DE102010000573A1

DE102010000573A1 - Method for controlling power of e.g. fan of cleaning robot utilized as attachment in electrical household vacuum cleaner for cleaning tiles, involves increasing power of brush propulsion part and simultaneously reducing power of fan

Info

Publication number: DE102010000573A1
Application number: DE102010000573A
Authority: DE
Inventors: Franz Meyer
Original assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Current assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2011-09-01
Anticipated expiration: 2030-02-27
Also published as: DE102010000573B4; IT1403329B1; ITMI20110256A1

Abstract

The method involves increasing power of a brush propulsion part and simultaneously reducing power of a fan (4) of an electrical propelled suction/sweeping apparatus (1) depending on nature of a surface to be cleaned when the surface nature provides an increased resistance for the brush propulsion part. The division of the power by the fan and the brush propulsion part is changed such that electrical overall performance is not changed, where an electromotor for the fan is retained in a base apparatus (3) of a vacuum cleaner (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leistungssteuerung eines Gebläses und eines Bürstenantriebes eines elektrisch angetriebenen Saug-/Kehrgeräts.The invention relates to a method for power control of a blower and a brush drive of an electrically driven suction / sweeping device.

Saug-/Kehrgeräte der in Rede stehenden Art sind bekannt. Diese dienen insbesondere im Haushaltsbereich der Abreinigung von Flächen, weiter insbesondere von Bodenflächen, wie bspw. Hartböden in Form von Fliesen- oder auch Parkettböden, weiter bspw. von Teppichböden. Derartige Genie weisen zur reinigenden Abarbeitung einer solchen Fläche eine Absaugung auf, wobei mittels einer in dem Gerät vorgesehenen, elektrisch angetriebenen Motor-/Gebläse-Einheit ein Saugluftstrom erzielt wird, der durch einen der zu reinigenden Fläche zugewandten, gerätebodenseitigen Saugmund angesogen wird. Die schmutz- und staubbehaftete Saugluft wird in üblicher Weise innerhalb des Gerätes oder alternativ innerhalb eines strömungsmäßig hieran angeschlossenen Hauptgerätes ausgefiltert. Zudem weisen derartige Geräte zur mechanischen Bearbeitung der abzureinigenden Fläche eine oder mehrere Bürsten auf, so weiter insbesondere eine sich quer zu einer üblichen Verfahrrichtung des Gerätes erstreckende Borstenwalze mit radial zur Walzenachse sich erstreckenden Borsten, die insbesondere bei der Abarbeitung von Teppichböden zum Eingriff in den Teppichflor geeignet sind. Der Antrieb einer solchen Bürste bzw. der Antrieb ggf. vorgesehener mehrerer Bürsten erfolgt mittels eines bevorzugt in dem Gerät integrierten Elektromotors. In diesem Zusammenhang ist es weiter bekannt, die Leistung des Gebläses und/oder des Bürstenantriebs zu steuern, insbesondere in Abhängigkeit von der Beschaffenheit der zu reinigenden Fläche.Suction / sweeping devices of the type in question are known. These serve, in particular, in the household sector the cleaning of surfaces, more particularly of floor surfaces, such as. Hard floors in the form of tile or parquet floors, further example. Of carpets. Such genius have for cleaning processing of such a surface on a suction, wherein by means of a provided in the device, electrically driven motor / fan unit, a suction air flow is achieved, which is sucked through one of the surface to be cleaned, device bottom side suction mouth. The dirty and dusty suction air is filtered out in a conventional manner within the device or alternatively within a main device connected thereto in terms of flow. In addition, such devices for mechanical processing of the surface to be cleaned on one or more brushes, so on, in particular a transversely to a conventional direction of movement of the device extending bristle roller with radially to the roller axis extending bristles, in particular during the processing of carpets for engagement in the carpet pile are suitable. The drive of such a brush or the drive possibly provided a plurality of brushes by means of a preferably integrated in the device electric motor. In this context, it is further known to control the performance of the fan and / or the brush drive, in particular depending on the nature of the surface to be cleaned.

Im Hinblick auf den vorbeschriebenen Stand der Technik wird eine technische Problematik der Erfindung darin gesehen, ein Verfahren der in Rede stehenden Art bzgl. eines zielgerichteten Einsetzens von elektrischer Energie insbesondere zum Antrieb des Gebläses sowie der Bürste weiter zu verbessern.In view of the above-described prior art, a technical problem of the invention is seen in terms of a method of the type in question regarding. A targeted insertion of electrical energy in particular to drive the blower and the brush to further improve.

