DE10055926A1

DE10055926A1 - Filterkassette für einen Staubsauger

Info

Publication number: DE10055926A1
Application number: DE2000155926
Authority: DE
Inventors: Markus Cornelisen
Original assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Current assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Priority date: 2000-11-10
Filing date: 2000-11-10
Publication date: 2002-05-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Filterkassette (3) für einen Staubsauger zur Aufnahme eines Filterbeutels (4), mit einer Anordnung zur Messung eines Füllgrades des Filterbeutels (4). Um eine Filterkassette der in Rede stehenden Art derart verbessert auszugestalten, dass eine optimale, insbesondere Füllgut unabhängige und das Füllverhalten des Staubbeutels nicht beeinträchtigende Füllgradmessung ermöglicht ist, wird ein in der Filterkassette (3) angeordneter Drucksensor (10) vorgeschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Filterkassette für einen Staubsauger zur Aufnahme eines Filterbeutels, mit einer Anordnung zur Messung eines Füllgrades des Filterbeu tels.

Derartige Filterkassetten sind bekannt. Zur Messung des Füllgrades des in der Filterkassette aufgenommenen Filterbeutels sind Druckdifferenzanzeigen, welche den Druck vor und hinter dem Filterbeutel erfassen, bekannt. Abhängig von der Beschaffenheit des Füllmate rials ist die Druckdifferenz für sich alleine zur exak ten Beschreibung des Filterbeutel-Füllgrades allerdings nicht hinreichend. So kann bspw. bei grobem Sauggut der Filterbeutel volumetrisch gefüllt sein, was jedoch durch die Druckdifferenzanzeige nicht registriert wird. Darüber hinaus sind mechanisch wirkende Messvor richtungen bekannt, bei welchen der Füllgrad des Filter beutels rein mechanisch abgetastet wird. Über einen Umlenkmechanismus wird die Kraft angezeigt, welche der Filterbeutel samt Füllung auf eine Messfläche ausübt. Nachteilig an diesen rein mechanischen Filterbeu telabtastungen ist bspw. die mit der Abtastung einherge hende Deformation des Filterbeutels, womit zugleich das Füllverhalten in Mitleidenschaft gezogen wird.

Im Hinblick auf den zuvor beschriebenen Stand der Tech nik wird eine technische Problematik der Erfindung darin gesehen, eine Filterkassette der in Rede stehen den Art derart verbessert auszugestalten, dass eine optimale, insbesondere vom Füllgut unabhängige und das Füllverhalten des Staubbeutels nicht beeinträchtigende Füllgradmessung ermöglicht ist.

