CN108135417B - 清洁设备、尤其家用吸尘器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种清洁设备(1)、尤其家用吸尘器，所述清洁设备具有风扇(2)和用于检测由风扇(2)产生的负压的压力传感器(3)。为了提供一种清洁设备，其在附件设备的尽可能小的流动阻力下达到尽可能好的清洁效果，在此建议，所述压力传感器(3)是绝对压力传感器。此外，本发明还涉及一种运行清洁设备(1)的方法，其中，根据所确定的清洁设备(1)的附件设备(7)的流动阻力改变清洁设备(1)的抽吸功率。

Description

清洁设备、尤其家用吸尘器

技术领域

本发明涉及一种清洁设备、尤其家用吸尘器，所述清洁设备具有风扇和用于检测由风扇产生的负压的压力传感器，其中，所述压力传感器是绝对压力传感器。

此外，本发明还涉及一种用于运行这种清洁设备的方法。

背景技术

上述类型的清洁设备在现有技术中已知。该清洁设备也可以具有用于改变风扇的风扇功率的装置，以便尽可能好地从待清洁表面清除抽吸物。在此同样已知，根据清洁设备的附件设备的流动阻力改变风扇功率，以便为实现尽可能好的清洁效果而需要尽可能小的、用于在待清洁表面上移动清洁设备的推力。在此，使用的推力还与地面覆层、例如硬质地面或地毯地面有关。

在现有技术中，使用压差传感器测量风扇产生的负压。在此不利的是，未考虑影响附件设备的流动阻力的绝对压力。这对清洁效果产生不利影响。

由文献DE 20 2012 003 280 U1已知一种清洁设备，其中，可以根据测得的压差触发过滤器清洁。在此，在压力传感器方面也可以设置绝对压力传感器。

此外，也由文献US 2008/0201898 A1已知一种清洁设备，其中，可以通过测量过滤器前方与过滤器后方的压差触发过滤器清洁。

从现有技术出发，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种清洁设备，其能够尽可能有利地检测压力损失。所述技术问题在设备方面通过权力要求1所述的技术方案解决，其中规定，设有评估和调节装置，所述评估和调节装置设计为，根据由压力传感器测得的负压、风扇的当前风扇功率和当前转速调节所述清洁设备产生的抽吸功率。由绝对压力确定的负压和风扇的与此对应的可由风扇的风扇特性曲线获得的体积流量，确定了附件设备的流动阻力并且也由此确定移动附件设备所需的推力。所述评估和调节装置考虑到流动阻力，以便调节清洁设备产生的抽吸功率，使得一方面流动阻力尽可能小并且另一方面达到尽可能好的清洁效果。在此可以设置评估和调节装置尤其用于调节恒定的抽吸功率。通过风扇的体积流量(还)与当前的风扇功率相关，可由风扇的电流和电压消耗得出该风扇功率。例如借助风扇的电路板上的相应装置测量风扇的电流和电压。此外，通常借助转速表测量风扇的转速。因此，评估和调节装置可以借助上述测量数据和风扇的已知的特性曲线确定用于调节清洁设备的抽吸功率的流动阻力。

发明内容

所述绝对压力传感器有利地具有探测区域，所述探测区域属于所述风扇的抽吸区域，所述抽吸区域设在用于附件设备的连接区域中，也就是说，所述探测区域对应于被施加风扇的吸力的区域。抽吸区域在清洁设备中通常位于附件设备与清洁设备相连的位置。在探测区域中，绝对压力传感器一方面在第一次测量期间在风扇关闭时、也就是说在未将风扇产生的抽吸气流施加于探测区域的情况下测量环境压力，并且另一方面在第二次测量期间在风扇开启时测量绝对压力。由这两个绝对压力计算出的压差与当前的环境压力无关，从而与当前环境压力无关地达到最佳的清洁效果。