Diese Problematik ist zunächst und im Wesentlichen durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, dass in Abhängigkeit von der Beschaffenheit einer zu saugenden Fläche die Leistung des Bürstenantriebs erhöht und die Gebläseleistung zugleich abgesenkt wird, wenn die Flächenbeschaffenheit einen erhöhten Widerstand für den Bürstenantrieb erbringt. Zufolge des vorgeschlagenen Verfahrens wird die elektrische Energie zum Betreiben des Gebläses und des Bürstenantriebs zielgerichtet eingesetzt, dies weiter in vorteilhafter Weise unter Anbieten einer konstanten Reinigungsleistung bei möglichst konstantem Stromverbrauch. Die Reinigungsleistung steht im Wesentlichen in direktem Zusammenhang mit der insgesamt eingesetzten elektrischen Energie, zumindest betreffend das Gebläse und den Bürstenantrieb. Wird zunächst das Bürstenreinigungssystem allein betrachtet, so ist zur Erzielung von guten Reinigungsergebnissen die erforderliche Bürstleistung abhängig vom Untergrund. Auf Hartböden wird bspw. nur eine sehr geringe Bürstleistung benötigt. Entsprechend kann die Bürste langsam drehen. Auf Teppichböden hingegen wird eine größere Bürstleistung benötigt und somit ein schnelleres Drehen der Bürste. Jedoch bringt auch ein schnelles Drehen der Bürste auf sehr hochflorigen Teppichen keinen deutlichen Zuwachs an Reinigungsleistung. Ab einem bestimmten Punkt verläuft die Funktion Reinigungsleistung = f (Bürstleistung, Drehzahl) asymptotisch. Aus energieeffizienten Gesichtspunkten macht es somit keinen praktischen Sinn, die Bürstdrehzahl und somit den Energieverbrauch weiterhin zu steigern. Zur optimalen und sinnvollen Energieausnutzung ist somit in bevorzugter Ausgestaltung ein Regelkreis hilfreich, der abhängig vom Boden bzw. vom Bodenbelag die Bürste ansteuert und somit aus Sicht einer günstigen Energieeffizienz ein relatives Maximum der Reinigungsleistung erzielt.This problem is solved first and foremost by the subject matter of claim 1, which is based on the fact that depending on the nature of a surface to be sucked increases the performance of the brush drive and the fan power is lowered at the same time, if the surface condition increased resistance to the Brush drive provides. According to the proposed method, the electrical energy for operating the blower and the brush drive is used purposefully, this further in an advantageous manner while offering a constant cleaning performance with constant power consumption. The cleaning performance is essentially directly related to the total electrical energy used, at least with regard to the blower and the brush drive. If the brush cleaning system is considered on its own, the required brushing performance depends on the surface to achieve good cleaning results. On hard floors, for example, only a very small brushing power is needed. Accordingly, the brush can turn slowly. On the other hand, carpets require a greater brushing capacity and thus a faster turning of the brush. However, even a quick turn of the brush on very high-pile carpets brings no significant increase in cleaning performance. At a certain point, the cleaning performance = f (brushing power, speed) function is asymptotic. From an energy-efficient point of view, it makes no practical sense to continue to increase the brushing speed and thus the energy consumption. For optimal and meaningful energy utilization, therefore, in a preferred embodiment, a control loop is helpful, which controls the brush depending on the floor or the floor covering and thus achieves a relative maximum of the cleaning performance from the point of view of favorable energy efficiency.

Hierzu sind in bevorzugter Ausgestaltung in dem Gerät Bodensensoren vorgesehen, die, ggf. neben einer Abstandsmessung, zur Detektierung des Bodenbelags dienen. In diesem Zusammenhang sind Ultraschallsensoren als Bodensensoren bekannt. Diesbezüglich wird auf die DE 101 13 105 A1 verwiesen. Der Inhalt dieser Patentanmeldung wird hiermit vollinhaltlich in die Offenbarung vorliegender Erfindung mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Patentanmeldung in Ansprüche vorliegender Erfindung mit einzubeziehen. Alternativ sind auch optische Infrarot-Lichtmesssysteme bekannt, wobei anhand der reflektierten Lichtenergie auf den Bodenbelag geschlossen werden kann. Je nach Bodentyp werden unterschiedliche Signale über den oder die Bodensensoren empfangen, so dass insbesondere gängige Hartböden von Teppichböden unterschieden werden können. So kann weiter aus den Messwerten ausreichend gut zwischen Hartboden (= kleine erforderliche Bürstdrehzahl) und Teppichboden (= hohe Bürstdrehzahl) geschlossen werden. Bevorzugt sind diesbezüglich zwei oder mehr, weiter bevorzugt drei bis fünf Bodensensoren vorhanden, wobei das Signal als gewichteter Wert aus allen Sensoren herangezogen werden kann. So wird bspw. an einer Teppich-Randkante im Übergang zu einem Hartboden bevorzugt von mindestens zwei Sensoren der Teppichboden erkannt und angezeigt, so dass eine entsprechende Regelstufe gewählt wird.For this purpose, in a preferred embodiment, ground sensors are provided in the device which, if appropriate in addition to a distance measurement, serve to detect the floor covering. In this context, ultrasonic sensors are known as ground sensors. In this regard is on the DE 101 13 105 A1 directed. The content of this patent application is hereby incorporated in full into the disclosure of the present invention, also for the purpose of including features of this patent application in claims of the present invention. Alternatively, optical infrared light measuring systems are known, which can be concluded on the basis of the reflected light energy on the floor covering. Depending on the type of floor, different signals are received via the floor sensor or sensors, so that in particular common hard floors can be distinguished from carpets. Thus it is possible to conclude sufficiently well between hard floor (= small brushing speed required) and carpet floor (= high brushing speed) from the measured values. Preferably, two or more, more preferably three to five, bottom sensors are present in this regard, wherein the signal can be used as a weighted value from all sensors. Thus, for example, at a carpet edge in the transition to a hard floor, preferably by at least two sensors, the carpet is detected and displayed, so that a corresponding control stage is selected.