Diese Problematik ist zunächst und im wesentlichen durch den Gegenstand im Anspruch 1 gelöst, wobei auf einen in der Filterkassette angeordneten Drucksensor abgestellt ist. Grundsätzlich ist die mechanische Abtastung des Filterbeutels ein aussagekräftiges Krite rium für den Füllstand desselben. Nachteilig ist die erwähnte Deformation, da zur rein mechanischen Abtastung eine gewisse Weglänge notwendig ist. Eine Steigerung der Anzeigegenauigkeit bedingt eine höhere Abtastweglänge, was einer größeren Deformation der Filtertüte entspricht. Demzufolge wird erfindungsgemäß eine nahezu weglose Abtastung mit minimalster Deforma tion des Filterbeutels mit annähernd gleichbleibendem Füllverhalten des Filterbeutels erreicht. Anstelle eines rein mechanischen Abtastsystems, welches über Hebel und Umlenkgestänge eine Anzeige betreibt und somit auch wegbezogen unter Deformation des Filterbeu tels arbeitet, wird erfindungsgemäß ein bspw. piezoelek trisch oder piezoresistiv arbeitender Drucksensor in die Filterkassette integriert. Diesbezüglich ist wei ter vorgesehen, dass der Drucksensor eine, dem freien Innenraum der Filterkassette zugewandte Sensorfläche aufweist, zur Erfassung eines von der Wandung des Fil terbeutels ausgeübten Druckes. Eine Kraftbeaufschla gung auf den Drucksensor bzw. auf dessen Sensorfläche geht mit vernachläßigbar kleinen Dimensionsänderungen der Sensorik und somit annähernd gleichbleibendem Füll verhalten des Filterbeutels einher. Als besonders vorteilhaft erweist sich diese erfindungsgemäße Ausge staltung auch bei der Verwendung von Filterbeuteln, deren Staubbeutelmaterial ein Vlies, bspw. ein Meltblown-Material, ist, wobei weiter ein solches Vlies material eine wesentlich größere Dicke als ein Papier filtermaterial aufweist. Bei derartigen Vlies-Filter beuteln ist der Druckabfall als Maß für die Füllstandmessung des Filterbeutels nicht aussagekräftig genug. Der in der Filterkassette angeordnete Drucksensor wird durch den sich füllenden und sich im Zuge der Füllung aussteifenden Filterbeutel beaufschlagt, wobei die, die Sensorfläche beaufschlagende, im Zuge der Füllung an steigende Kraft zur Ermittlung des Füllstandes herange zogen wird. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, dass in der Filterkassette zwei oder mehrere Drucksensoren angeord net sind, wobei mindestens zwei Drucksensoren hinsicht lich ihrer Erstreckung der Sensorflächen einen Winkel zueinander einschließen, so weiter bevorzugt einen stumpfen Winkel. Demzufolge sind mehrere Druck messpunkte innerhalb der Filterkassette vorgesehen. Weiter sind die Drucksensoren bzw. deren Sensorflächen so angeordnet, dass diese zumindest in der maximalen Dehnstellung des Filterbeutels durch diesen beauf schlagt werden. Darüber hinaus können Drucksensoren auch zur Ermittlung des Vorhandenseins eines Filterbeu tels herangezogen werden, so dass bei Nichtbeaufschla gung insbesondere aller vorhandener Sensorflächen die Inbetriebnahme des Staubsaugers nicht ermöglicht wird. Des weiteren ist durch die Anordnung mehrerer, einen Winkel zueinander einschließender Sensorflächen eine lageunabhängige Füllgradermittlung des Staubbeutels gewährleistet. So wird vorgeschlagen, dass ein Druck sensor zugeordnet einer Seitenwandung des Filterbeutels angeordnet ist. Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass ein Drucksensor zugeordnet einem Boden des Filter beutels angeordnet ist. Das von dem oder den Drucksen soren ermittelte Ergebnis kann in Form eines Signales -optisch oder akustisch- dem Benutzer angezeigt wer den. Des weiteren besteht die Möglichkeit, dass zuzüg lich zur Druckerfassung eine Erfassung des Druckabfalls im Bereich des Filterbeutels erfolgt. So können bspw. Ausgangssignale der Drucksensoren mit den Signalen weiterer Sensoren und auch der Leistungsstellung des Leistungsreglers gekoppelt sein. Zu den weiteren mögli chen Sensorsignalen zählen bspw. die Drücke vor und hinter dem Filterbeutel, vor und hinter dem Gebläsemo tor, eine Bodenerkennung und eine Vorsatzgeräteerken nung. Über einen Mikroprozessor oder eine Matrixschal tung können die entsprechenden Daten zusammengeführt und bearbeitet werden, so dass unter anderem eine gesi cherte Information über den tatsächlichen Füllstand des Filterbeutels vorliegt. Eine LCD-Anzeige oder auch LED-Array kann diese Information benutzerverständlich darstellen. Die benötigten Sensoren sind in piezoelek trischer, kapazitiver oder piezoresistiver Ausführung nutzbar. Zur Ermittlung der diversen Drücke können kapazitive oder piezoresistive Drucksensoren zum Ein satz kommen. Das Signal zur Anzeige bzw. zur Durchfüh rung weiterer interner Maßnahmen (bspw. Leistungsrege lung) wird aus einem Kennfeld abgeleitet, welches bspw. in einem Mikrokontroller abgespeichert ist. Dieses Kennfeld wird bevorzugt bestimmt durch den gemessenen Wert der Drucksensoren in der Filterkassette, den Unter druck hinter der Filterkassette, den Unterdruck vor der Filterkassette, weiter bspw. der Temperatur an gefährde ten Bauteilen und optional vom Benutzer beeinflussbarer Schwellwerte. Weiter kann vorgesehen sein, dass in dem Saugkanal ein Volumenstrommmesser angeordnet ist. Zudem erweist es sich als vorteilhaft, wenn in dem Saugkanal vor und hinter der Filterkassette ein Volumen strommmesser angeordnet ist, wobei weiter auch vorge schlagen wird, dass der Unterdruck im Saugkanal unabhän gig zur Auswertung des Druckabfalls an der Filterkasset te herangezogen wird. Zudem erweist es sich als vor teilhaft, wenn der gemessene Unterdruck mit der Leistungseinstellung des Elektromotors und/oder mit einem Vorsatzgerät abgeglichen wird.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung, welche lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Staubsauger mit einer Filterkassette in perspektivischer Darstellung;