根据特别简单的设计方案，所述绝对压力传感器的探测区域属于抽吸区域，使得绝对压力传感器直接布置在连接区域的抽吸区域中。

备选地然而也可以规定，所述压力传感器布置在所述风扇的排风区域中、尤其布置在安置于风扇的排风区域中的电路板上，其中，在所述压力传感器和所述探测区域之间构造有测量通道，所述测量通道的第一端部区域配属于压力传感器，并且所述测量通道的第二端部区域通入所述抽吸区域中。根据该设计方案，探测区域的地点与压力传感器的地点不同。由此可以借助风扇的排出空气冷却在风扇的排风区域中的压力传感器。在此，通过测量通道测量抽吸区域中的绝对压力。为此，所述测量通道具有第一和第二端部区域，其中，第一端部区域被引向压力传感器，并且尤其如此接触电路板，使得压力传感器伸入测量通道中，并且其中，第二端部区域伸入抽吸区域中、尤其在由风扇产生的抽吸气流从附件设备通向风扇的流动路径中。

在此建议，所述测量通道是软管段。该软管段能以其第一端部区域粘接在电路板上或以其它方式与电路板连接。特别有利地，所述测量通道的开放的端面被电路板的局部区域覆盖，从而测量通道尽可能流体密封地与电路板连接。所述软管段尤其设计为柔性的软管段，并且被导引至抽吸区域中，其中，第二端部区域在此有利地同样流体密封地与连接区域的抽吸通道连接。然而作为测量通道设计为软管段的备选，也可以将清洁设备的壳体的局部区域构造为测量通道。测量通道例如可以在清洁设备的壳体中有利地以喷注工艺成形。这同时也可以形成用于承载压力传感器的电路板的容纳部，从而在电路板布置在该容纳部的同时也可以实现测量通道的第一端部区域与电路板接触。

此外本发明建议，在所述连接区域中布置有温度传感器。所述温度传感器用于测量连接区域中的当前温度，该温度可以用于计算当前空气密度。该空气密度又用于计算风扇的体积流量，该体积流量与风扇产生的负压相结合能够确定附件设备的当前的流动阻力。通过考虑抽吸区域内部的当前温度，由此可以更可靠地确定流动阻力。

此外可以规定，所述评估和调节装置设计为，附加地根据由所述温度传感器测得的温度调节抽吸功率。由此，所述评估还通过与温度相关的空气密度被进一步校正，这有助于实现抽吸功率的最佳调节。这尤其是因为空气密度随温度变化，因此风扇产生的负压也随温度变化。

除前述清洁设备外，本发明还建议一种运行清洁设备的方法，其中，根据所确定的清洁设备的附件设备的流动阻力改变清洁设备的抽吸功率，其特征在于，所述方法具有以下方法步骤：

-在风扇关闭时，测量风扇的抽吸区域中的绝对压力；

-在风扇开启时，测量风扇的抽吸区域中的绝对压力，

-由测得的绝对压力的差值确定风扇产生的负压，

-检测风扇的风扇功率，

-测量风扇的转速，

-通过与风扇的已知的风扇特性曲线进行对比，由负压、风扇功率和转速确定所述附件设备的流动阻力，

-根据所确定的流动阻力，通过改变风扇的转速和/或风扇功率来调节所述清洁设备的抽吸功率。

根据按照本发明的方法，在开启风扇前进行第一次绝对压力测量，并且随后在开启风扇后进行第二次绝对压力测量。以例如300毫秒的较短时间段进行第一次绝对压力测量，使得清洁设备的使用者不会注意到风扇开启的延迟。在开启风扇后，能以优选有规律的连续间隔、例如每秒10到20次实施另外的绝对压力测量。由风扇运行时测得的相应的绝对压力和在风扇关闭时第一次测得的绝对压力确定由风扇产生的负压。此外，检测风扇消耗的电功率，这通常借助测量风扇需要的电流和电压实现。此外，测量风扇的转速。所有的测量值、也就是说负压、风扇功率和风扇转速皆对附件设备的流动阻力的确定产生影响。在实践中对于清洁设备的使用者而言，附件设备的流动阻力表现为在待清洁表面上移动清洁设备或附件设备需要使用的推力。在流动阻力非常高的情况下，使用者只有使用较大的力才能在待清洁表面上移动清洁设备或附件设备。这伴随着穿过风扇的较小体积流量并且因此也伴随着较小的抽吸功率。随后，将测量数据与风扇的已知的风扇特性曲线进行对比，由风扇特性曲线可获得在相应流动阻力下产生的体积流量和压差。如果已知的风扇特性曲线之一与测量数据一致或尽可能地近似，则调节当前测得的抽吸功率，从而达到尽可能好的清洁效果。为了调节抽吸功率，可以改变风扇的转速和/或风扇功率。在此优选将抽吸功率调节至恒定值。