Diese Bodensensoren stehen in weiter bevorzugter Ausgestaltung in Kombination mit weiteren Sensoren, die Rückschlüsse auf den Bodenbelag zulassen, so weiter insbesondere zur Heranziehung der so weiter ermittelten Ergebnisse zur Plausibilitätsprüfung der Messergebnisse des oder der Bodensensoren. So wird weiter bevorzugt die Stromaufnahme des Gebläsemotors herangezogen. Über die Gebläsedrosselung und damit über eine Veränderung des Motorstroms ist ebenfalls indirekt auf den Bodenbelag zu schließen. Bei Hartböden ist der Gebläsemotor wenig gedrosselt, bei Teppichböden hingegen stärker. Nimmt auch die Stromaufnahme des Bürstenantriebs zu oder ab, so ist der Motorstrom des Bürstenantriebs bei Hartböden kleiner als bei Teppichböden. Entsprechend ist hierbei eine zumindest überschlägige Bodenerkennung zufolge Erfassung des Drehwiderstandes der Bürste erreicht. Ein Gerät der in Rede stehenden Art mit einer solchen Drehwiderstand-Erfassung der Bürste ist bspw. aus der EP 1 396 222 A2 bekannt. Auch deren Inhalt wird hiermit vollinhaltlich in die Offenbarung vorliegender Erfindung mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Patentanmeldung in Ansprüche vorliegender Erfindung mit einzubeziehen. These floor sensors are in a further preferred embodiment in combination with other sensors that allow conclusions about the floor covering, so on, in particular for the use of the results thus further ascertained for the plausibility check of the measurement results of the or of the floor sensors. Thus, the power consumption of the fan motor is preferably used. About the fan throttling and thus a change in the motor current is also indirectly close to the floor covering. For hard floors, the fan motor is little throttled, but stronger in carpets. If the current consumption of the brush drive also increases or decreases, the motor current of the brush drive is lower for hard floors than for carpets. Accordingly, an at least rough ground detection according to detection of the rotational resistance of the brush is achieved here. A device of the type in question with such a rotational resistance detection of the brush is, for example. From the EP 1 396 222 A2 known. The content thereof is hereby also incorporated in full in the disclosure of the present invention, also for the purpose of including features of this patent application in claims of the present invention.

Ist die Bürste auf einer schwenkbeweglichen Antriebsschwinge gelagert, wie dies weiter auch aus der vorbeschriebenen europäischen Patentanmeldung her bekannt ist, so ist eine Bodenbelagsermittlung auch (ggf. zusätzlich) über den Einfederweg der Antriebsschwinge möglich. Bei bspw. hochflorigen, weichen Teppichböden sinken die bevorzugt vorgesehenen Abroll- bzw. Verfahrräder des Gerätes in den Untergrund – hier in den Flor – ein, womit das Gerät über den chassisseitigen Bodenbereich quasi aufschwimmt. Hieraus folgt ein Ausfedern der die Bürste tragenden Antriebsschwinge in Richtung auf das Geräteinnere, welche Ausfederung bevorzugt ein Messergebnis bietet, womit ein zusätzliches Kriterium aufgebaut wird, welches die Bodenart, bevorzugt gemeinsam mit den Bodensensoren klassifiziert ist, weiter bspw. die Antriebsschwinge vollständig eingefahren, kann dies bspw. infolge einer Blockierung (Steckenbleiben auf einem Hindernis) erreicht sein. Hier wird der Bürstenantrieb und bevorzugt auch das Gebläse auf eine geringe Leistung herunter geregelt, um so Energie einzusparen. Die Kraft auf den Boden und das hieraus resultierende Reibmoment kann mittels geeigneter Sensoren gemessen werden. Hierzu bieten sich bspw. Feder-Weg-Systeme oder Drehwinkelgeber an, die weiter bspw. im Drehpunkt der Antriebsschwinge oder oberhalb derselben angeordnet sind. Die bevorzugt elektrischen Signale der Sensoren werden bspw. von einem Regelalgorithmus in der geräteseitigen Elektronik ausgewertet.If the brush is mounted on a pivotable drive rocker, as is also known from the European patent application described above, a floor covering determination is also possible (possibly in addition) via the spring deflection path of the drive rocker. For example, deep-pile, soft carpets, the preferred provided rolling or Verfahrräder the device sink into the ground - here in the pile - with which the device over the chassisseitigen floor area floats quasi. This results in a rebound of the brush bearing drive rocker in the direction of the device interior, which rebound preferably provides a measurement result, whereby an additional criterion is established, which is the soil, preferably together with the ground sensors classified, further example. The drive rocker fully retracted, can This can be achieved, for example, as a result of blocking (getting stuck on an obstacle). Here, the brush drive and preferably also the fan down to a low power, so as to save energy. The force on the ground and the resulting friction torque can be measured by means of suitable sensors. For this purpose, for example, spring-way systems or rotary encoders offer, which are further, for example. In the pivot point of the drive rocker or arranged above the same. The preferred electrical signals of the sensors are evaluated, for example, by a control algorithm in the device-side electronics.

Diese Bodenbelagsklassifizierung wird innerhalb einer geräte-internen Steuerung genutzt zur zielgerichteten Steuerung des Gebläses und des Bürstenantriebs. Hierzu sind bevorzugt in der Steuerung Vergleichswerte hinterlegt, anhand welcher im Vergleich zum ermittelten Bodenbelagswert die bevorzugt günstigste Energieaufteilung für das Gebläse und den Bürstenantrieb berechnet wird. So wird bevorzugt bei einem Teppichboden und damit einhergehendem erhöhtem Widerstand des Bürstenantriebs die Leistung des Bürstenantriebs erhöht und zugleich die Gebläseleistung abgesenkt, wobei weiter bevorzugt das Maß der Erhöhung der Antriebsleistung der Bürste und das Maß des Absenkens der Gebläseleistung weiter auch abhängig ist von einer Florhöhe des Teppichbodens. Wird hingegen ein Hartboden ermittelt, so wird bevorzugt – jeweils ausgehend von einer Standard-Leistungsaufnahme bzw. ausgehend von einer infolge einer zuvor durchgeführten Messung ausgelösten Leistungsaufteilung – Leistung bzgl. des Bürstenantriebs abgezogen und entsprechend die Gebläseleistung erhöht, da auf Hartböden bevorzugt überwiegend mittels Luftstrom gereinigt werden kann.This flooring classification is used within a device-internal control for the purposeful control of the blower and the brush drive. For this purpose, comparative values are preferably stored in the control, on the basis of which the preferred most favorable energy distribution for the blower and the brush drive is calculated in comparison with the determined floor covering value. Thus, in a carpet and associated increased resistance of the brush drive, the power of the brush drive is preferably increased and at the same time the blower output is lowered, more preferably the degree of increase in the drive power of the brush and the degree of lowering of the blower output also depends on a pile height of the brush carpet. If, on the other hand, a hard floor is determined, it is preferred to subtract power with respect to the brush drive from a standard power consumption or from a power split initiated as a result of a previously performed measurement, and accordingly increase the blower output, as it is preferably cleaned predominantly by means of air flow on hard floors can be.

