes
mit dem Deckelelement vereinfacht den Aufbau der Beleuchtungseinrichtung und reduziert
hierdurch dessen Montageaufwand.
[0014] Es ist bevorzugt, dass die Beleuchtungseinrichtung zwischen 8 und 24 Leuchtelemente,
besonders bevorzugt zwischen 12 und 16 Leuchtelemente, aufweist. Eine vergleichsweise
hohe Anzahl an Leuchtelementen ermöglicht eine gleichmäßige Leuchtdichte der Beleuchtungseinrichtung
entlang deren gesamten Umfangs.
[0015] Bei einem Staubsauger mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung kann es
sich sowohl um manuell geführte Staubsauger wie Boden- oder Stickstaubsauger als auch
um autonom agierende Staubsauger wie Saug- oder Saugwischroboter handeln.
[0016] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt
und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:
- Figur 1
- Perspektivische Ansicht eines Saugroboters mit einer Beleuchtungseinrichtung;
- Figur 2
- Schnittansicht der Beleuchtungseinrichtung;
- Figur 3
- Schnittansicht eines Abschnitts der Beleuchtungseinrichtung;
- Figur 4
- Schnittansicht eines Segments der Beleuchtungseinrichtung;
- Figur 5
- Darstellung des Leuchtverhaltens der Beleuchtungseinrichtung
[0017] Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Saugroboters 12 mit einer erfindungsgemäßen
Beleuchtungseinrichtung 10. Der Saugroboter 12 verfügt über ein Gehäuse 36 mit einer
D-förmigen Grundform, welche eine Vorderseite 38 mit einer geraden Gehäusekante und
eine Rückseite 40 mit einer abgerundeten Gehäusekante ausbildet. An der Vorderseite
38 des Saugroboters 12 ist ein Sensorturm 42 für einen Lidar-Sensor (nicht gezeigt
in Figur 1) zur Lokalisation und Navigation des Saugroboters 12 angeordnet. Der Sensorturm
42 steht dabei vom Gehäuse 36 des Saugroboters 12 empor, um den Erfassungsbereich
des Lidar-Sensors zu vergrößern. Auf der Spitze des Sensorturms 42 ist eine ringförmige
Beleuchtungseinrichtung 10 zur Visualisierung von Betriebszuständen des Saugroboters
12 angeordnet. Über diese Beleuchtungseinrichtung 10 kann der Saugroboter 12 beispielweise
Fehlerzustände wie "Festgefahren" oder kein "Staubbehälter eingesetzt" an den Benutzer
kommunizieren. Die Beleuchtungseinrichtung 10 kann aber auch dazu eingesetzt werden
als Fahrtrichtungswechselanzeige oder zur Wiedergabe von Abstandsinformationen zu
erkannten Objekten eingesetzt werden. Zudem kann ein Benutzer über die Beleuchtungseinrichtung
10 über aktuelle Prozesse wie einen Lade- oder einen Reinigungsvorgang informiert
werden. Neben den aufgeführten Anwendungsbeispielen für die Beleuchtungseinrichtung
10 sind diverse andere Verwendungszwecke denkbar.
[0018] Figur 2 zeigt eine Schnittansicht der Beleuchtungseinrichtung 10. Die Beleuchtungseinrichtung
10 ist dabei auf der Oberseite 32 des Sensorturms 42 des Saugroboters 12 angeordnet.
Hierzu bildet das Gehäuse 28 des Sensorturms 42 auf der Oberseite 32 eine ringförmige
Sicke 30 aus. In diese Sicke 30 ist die Leiterplatte 26 mit denen darauf eingesetzten
Leuchtelementen 14 platziert. Die Leuchtelemente 14 sind dabei annähernd mittig auf
der Leiterplatte 26 angeordnet. Am umlaufenden Rand des Sensorturms 42 ist das Lichtaustrittselement
18 angeordnet, welches formschlüssig durch das Gehäuse 28 des Sensorturms 42 und das
von oben auf den Sensorturm 42 aufgesetzte Deckelelement 34 fixiert wird. Das Deckelelement
34 bildet auf der Unterseite, welche im montierten Zustand der Leiterplatte 26 zugewandt
ist, das Reflektorelement 16 aus. Wie in der Schnittansicht von Figur 2 gezeigt, umschließt
das Reflektorelement 16 die Leuchtelemente 14 an deren Innenseite, welche der vertikalen
Achse des Sensorturms 42 zugewandt ist. Von den Leuchtelementen 14 in Richtung der
vertikalen Achse des Sensorturms 42 emittiertes Licht wird durch das Reflektorelement
16 in Richtung des Lichtaustrittselementes 18 reflektiert.