Fig. 2 eine Ansicht der Filterkassette mit Blick auf die Kassettenöffnung, bei eingelegtem Filter beutel;

Fig. 3 den Schnitt gemäß der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine Schemadarstellung einer möglichen elektro nischen Auswerteeinheit.

Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu Fig. 1 ein Staubsauger 1, welcher im wesentlichen aus einem Gehäuse 2, einer, an diesem Gehäuse 2 festlegba ren Filterkassette 3 zur Aufnahme eines Filterbeutels 4, sowie einem Gerätevorsatz 5 in Form einer Bodendüse besteht. Ein in dem Staubsaugergehäuse 2 angeordneter, nicht dargestellter Saug-/Gebläsemotor ist über einen am Handgriff 6 angeordneten Leistungssteller 7 regelbar.

Der Filterbeutel 4 weist in dem dargestellten Ausfüh rungsbeispiel eine sich im Öffnungsbereich der Filter kassette 3 abstützende Halteplatte 8 auf, an deren Unterseite ein Staubbeutel 9, bspw. aus einem Vliesmate rial, befestigt ist.

Im Inneren der Filterkassette 3 sind Drucksensoren 10, welche bspw. piezoelektrisch oder piezoresistiv arbei ten, angeordnet. Diese Drucksensoren 10 weisen, dem freien Innenraum der Filterkassette 3 zugewandte Sensor flächen 11 auf, zur Erfassung eines von der Wandung des Filterbeutels 4 bzw. dessen Staubbeutels 9 ausgeübten Druckes.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Drucksen soren 10 vorgesehen, wobei diese hinsichtlich ihrer Erstreckung der Sensorflächen 11 einen Winkel Alpha zueinander einschließen. So ist ein Drucksensor 10 vorgesehen, welcher der längeren Seitenwandung 12 des Filterbeutels 4 bzw. Staubbeutels 9 zugeordnet angeord net ist. Ein weiterer Drucksensor 10 ist der kürzeren Seitenwandung 13 zugeordnet. Wie aus der Fig. 2 zu erkennen, sind diese, den Seitenwandungen 12, 13 zuge ordneten Drucksensoren in einem Winkel Alpha von ca. 90° zueinander angeordnet.

Ein dritter Drucksensor 10 ist bodenseitig der Filter kassette 3 positioniert, zur Druckbeaufschlagung durch den Boden 14 des Filterbeutels 4 bzw. Staubbeutels 9 (vergl. Fig. 3). Auch dieser bodenseitige Drucksensor 10 schließt einen Winkel Alpha zu jedem weiteren, den Seitenflächen 12, 13 zugeordneten Drucksensor 10 ein.