Weitere Merkmale der Erfindung sind nachstehend, auch in der Figurenbeschreibung, oftmals in ihrer bevorzugten Zuordnung zum Gegenstand des Anspruches 1 oder zu Merkmalen weiterer Ansprüche erläutert. Sie können aber auch in einer Zuordnung zu nur einzelnen Merkmalen des Anspruches 1 oder des jeweiligen weiteren Anspruches oder jeweils unabhängig von Bedeutung sein.Further features of the invention are explained below, also in the description of the figures, often in their preferred association with the subject matter of claim 1 or with features of further claims. But they can also be in an assignment to only individual features of claim 1 or the respective further claim or each independently of importance.

So ist weiter bevorzugt, dass die Änderung der Leistungsaufteilung von Gebläse und Bürstenantrieb so vorgenommen wird, dass die elektrische Gesamtleistung nicht oder nur geringfügig geändert wird. So liegt entsprechend bevorzugt unabhängig vom erfassten Bodenbelag und der damit einhergehenden Leistungsaufteilung stets eine gleiche Gesamtleistung vor, so dass weiter in vorteilhafter Weise der Gesamtstromverbrauch des Gerätes unabhängig vom Bodenbelag zumindest annähernd gleich ist. Auch eine geringfügige Änderung im betragsmäßigen Bereich von 10% oder weniger erweist sich im Sinne eines energieeffizienten Arbeitens des Gerätes von Vorteil.So it is further preferred that the change in the power distribution of fan and brush drive is made so that the total electrical power is not or only slightly changed. Thus, according to preferred preferred regardless of the detected floor covering and the associated power distribution always the same overall performance, so that further advantageously the total power consumption of the device regardless of the floor covering is at least approximately equal. Even a slight change in the magnitude range of 10% or less proves to be beneficial in terms of energy-efficient operation of the device.

Um insbesondere bei der Regelung nicht zu stark im Bereich kleinerer Leistungen aufgrund einer steuerungsseitigen Entscheidungstabelle zu agieren, ist in weiter bevorzugter Ausgestaltung vorgesehen, dass die Leistungsaufteilung zyklisch in eine vorgegebene Standard-Leistungsaufnahme von Gebläse und Bürstenantrieb versetzt wird, wonach die Regelung von Neuem beginnt.In order not to act too much in the range of smaller powers due to a control-side decision table, especially in the scheme, is provided in a further preferred embodiment that the power distribution is cyclically placed in a predetermined standard power consumption of blower and brush drive, after which the scheme begins again.

Die jeweilige Erhöhung und Absenkung der Leistung vom Gebläse geht bevorzugt aus von einer Standard-Leistungsaufnahme, in welcher Standardstellung bevorzugt eine gleichmäßige Aufteilung der Reinigungsleistung von Bürste und Gebläse vorliegt. In weiter bevorzugter Ausgestaltung beträgt in der Standard-Leistungsaufnahme die Reinigungsleistung des Bürstenantriebes 50%–70% und die des Gebläses 30%–50%, weiter bevorzugt 60% Bürstenantrieb und 40% Gebläse. Bevorzugt wird weiter eine Erhöhung der Leistung des Bürstenantriebes oder des Gebläses im Hinblick auf eine Gesamtaufnahmeleistung bis hin zu bevorzugt 70%–90% erreicht und entsprechend eine Absenkung der Leistung im Hinblick auf eine Gesamtleistung auf 30%–10%. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, den Bürstenantrieb oder das Gebläse gänzlich auszuschalten, entsprechend auf eine Null-Leistung zu reduzieren und dem Gebläse- oder dem Bürstenantrieb 100% der Gesamtleistung zuzuordnen. The respective increase and decrease of the power from the fan is preferably based on a standard power consumption, in which standard position preferably a uniform distribution of the cleaning performance of the brush and fan is present. In a further preferred embodiment, in the standard power consumption, the cleaning performance of the brush drive is 50% -70% and that of the blower 30% -50%, more preferably 60% brush drive and 40% blower. Preferably, an increase in the power of the brush drive or the blower with respect to a total uptake performance up to preferably 70% -90% is achieved and correspondingly a reduction of the power in terms of a total power to 30% -10%. In addition, there is also the possibility to turn off the brush drive or the fan entirely, according to reduce to zero power and assign the blower or the brush drive 100% of the total performance.