此外建议，当达到所述附件设备的定义的最大流动阻力时，不能进一步提高风扇功率。因此，鉴于设定的流动阻力产生最大的功率消耗。如果超过相应的最大流动阻力，则风扇的功率无法为了提高体积流量而增大。最大允许的流动阻力和由此移动附件设备需要使用的推力例如可以设为20N。这用于防止风扇过载。

此外建议，附加地根据在连接区域中当前测得的温度确定当前使用的附件设备的流动阻力。如先前参照清洁设备所述，通过将当前测得的温度考虑在内，在尽可能小的流动阻力下达到最佳的清洁效果。

最后建议，通过将所确定的附件设备的流动阻力与分别对应过滤器的确定填充度的参考值进行对比，得到布置在风扇的抽吸区域中的过滤器的填充度。为了由流动阻力推断出填充度，存储针对不同运行模式或抽吸功率级的根据实践的特性曲线或特性值，这些特性曲线或特性值分别对应于过滤器的确定的填充度。优选地，也使抽吸功率与过滤器的当前测得的填充度无关地保持恒定。

最后，使用者能通过选择装置、例如滑动开关操作所述清洁设备。所述滑动开关的第一位置例如对应于清洁设备的自动运行。在此位置中，评估和调节装置自动地调节考虑到测得的负压所要求的风扇功率，以便达到确定的抽吸功率或确定的体积流量。此外，功率级可以设有恒定的风扇功率，例如，一个功率级设有50W的恒定风扇功率，并且另一个功率级设有300W的较高的风扇功率。此外，可以设置附加的功率级作为最大功率级。在该最大功率级中可以根据探测到的地面覆层、也就是例如硬质地面或地毯地面控制风扇功率，例如700W用于清洁地毯地面，并且450W用于清洁硬质地面。在此可以是纯控制、也就是说仅设置前述的恒定风扇功率。不根据流动阻力进行调整。备选地然而也可行的是，在此运行模式中除了与相应的地面覆层相关外，也规定与产生的流动阻力(推力)相关。

附图说明

以下结合实施例详细阐述本发明。在附图中：

图1示出具有附件设备的清洁设备的从外部观察的立体视图，

图2示出剖切清洁设备和附件设备得到的纵剖面图。

具体实施方式

图1示出在此设计为家庭常见的手持吸尘器的清洁设备1。清洁设备1具有基础设备15，风扇2和具有过滤器14的过滤腔布置在基础设备15中。在基础设备15的连接区域5上连接有附件设备7，所述附件设备7用于处理表面、例如硬质地面或地毯地面。当风扇2开启时，抽吸物通过附件设备7进入过滤器14中。

在基础设备15上布置有用于操作清洁设备1的导引杆19。把手元件20在端侧位于导引杆19上。把手元件20承载操作元件16，使用者可以通过操作元件16选择清洁设备1的不同运行模式。操作元件16具有滑动开关17和按键18。具体而言，滑动开关17具有对应于四个不同运行模式的四个不同位置。

在滑动开关17的第一位置中可以设置清洁设备1的自动模式。在此运行模式中，清洁设备1根据风扇2产生的负压自动调节风扇2的功率，以便达到确定的抽吸功率、也就是说穿过附件设备7的确定的体积流量。在此运行模式中设有所需风扇功率的最大值，以便防止风扇2过载。风扇2的功率不能进一步增大至超过该最大值。例如，可将风扇功率的最大值设计为附件设备7的20N的最大流动阻力。此流动阻力对应于附件设备7在待清洁表面上移动所必需的最大推力。从风扇2相对当前使用的附件设备7的特性曲线中可得到由风扇2产生的负压、穿过附件设备7的体积流量与附件设备7的推力或流动阻力之间的关系。