Die Drucksensoren 10 werden im Zuge der Befüllung des Filterbeutels 4 über den Staubbeutel 9 bzw. den Seiten wandungen 12, 13 und/oder dem Boden 14 druckbeauf schlagt, wobei diese Beaufschlagung der Sensoren mit vernachlässigbar kleinen Dimensionsänderungen der Sen sorik und somit annähernd gleichbleibendem Füllverhal ten des Filterbeutels einhergeht. Es ist somit eine nahezu weglose Abtastung des Filterbeutels 4 ohne Deformation desselben gegeben. Durch die Anordnung mehrerer Drucksensoren 10 ist eine lageunabhängige Füllgradmes sung des Filterbeutels erreicht. Des weiteren ist mittels der Anordnung von Drucksensoren 10 nicht nur die Registrierung volumetrisch gefüllter Filterbeutel 4, sondern auch darüber hinaus durch Feinmaterial ver stopfter Poren des Filterbeutels 4 ermöglicht.

Das durch die Füllgradmessung erzeugte Signal eines oder mehrerer Drucksensoren 10 wird weitergeleitet und gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer, Vorgabe werte beinhaltenden Mikrokontroller-Schaltung zur Anzei ge gebracht.

Denkbar ist weiter auch, die Ausgangssignale der Druck sensoren 10 mit den Signalen weiterer Sensoren und auch der Leistungsstellung des Leistungsstellers 7 zu kop peln. Zu den weiteren möglichen Sensorsignalen zählen bspw. die Drücke vor und hinter dem Filterbeutel 4, vor und hinter dem Gebläsemotor, eine Bodenerkennung und die Vorsatzgeräteerkennung. Über einen Mikroprozessor oder eine Matrixschaltung (schematisch dargestellt in Fig. 4 mit dem Bezugszeichen 15) können die entsprechen den Daten (Bezugszeichen I1 bis I5) zusammengeführt und weiterverarbeitet werden, so dass unter anderem eine gesicherte Information über den tatsächlichen Füllstand des Filterbeutels (Ausgangssignal A1) vorliegt. Eine LCD-Anzeige oder auch LED-Array kann diese Informatio nen benutzerverständlich darstellen.

Die weiter benötigten Kraftsensoren sind in piezoelek trischer, kapazitiver oder piezoresistiver Ausführung nutzbar. Zur Ermittlung der diversen Drücke können kapazitive oder piezoresistive Drucksensoren, zum Ein satz kommen.

Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswe sentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hier mit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefüg ten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merk male dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmel dung mit aufzunehmen.

Claims

1. Filterkassette (3) für einen Staubsauger (1) zur Aufnahme eines Filterbeutels (4), mit einer Anordnung zur Messung eines Füllgrades des Filterbeutels (4), gekennzeichnet durch einen in der Filterkassette (3) angeordneten Drucksensor (10).

2. Filterkassette nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (10) eine, dem freien Innenraum der Filterkassette (3) zugewandte Sensorfläche (11) aufweist, zur Erfassung eines von der Wandung des Filterbeutels (4) ausgeübten Druckes.

3. Filterkassette nach einem oder mehreren der vorherge henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass in der Filterkassette (3) zwei oder mehrere Drucksensoren (10) angeordnet sind, wobei mindestens zwei Drucksensoren (10) hinsichtlich ihrer Erstreckung der Sensorflächen (11) einen Winkel (Alpha) zueinander einschließen.

4. Filterkassette nach einem oder mehreren der vorherge henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor (10) zugeordnet einer Seitenwandung (12, 13) des Filterbeutels (4) angeordnet ist.

5. Filterkassette nach einem oder mehreren der vorherge henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor (10) zugeordnet einem Boden (14) des Filterbeutels (4) angeordnet ist.

6. Filterkassette nach einem oder mehreren der vorherge henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Druckerfassung eine Erfassung des Druckabfalls im Bereich des Filterbeutels (4) erfolgt.