[0019] Figur 3 zeigt eine Schnittansicht eines Viertelsegments der Beleuchtungseinrichtung
10 mit einem Reflektorelement 16, welches in diesem Segmentstück drei Aufnahmen 20
für Leuchtelemente 14 ausbildet. Die Aufnahmen 20 für die Leuchtelemente 14 sind dabei
nebeneinander entlang eines gemeinsamen Radius in einer Ringsegment-Form angeordnet.
Die Aufnahmen 20 bilden dabei Einbuchtungen 48 aus, in welchen die Leuchtelemente
14 angeordnet sind. Die Einbuchtungen 48 sind dabei so ausgeführt, dass diese die
Leuchtelemente 14 vollständig aufnehmen. Hierdurch sind die Leuchtelemente vollständig
innerhalb der Einbuchtungen 48 angeordnet. Die Leuchtelemente 14 der Beleuchtungseinrichtung
10 werden durch die Seitenwände 44 der Einbuchtungen 48 vollständig voneinander getrennt.
Zwischen den Seitenwänden 44 der Einbuchtungen 48 und dem Lichtaustrittselement 18
besteht eine Lücke, diese ist aber so ausgebildet, dass hierdurch nur zuvor reflektiertes
Licht passieren kann. Eine direkte gegenseitige Beleuchtung der Leuchtelemente 14
wird durch die Seitenwände der Einbuchtungen verhindert. Die Einbuchtungen 48 des
Reflektorelementes 16 sind in Richtung des Lichtaustrittselements 18 geöffnet, sodass
das Reflektorelement 16 das von den Leuchtelementen 14 emittierte Licht in Richtung
des Lichtaustrittselementes 18 reflektiert. Das Lichtaustrittselement 18 ist beabstandet
von den Leuchtelementen 14 und dem Reflektorelement 16 an der Beleuchtungseinrichtung
10 angeordnet. Der Abstand zwischen den Leuchtelementen 14 und dem Lichtaustrittselement
18 verhindert das Bilden von sogenannten Hotspots auf der Lichtaustrittsfläche des
Lichtaustrittselementes 18.
[0020] Figur 4 zeigt die Schnittansicht eines Segments der Beleuchtungseinrichtung 10 mit
einem Reflektorelement 16, welches in diesem Segmentstück eine Aufnahme 20 für ein
Leuchtelement 14 ausbildet. Die Einbuchtung 48 wird durch zwei Seitenwände 44 begrenzt.
Die Einbuchtung 48 weist eine Tiefe 46 von 3,7 Millimetern auf und ist somit deutlich
größer als das angeordnete Leuchtelement 14. Die Einbuchtung 48 erstreckt sich über
einen Winkel 50 von 30 Grad, sodass die Beleuchtungseinrichtung 10 in Summe 12 Einbuchtungen
48 mit Leuchtelementen 14 aufweist. Die Seitenwände 44 des Reflektorelementes 16 verfügen
über eine abgerundete Formgebung, um ein gleichmäßiges Reflexionsverhalten des Reflektorelementes
16 zu gewährleisten.
[0021] Figur 5 zeigt das Ergebnis einer Simulation des Leuchtverhaltens der erfindungsgemäßen
Beleuchtungseinrichtung 10. Im oberen linken Bild wird der Strahlengang des emittierten
Lichts von drei benachbart zueinander angeordneten Leuchtelementen 14 angezeigt. Unterhalb
dieser Darstellung ist ein Diagramm gezeigt, welches den menschlich wahrnehmbaren
Helligkeitsverlauf der Beleuchtungseinrichtung 10 in dem dargestellten Segment aufzeigt.
[0022] Hierbei wird ersichtlich, dass das Reflektorelement 16 und das Lichtaustrittselement
18 eine sehr homogene Leuchtdichte entlang des gesamten Segments der Beleuchtungseinrichtung
10 bewirken.