Für den Einsatz auf Hartböden wird die Leistung des Bürstenantriebs bevorzugt auf 50%–70% des Standardwertes gemindert. Die Gebläseleistung wird hierbei bevorzugt beibehalten bzw. auf den Maximalwert gesetzt. Auf Teppich gilt bevorzugt die unreduzierte Leistung des Bürstenantriebs, während die Gebläseleistung bevorzugt beibehalten bzw. auf einen Minimalwert von bspw. 10%–20% der Standard-Leistungsaufnahme gesetzt wird.For use on hard floors, the performance of the brush drive is preferably reduced to 50% -70% of the standard value. The blower power is preferably maintained or set to the maximum value. On carpet, the unreduced power of the brush drive is preferred, while the fan power is preferably maintained or set to a minimum value of, for example, 10% -20% of the standard power consumption.

Weiter bevorzugt ist eine Variation der Fahrgeschwindigkeit, insbesondere eine Verminderung derselben, für besonders intensiv zu reinigende Bereiche vorgesehen. Für den normalen Reinigungsbetrieb wird diese jedoch bevorzugt nicht variiert.More preferably, a variation of the driving speed, in particular a reduction of the same, provided for particularly intensive areas to be cleaned. For normal cleaning operation, however, this is preferably not varied.

Eine bevorzugt vorgesehene, zusätzliche Tellerbürste an einer Geräteecke, ggf. an beiden vorderen Geräteecken angeordnet, dient zur Abreinigung bei Wand- oder Randkantenfahrten. Bei der Reinigung von Teppichflächen ist diese bevorzugt abgeschaltet. Bei der Reinigung von Hartböden kann eine solche Tellerbürste mit verminderter Drehzahl – gegenüber einer Wand- oder Randkantenfahrt – die effektive Arbeitsbreite des Gerätes erhöhen, so dass die Effizienzsteigerung auch durch weniger benötigte Bahnfahrten je Fläche unterstützt wird.A preferably provided, additional plate brush on a device corner, possibly arranged on both front corners of the device, is used for cleaning in wall or edge edging. When cleaning carpet surfaces this is preferably switched off. When cleaning hard floors, such a disc brush at a reduced speed - as opposed to a wall or Randkantenfahrt - increase the effective working width of the device, so that the increase in efficiency is also supported by less required rides per area.

Als besonders vorteilhaft erweist sich das vorgeschlagene Verfahren bei einer Ausgestaltung des Saug-/Kehrgerätes in Form eines Akkumulator-betriebenen Gerätes, weiter bevorzugt in Form eines selbsttätig verfahrbaren Saug-/Kehrgerätes. Derartige, sog. Reinigungsroboter führen im Gegensatz zu netzbetriebenen Saug- und Kehrgeräten nur eine begrenzte elektrische Energiemenge in dem Akkumulator mit. Zufolge der vorgeschlagenen Lösung wird die begrenzte elektrische Energie zielgerichtet eingesetzt, dies weiter unter Beibehaltung eines guten Reinigungsergebnisses.Particularly advantageous, the proposed method proves in an embodiment of the suction / sweeping device in the form of a battery-operated device, more preferably in the form of a self-acting suction / sweeping device. Such, so-called cleaning robots lead in contrast to mains-powered suction and sweeping equipment only a limited amount of electrical energy in the accumulator. According to the proposed solution, the limited electrical energy is used purposefully, this while maintaining a good cleaning result.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung, welche lediglich zwei Ausführungsbeispiele darstellt, näher erläutert. Es zeigt:The invention with reference to the accompanying drawings, which illustrates only two embodiments, explained in more detail. It shows:

1 ein elektrisch angetriebenes Saug-/Kehrgerät in Form eines Vorsatzgerätes für einen handgeführten Haushalts-Staubsauger; 1 an electrically driven suction / sweeping device in the form of an attachment for a hand-held household vacuum cleaner;

2 den schematischen Schnitt gemäß der Linie II-II in 1; 2 the schematic section along the line II-II in 1 ;

3 das Saug-/Kehrgerät in einer zweiten Ausführungsform in Art eines selbsttätig verfahrbaren Reinigungsroboters; 3 the suction / sweeping device in a second embodiment in the manner of a self-cleaning robot cleaning;

4 den schematisch dargestellten Vertikalschnitt durch das Gerät gemäß 3. 4 the schematically illustrated vertical section through the device according to 3 ,

Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu 1 ein Saug-/Kehrgerät 1 in Art eines Vorsatzgerätes für einen Staubsauger 2, insbesondere Elektro-Haushalts-Staubsauger, welcher weiter als handgeführtes Stielgerät ausgeführt ist. Dieser Staubsauger 2 weist ein Basisgerät 3 auf, in welchem ein Elektromotor für ein Gebläse 4 aufgenommen ist. An dem Basisgerät 3 ist ein zur Aufnahme des aufgesaugten Staubgutes vorgesehener Staubsammelraum angedockt. Dieser beinhaltet einen Staubfilterbeutel 5.Shown and described is first with reference to 1 a suction / sweeping device 1 in the manner of a header for a vacuum cleaner 2 , in particular household electric vacuum cleaner, which is further designed as a hand-held handle unit. This vacuum cleaner 2 has a base unit 3 in which an electric motor for a blower 4 is included. On the base unit 3 a docked for receiving the sucked up dust material dust collecting space is docked. This includes a dust filter bag 5 ,

Die Stromversorgung des in dem Basisgerät 3 integrierten Gebläses 4 erfolgt über ein Elektrokabel 6.The power supply in the base unit 3 integrated fan 4 via an electric cable 6 ,

Weiter besitzt das Basisgerät 2 einen schwanenhalsförmigen Fortsatz, welcher sich über den Bereich des Staubsammelraumes erstreckt. Im Bereich des freien Endes formt dieser Fortsatz eine Steckaufnahme für einen Stiel 7 des Staubsaugers 2. Der Stiel 7 ist mit einem Betätigungsgriff 8 versehen, der eine daumenbetätigbare Stelleinheit in Form eines Schiebeschalters aufweist, über welchen Schiebeschalter die Leistung des in dem Basisgerät 3 aufgenommenen Gebläses 4 manuell durch den Bediener einstellbar ist.Next has the base unit 2 a gooseneck-shaped extension which extends over the region of the dust collecting space. In the area of the free end of this extension forms a plug-in receptacle for a stem 7 of the vacuum cleaner 2 , The stem 7 is with an operating handle 8th provided, the one thumb-actuatable actuator in the form of a slide switch, via which slide switch the power of the base unit 3 recorded blower 4 manually adjustable by the operator.