除自动模式以外，滑动开关17同样用于设置使用风扇2的恒定功率的两个运行模式。风扇2的功率在一个运行模式中例如可以为50W，并且在另一个运行模式中例如可以为300W。

最后也可以通过滑动开关17选择一种运行模式，该运行模式涉及风扇2的与地面类型相关的最大功率级。在此运行模式中，根据待清洁表面的类型自动设置风扇功率，例如，为地毯地面设置700W的恒定风扇功率和为硬质地面设置450W的恒定风扇功率。在此不会例如根据设定的推力、也就是附件设备7的流动阻力自动调节风扇功率。

此外，操作元件16具有按键18，利用该按键18可以基于运行模式“与地面类型相关的最大功率级”在适应硬质地面或地毯地面之间进行手动切换。例如，也可以为了清洁硬质地面而通过操作按键18强制设置通常仅在地毯地面上使用的附件设备7。

图2示出清洁设备1的纵剖面图。基础设备15具有风扇2和具备过滤器14的过滤腔。在基础设备15的连接区域5中布置有附件设备7。由风扇2吸入的空气穿过附件设备7和过滤器15到达风扇2，并且随后进入周围环境中。连接区域5包括抽吸区域6，在该抽吸区域6中，通过附件设备7到达基础设备15的空气被吸入过滤器14中。在抽吸区域6中布置有温度传感器13。在风扇2的排风区域8中、也就是沿抽吸空气的流动方向在风扇2之后布置有电路板9，可借助风扇2的排出空气冷却该电路板9。在电路板9上布置有压力传感器3，该压力传感器3是绝对压力传感器。此外，压力传感器3配属有测量通道10，该测量通道10的第一端部区域11围绕电路板9上的压力传感器3，并且该测量通道10的第二端部区域12在风扇2和过滤器14旁边经过并伸入抽吸区域6中。第二端部区域12定义了压力传感器3的探测区域4。布置在风扇2的排风区域8中的压力传感器3可以借助测量通道10测量在过滤器14前方的抽吸区域6中的压力。

此外，清洁设备1具有评估和调节装置(优选同样布置在电路板9上)，所述评估和调节装置用于调节清洁设备1的抽吸功率。如下所述地，根据压力传感器3的测量值、必要时根据温度传感器13的测量值和风扇2消耗的电功率以及风扇2的转速进行调节。

现在基于“自动”运行模式阐述本发明。为了设置自动模式，将操作元件16的滑动开关17移至相应的位置。

通过将滑动开关17移至“自动”位置，通过压力传感器3进行第一次绝对压力测量。该绝对压力测量在风扇2关闭时进行。如果清洁设备1在此时间点之前一直以另外的运行模式工作，则必要时首先关闭风扇2。

初始的绝对压力测量仅需要例如300毫秒的较短的时间段，因此清洁设备1的使用者不会察觉直到风扇2开启时间点的时间偏差。第一次绝对压力测量结束后，清洁设备1的评估和调节装置自动接通风扇2。随后，在运行期间测定在抽吸区域6中形成的绝对压力。风扇2开启时的测量随后有利地例如每秒重复10到20次。随后，确定风扇2开启时测得的绝对压力与风扇2关闭时初始测得的绝对压力之间的差值，从而得知风扇2产生的负压。

此外，以通常的方式测量风扇2的馈电线的电流和电压，并且由此得出风扇2消耗的电功率。此外，转速表测量风扇2的转速。随后，由测得的风扇2的风扇功率、风扇2的转速、在风扇2关闭时测得的绝对压力、以及必要时温度传感器13测量的温度确定通过风扇2的体积流量。借助该体积流量和由风扇2产生的负压，通过测量数据与风扇2的已知特性曲线之间的对比可以确定附件设备7的流动阻力。所确定的流动阻力对应于清洁设备1的使用者在待清洁表面上移动附件设备7需要使用的推力。为了调节清洁设备1的抽吸功率参考流动阻力或推力，其中，借助改变转速和/或风扇功率调节抽吸功率。在此优选将抽吸功率调节至恒定值。这也与过滤器14的填充度无关。所述方法是对抽吸功率的真正的调节而非单纯的控制。