[0023] Das obere rechte Bild von Figur 5 zeigt das Ergebnis einer Simulation des Leuchtverhaltens
der Beleuchtungseinrichtung 10 mit nur einem aktivierten Leuchtelement 14. Hierbei
emittiert nur das mittig angeordnete Leuchtelement 14 Lichtstrahlen, wobei die beiden
äußeren Leuchtelemente 14 deaktiviert sind. Unterhalb dieser Darstellung ist ein Diagramm
gezeigt, welches den menschlich wahrnehmbaren Helligkeitsverlauf der Beleuchtungseinrichtung
10 in diesem Segment aufzeigt. Hierbei wird ersichtlich, dass infolge der Ausgestaltung
und Anordnung des Reflektorelementes 16 und des Lichtaustrittelementes 18 die Leuchtdichte
ausgehend von der beleuchteten Aufnahme 20 der Beleuchtungseinrichtung 10 zu den benachbarten
nicht beleuchteten Aufnahmen 20 gleichmäßig abfällt.
Bezugszeichenliste
[0024]
- 10
- Beleuchtungseinrichtung
- 12
- Staubsauger / Saugroboter
- 14
- Leuchtelement
- 16
- Reflektorelement
- 18
- Lichtaustrittselement
- 20
- Aufnahme
- 22
- Lichteintrittsfläche
- 24
- Lichtaustrittsfläche
- 26
- Leiterplatte
- 28
- Gehäuse
- 30
- Sicke
- 32
- Oberseite
- 34
- Deckelelement
- 36
- Gehäuse Saugroboter
- 38
- Vorderseite Saugroboter
- 40
- Rückseite Saugroboter
- 42
- Sensorturm
- 44
- Seitenwände
- 46
- Tiefe Einbuchtung
- 48
- Einbuchtung
- 50
- Winkel Einbuchtung
1. Beleuchtungseinrichtung (10) für einen Staubsauger (12) zur Visualisierung von Betriebszuständen
des Staubsaugers, wobei die Beleuchtungseinrichtung Leuchtelemente (14) aufweist,
wobei die Leuchtelemente ringförmig oder ringsegmentförmig nebeneinander in der Beleuchtungseinrichtung
angeordnet sind, wobei die Beleuchtungseinrichtung ein Reflektorelement (16) und ein
Lichtaustrittselement (18) aufweist, wobei das Reflektorelement dazu ausgebildet ist
von den Leuchtelementen emittiertes Licht in Richtung des Lichtaustrittselement zu
reflektieren,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Reflektorelement Aufnahmen (20) ausbildet, wobei in den Aufnahmen die Leuchtelemente
angeordnet sind, wobei die Aufnahmen des Reflektorelementes die Leuchtelemente voneinander
abschirmen.
2. Beleuchtungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Lichtaustrittselement (18) beabstandet vom dem Reflektorelement (16) und den
Leuchtelementen (14) an der Beleuchtungseinrichtung angeordnet ist.
3. Beleuchtungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Reflektorelement (16) einen Abstand von mindesten 1,5 Millimetern zum Lichtaustrittselement
(18) aufweist.
4. Beleuchtungseinrichtung (10) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Lichtaustrittselement (18) aus einem transluzenten Material ausgebildet ist.
5. Beleuchtungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Lichtaustrittselement (18) eine Lichteintrittsfläche (22) und eine Lichtaustrittsfläche
(24) ausbildet, wobei ein Abstand zwischen der Lichteintrittsfläche und der Lichtaustrittsfläche
entlang des gesamten Querschnitts in radialer Richtung größer ausgebildet ist als
in axialer Richtung.
6. Beleuchtungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Leuchtelemente (14) auf einer Leiterplatte (26) angeordnet sind.
7. Beleuchtungseinrichtung (10) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Leiterplatte (26) als zusätzliches Reflektorelement ausgebildet ist.
8. Beleuchtungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Beleuchtungseinrichtung ein Gehäuse (28) aufweist, wobei die Leiterplatte (26)
in einer Sicke (30) auf einer Oberseite (32) des Gehäuses (28) angeordnet ist.
9. Beleuchtungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Beleuchtungseinrichtung einen Deckelelement (34) aufweist, wobei das Deckelelement
auf einer Oberseite der Beleuchtungseinrichtung angeordnet ist, wobei das Deckelelement
das Reflektorelement (16) ausbildet.
10. Beleuchtungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Beleuchtungseinrichtung zwischen 8 und 24 Leuchtelemente (14), besonders bevorzugt
zwischen 12 und 16 Leuchtelemente, aufweist.
11. Staubsauger (12), insbesondere Saugroboter, mit einer Beleuchtungseinrichtung (10)
nach Anspruch 1.