Zur Bodenbearbeitung ist das Basisgerät 3 strömungsmäßig mit dem als Vorsatzgerät ausgebildeten Saug-/Kehrgerät 1 verbunden.For soil cultivation is the basic device 3 fluidly with the trained as an attachment suction / sweeping device 1 connected.

Dieses Saug-/Kehrgerät 1 weist einen, dem zu pflegenden Boden 9 zugewandten und im Geräteboden 10 ausgebildeten Saugmund 11 auf. Letzterer führt über einen das Gerät 1 durchsetzenden Saugkanal 12 zu einem nach außen gerichteten Anschlussstutzen 13, über welchen sowohl der strömungsmäßige als auch elektrische Anschluss an das Basisgerät 3 erreicht ist.This suction / sweeping device 1 has one, the soil to be cared for 9 facing and in the device floor 10 trained suction mouth 11 on. The latter leads via a device 1 penetrating suction channel 12 to an outwardly directed connection piece 13 , via which both the flow and electrical connection to the base unit 3 is reached.

Weiter ist in dem, bodenseitig den Saugmund 11 ausformenden Saugraum 14 eine Bürste 15 angeordnet. Hierbei handelt es sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel um eine Borstenwalze, mit einer Walzenachse x, die sich quergerichtet zu einer üblichen Verfahrrichtung des Gerätes 1 erstreckt. Die auf dem Walzenkörper befestigten, sich nach radial außen erstreckenden Borsten 16 der Bürste 15 durchsetzen den Saugmund 11 zur Bearbeitung des zu reinigenden Bodens 9.Next is in the bottom, the suction mouth 11 forming suction chamber 14 a brush 15 arranged. This is in the illustrated embodiment, a bristle roller, with a roller axis x, which transversely to a conventional direction of travel of the device 1 extends. The fixed on the roller body, extending radially outwardly bristles 16 the brush 15 enforce the suction mouth 11 for processing the soil to be cleaned 9 ,

Die Bürste 15 ist frei um die Walzenachse x rotierbar angeordnet an einem in dem Gehäuse des Gerätes 1 schwenkbar gehalterten Auslegerarm 17. Dieser ist schwingenartig gestaltet, wobei ein freier Endbereich des Auslegerarms 17 in den Saugmund 11 eingreifend der Lagerung der Bürste 15 dient. Das gegenüberliegende Ende des Auslegerarms 17 ist schwenkgelagert um eine parallel zur Walzenachse x verlaufende Schwenkachse y, welche zugleich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Wellenachse eines Bürstenantriebs 18 in Form eines Elektromotors bildet. Dieser Bürstenantrieb 18 wirkt bevorzugt über einen Riementrieb 19, der weiter bevorzugt innerhalb des Auslegerarmes 17 angeordnet ist, auf die Bürste 15 ein.The brush 15 is freely rotatable about the roll axis x arranged on a in the housing of the device 1 pivotally supported cantilever arm 17 , This is designed swing-like, with a free end of the boom 17 in the suction mouth 11 engaging the bearing of the brush 15 serves. The opposite end of the boom 17 is pivoted about a parallel to the roll axis x extending pivot axis y, which at the same time in the illustrated embodiment, the shaft axis of a brush drive 18 forms in the form of an electric motor. This brush drive 18 acts preferably via a belt drive 19 which is further preferred within the cantilever arm 17 is arranged on the brush 15 one.

Der Auslegerarm 17 ist oberseitig durch eine Feder 20 abgestützt derart, dass eine Beaufschlagung des Auslegerarms 17 in Richtung auf den zu reinigenden Boden 9 erreicht ist.The boom arm 17 is upper side by a spring 20 supported such that an application of the cantilever arm 17 in the direction of the soil to be cleaned 9 is reached.

Gerätebodenseitig ist weiter ein Bodensensor 21 vorgesehen. Dieser ist gebildet durch einen zum Boden 9 gerichteten Ultraschallwandler. Dessen Messergebnisse werden einer Steuerung 22 zugeführt, in welcher zufolge vorgegebener Algorithmen die Art des Bodenbelages ermittelt wird.On the bottom side of the device is still a bottom sensor 21 intended. This one is made by one to the ground 9 directed ultrasonic transducer. Its measurement results become a control 22 fed, in which according to predetermined algorithms, the type of flooring is determined.

Weiter wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über die Steuerung 22 zugleich auch der Motorstrom des Bürstenantriebes 18 im Zuge der reinigenden Abarbeitung des Bodens 9 gemessen, welche Stromaufnahme in Abhängigkeit vom Drehwiderstand an der Bürste 15 zusätzlich Rückschlüsse auf den Bodenbelag zulässt. Darüber hinaus ist ggf. zusätzlich das höhenmäßige Verlagerungsmaß des Auslegerarmes 17 erfasst, dies bspw. zufolge eines Feder-Weg-Systems oder durch Ermittlung mittels eines Drehwinkelgebers im Bereich der Schwenkachse y.Further, in the illustrated embodiment, via the controller 22 at the same time the motor current of the brush drive 18 in the course of cleaning the soil 9 measured, which current consumption depending on the rotational resistance of the brush 15 additionally allows conclusions on the floor covering. In addition, if necessary, in addition to the height displacement of the boom 17 detected, this example. According to a spring-way system or by determination by means of a rotary encoder in the region of the pivot axis y.