如果在清洁设备1的运行中出现所确定的流动阻力超过定义的最大值的情形，例如因为附件设备7吸附在待清洁表面上或过滤器14被完全充满，则风扇功率不会被进一步提高，以避免风扇2过载。定义的最大流动阻力或相应的最大推力例如可以设为20N。

此外，为了检测过滤器14的填充度，可将所确定的附件设备7的流动阻力与分别表征过滤器14的确定填充度的参考值进行对比。为了进行评估，例如考虑到过滤器14的不同填充度的实践测得的特性曲线或特性值、必要时也涉及风扇2的不同运行模式或功率级。

附图标记列表

1 清洁设备

2 风扇

3 压力传感器

4 探测区域

5 连接区域

6 抽吸区域

7 附件设备

8 排风区域

9 电路板

10 测量通道

11 第一端部区域

12 第二端部区域

13 温度传感器

14 过滤器

15 基础设备

16 操作元件

17 滑动开关

18 按键

19 导引杆

20 把手元件

Claims (9)

1.一种清洁设备(1)，所述清洁设备(1)具有风扇(2)和用于检测由风扇(2)产生的负压的压力传感器(3)，其中，所述压力传感器(3)是绝对压力传感器，其特征在于，所述清洁设备(1)具有评估和调节装置，所述评估和调节装置设计为，根据由所述压力传感器(3)测得的负压、风扇(2)的当前风扇功率和当前转速调节所述清洁设备(1)产生的抽吸功率，其中所述评估和调节装置设计用于通过与风扇(2)的已知的风扇特性曲线进行对比，由负压、风扇功率和转速确定附件设备(7)的流动阻力，并且设计用于根据所确定的流动阻力，通过改变风扇(2)的转速和/或风扇功率来调节所述清洁设备(1)的抽吸功率。

2.按照权利要求1所述的清洁设备(1)，其特征在于，所述压力传感器(3)具有探测区域(4)，所述探测区域(4)属于所述风扇(2)的抽吸区域(6)，所述抽吸区域(6)设在用于附件设备(7)的连接区域(5)中。

3.按照权利要求2所述的清洁设备(1)，其特征在于，所述压力传感器(3)布置在所述风扇(2)的排风区域(8)中，其中，在所述压力传感器(3)和所述探测区域(4)之间构造有测量通道(10)，所述测量通道(10)的第一端部区域(11)配属于压力传感器(3)，并且所述测量通道(10)的第二端部区域(12)通入所述抽吸区域(6)中。

4.按照权利要求2或3所述的清洁设备(1)，其特征在于，在所述连接区域(5)中布置有温度传感器(13)。

5.按照权利要求1所述的清洁设备(1)，其特征在于，所述评估和调节装置设计为，附加地根据由温度传感器(13)测得的温度调节抽吸功率。

6.一种运行清洁设备(1)的方法，其中，根据所确定的清洁设备(1)的附件设备(7)的流动阻力改变清洁设备(1)的抽吸功率，其特征在于，具有以下方法步骤：

-在风扇(2)关闭时，测量风扇(2)的抽吸区域(6)中的绝对压力；

-在风扇(2)开启时，测量风扇(2)的抽吸区域(6)中的绝对压力，

-由测得的绝对压力的差值确定风扇(2)产生的负压，

-检测风扇(2)的风扇功率，

-测量风扇(2)的转速，

-通过与风扇(2)的已知的风扇特性曲线进行对比，由负压、风扇功率和转速确定所述附件设备(7)的流动阻力，

-根据所确定的流动阻力，通过改变风扇(2)的转速和/或风扇功率来调节所述清洁设备(1)的抽吸功率。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，当达到所述附件设备(7)的定义的最大流动阻力时，不能进一步提高风扇功率。

8.按照权利要求6或7所述的方法，其特征在于，附加地根据在连接区域(5)中当前测得的温度确定当前使用的附件设备(7)的流动阻力。

9.按照权利要求6或7所述的方法，其特征在于，通过将所确定的附件设备(7)的流动阻力与分别对应过滤器(14)的确定填充度的参考值进行对比，得到布置在风扇(2)的抽吸区域(6)中的过滤器(14)的填充度。

Images