Mittels weiter in der Steuerung 22 hinterlegten Regelalgorithmen wird die Leistungsaufteilung von Gebläse 4 und Bürstenantrieb 18 vorgenommen, dies weiter in unmittelbarer Abhängigkeit zu dem erfassten Bodenbelag, wobei diese Leistungsaufteilung zyklisch in eine vorgegebene Standard-Leistungsaufnahme von Gebläse 4 und Bürstenantrieb 18 zurückversetzt wird, wonach die Regelung neu beginnt.By means of further in the control 22 deposited control algorithms is the power distribution of blower 4 and brush drive 18 made this further in direct dependence on the detected floor covering, this power distribution cyclically in a given standard power consumption of blower 4 and brush drive 18 is reset, after which the scheme restarts.

Die Gesamtleistungsaufnahme im Gerät 1 bzw. in dem Gerät 1 und dem Staubsauger 2 bleibt bevorzugt konstant unabhängig von der jeweiligen Leistungsaufteilung.The total power consumption in the device 1 or in the device 1 and the vacuum cleaner 2 remains preferably constant regardless of the respective power distribution.

Anhand der nachfolgenden Tabelle ist die Leistungsaufteilung von Gebläse 4 und Bürstenantrieb 18 beispielhaft im Zusammenhang mit drei verschiedenen Bodenbelägen dargestellt: Hartboden: Bürstkraft klein Bürste liegt auf Boden auf Gebläse hohe Leistung Veloursteppich: Bürstkraft mittel Bürste leicht im Flor Gebläse mittlerer Leistung Schlinge: Bürstkraft hoch Bürste stark im Flor Gebläse kleine Leistung The table below shows the power distribution of fans 4 and brush drive 18 exemplified in connection with three different floor coverings: Hard floor: Brushing power small Brush lies on floor Blower high power Velor carpet: Brushing force medium Brush lightly in the pile Medium power blower Loop: Brushing force high Brush strong in the pile Blower small power

Zufolge der beschriebenen Leistungssteuerung ist bei bevorzugt gleichbleibender Gesamtleistung ein gleichmäßiges Reinigungsergebnis unabhängig vom Bodenbelag erreichbar.As a result of the power control described, a uniform cleaning result can be achieved independently of the floor covering while the overall performance is preferably constant.

Die 3 und 4 zeigen in einer zweiten Ausführungsform ein Saug-/Kehrgerät 1 in Art eines selbsttätig verfahrbaren Gerätes, weiter in Form eines Reinigungsroboters. The 3 and 4 show in a second embodiment, a suction / sweeping device 1 in the manner of a self-moving device, further in the form of a cleaning robot.

Wie insbesondere aus der Schnittdarstellung in 4 zu erkennen, weist auch dieses Gerät 1 einen zum zu pflegenden Boden 9 hin gerichteten Saugmund 11 auf, der im Geräteboden 10 ausgebildet ist. Der Saugmund 11 geht über in einen Saugraum 14, der über einen Saugkanal 12 mit einem Staubsammelraum 23 strömungsmäßig verbunden ist. Strömungsmäßig hinter dem Staubsammelraum 23 ist unterdruckseitig an dem Staubsammelraum 23 ein Gebläse 4 angeschlossen. Überdruckseitig führt von dem Gebläse 4 ein weiterer Kanal, zum Ausblasen der von Staub und Schmutz befreiten Luft durch ein Ausblasgitter 24 nach außen.As in particular from the sectional view in 4 to recognize, also has this device 1 one to be cared for soil 9 directed suction mouth 11 in the bottom of the device 10 is trained. The suction mouth 11 goes over into a suction room 14 , which has a suction channel 12 with a dust collection room 23 fluidly connected. Flow behind the dust collection room 23 is on the vacuum side of the dust collection room 23 a fan 4 connected. Overpressure side leads from the blower 4 Another channel for blowing out the dust and dirt freed air through a discharge grille 24 outward.

Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ist auch bei dem autonom verfahrbaren Gerät 1 innerhalb des Saugraumes 14 eine walzenartige Bürste 15 angeordnet, deren Walzenachse x quergerichtet verläuft zu einer üblichen Verfahrrichtung des Gerätes 1. Die Borsten 16 durchtreten auch hier den Saugmund 11 zur mechanischen Bearbeitung des zu pflegenden Bodens 9.As in the first embodiment is also in the autonomously movable device 1 inside the suction chamber 14 a roller-type brush 15 arranged, the roll axis x transversely to a conventional direction of travel of the device 1 , The bristles 16 pass through the suction mouth here too 11 for mechanical processing of the soil to be cared for 9 ,

Weiter ist in dem Gehäuse des Gerätes 1 ein Bürstenantrieb 18 in Form eines Elektromotors vorgesehen, welcher über einen lediglich schematisch dargestellten Riementrieb 19 auf die Bürste 15 einwirkt.Next is in the case of the device 1 a brush drive 18 provided in the form of an electric motor, which via a belt drive shown only schematically 19 on the brush 15 acts.

Die Stromversorgung des Bürstenantriebs 18 sowie des Gebläses 4 und darüber hinaus auch eines nicht dargestellten Antriebsmotors für Verfahrräder 25 des Gerätes 1 ist erreicht durch einen in dem Gerät 1 aufgenommenen Akkumulator 26. Dieser dient auch der Stromversorgung einer Steuerung 22 in dem Gerät 1.The power supply of the brush drive 18 as well as the blower 4 and in addition also a drive motor for Verfahrräder not shown 25 of the device 1 is achieved by one in the device 1 recorded accumulator 26 , This also serves to power a controller 22 in the device 1 ,

Unterflurseitig, d. h. weiter im Bereich des Gerätebodens 10, ist ein Bodensensor 21 bevorzugt in Form eines auf den Boden 9 gerichteten Ultraschallwandlers oder eines Infrarot-Sensors vorgesehen, über welchen die Bodenbelagsart ermittelt werden kann.Underfloor side, ie further in the area of the device floor 10 , is a floor sensor 21 preferably in the form of a on the ground 9 directed ultrasonic transducer or an infrared sensor provided, over which the Bodenbelagsart can be determined.

Die Leistungssteuerung des Bürstenantriebs 18 sowie des Gebläses 4 erfolgt auch hier in Abhängigkeit von dem Messergebnis des Bodensensors 21, wie weiter bzgl. des ersten Ausführungsbeispiels näher beschrieben, welches Messergebnis ggf. verglichen wird mit einem Ergebnis einer Stromaufnahmemessung des Bürstenantriebs 18. Auch kann in dieser Ausführungsform die Bürste 15 an einer Schwinge gelagert sein, wobei in diesem Fall, ggf. zusätzlich, der Eintauchweg und/oder der Schwenkwinkel der Schwinge zur Ermittlung des Bodenbelags herangezogen wird.The power control of the brush drive 18 as well as the blower 4 takes place here as well, depending on the measurement result of the soil sensor 21 as further described with reference to the first embodiment, which measurement result is possibly compared with a result of a current consumption measurement of the brush drive 18 , Also, in this embodiment, the brush 15 be stored on a rocker, in which case, possibly in addition, the immersion path and / or the swing angle of the rocker is used to determine the floor covering.

Zufolge des vorbeschriebenen Verfahrens ist insbesondere im Zusammenhang mit einem autonom arbeitenden Gerät 1, welches zur Stromversorgung einen Akkumulator 26 mit begrenzter elektrischer Energiemenge mitführt, ein zeitlich maximierter Arbeitszyklus erreichbar, bei welchem in Abhängigkeit von dem jeweiligen Bodenbelag eine entsprechende Leistungsaufteilung vorgenommen wird. Hierbei hilft der geschaffene Regelkreis zur optimalen und sinnvollen Energieausnutzung, welcher Regelkreis abhängig vom Bodenbelag den Bürstenantrieb 18 und das Gebläse 4 ansteuert und somit ein relatives Maximum der Reinigungsleistung und Reinigungsdauer erzielt wird.According to the method described above, in particular in connection with an autonomously operating device 1 , which for power supply an accumulator 26 entrains with a limited amount of electrical energy, a time-maximized working cycle reached, in which, depending on the particular floor covering a corresponding power distribution is made. This helps the created control circuit for optimal and meaningful energy utilization, which control loop depends on the floor covering the brush drive 18 and the fan 4 controls and thus a relative maximum of cleaning performance and cleaning time is achieved.

Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren in ihrer fakultativ nebengeordneten Fassung eigenständige erfinderische Weiterbildung des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen.All disclosed features are essential to the invention. The disclosure of the associated / attached priority documents (copy of the prior application) is hereby also incorporated in full in the disclosure of the application, also for the purpose of including features of these documents in claims of the present application. The subclaims characterize in their optional sibling version independent inventive development of the prior art, in particular to make on the basis of these claims divisional applications.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Saug-/KehrgerätSuction / sweeper
22: Staubsaugervacuum cleaner
33: Basisgerätbasic unit
44: Gebläsefan
55: StaubfilterbeutelVacuum Cleaner Bags
66: Elektrokabelelectric cable
77: Stielstalk
88th: Betätigungsgriffoperating handle
99: Bodenground
1010: GerätebodenComponent shelf
11 11: Saugmundsaugmund
1212: Saugkanalsuction
1313: Anschlussstutzenspigot
1414: Saugraumsuction
1515: Bürstebrush
1616: Borstenbristles
1717: Auslegerarmboom
1818: Bürstenantriebbrush drive
1919: Riementriebbelt drive
2020: Federfeather
2121: Bodensensorfloor sensor
2222: Steuerungcontrol
2323: StaubsammelraumDust collection chamber
2424: Ausblasgitterexhaust grille
2525: VerfahrradVerfahrrad
2626: Akkumulatoraccumulator
xx: Walzenachseroll axis
yy: Schwenkachseswivel axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10113105 A1 [0005]
EP 1396222 A2 [0006]

Claims

Method for controlling the power of a blower ( 4 ) and a brush drive ( 18 ) of an electrically driven suction / sweeping device ( 1 ), characterized in that, depending on the nature of a surface to be suctioned, the power of the brush drive ( 18 ) and the fan power is lowered at the same time, if the surface condition increased resistance to the brush drive ( 18 ) he brings.

Method according to claim 1 or in particular according thereto, characterized in that the change of the power distribution of blower ( 4 ) and brush drive ( 18 ) is made so that the total electrical power is not or only slightly changed.

Method according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the power distribution cyclically into a predetermined standard power consumption of blower ( 4 ) and brush drive ( 18 ).

Method according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the suction / sweeping device is an accumulator-operated device.