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Die
Erfindung betrifft zunächst
ein Verfahren zum Betreiben eines Staubsaugers mit einer Saugdüse, wobei
in dem Staubsauger motorisch ein Saug-Luftvolumenstrom erzeugt wird, durch
welchen in der Saugdüse
ein Unterdruck entsteht, wobei weiter eine beim Verfahren (Schubbetrieb
und/oder Zugbetrieb) des Staubsaugers auftretende Kraftbelastung,
die sich für
den Benutzer letztlich als Schub- oder Zugwiderstand auswirkt, gemessen
wird.
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Ein
Verfahren der in Rede stehenden Art ist aus der WO 97/26819 A2 bekannt.
In dieser ist ein Verfahren angegeben, mittels welchem die jeweilige momentane
Bewegungsrichtung, d. h. die Verschieberichtung der Saugdüse erfasst
und in Abhängigkeit zu
dieser der zur Einwirkung gelangende Unterdruck variiert wird. Diese
Lösung
resultiert aus der Erkenntnis, dass insbesondere bei einer Saugbearbeitung von
Teppichböden
ein relativ hoher Unterdruck im Bereich des mit dem zu pflegenden
Boden korrespondierenden Saugmundes herrscht, welcher Unterdruck
für sich
genommen schon sich für
den Benutzer letztlich als Widerstand auswirkt. Aufgrund der Betätigung der
Saugdüse
durch den Benutzer, in der Regel unter Zuhilfenahme eines starren
Griffes, bspw. Saugrohres oder dergleichen tritt ein weiterer Widerstand
auf, welcher je nach Verfahrrichtung der Saugdüse variiert. Je nach dem, ob
die Saugdüse von
dem Benutzer geschoben oder gezogen wird, werden unterschiedliche
Anpress- und Arbeitsbedingungen für die Saugdüse geschaffen. Die in der vorgenannten
WO-Anmeldung angegebene Lösung
reagiert in Abhängigkeit
von der Bewegungsrichtung der Saugdüse durch Variation des Unterdrucks.
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Im
Hinblick auf den zuvor beschriebenen Stand der Technik wird eine
technische Problematik der Erfindung darin gesehen, ein Verfahren
der in Rede stehenden Art in gebrauchsvorteilhafter Weise zu verbessern.
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Diese
Problematik ist zunächst
und im Wesentlichen durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst, wobei
darauf abgestellt ist, dass selbsttätig jedenfalls im Schubbetrieb
in Abhängigkeit
von einer gemessenen Kraftbelastung jedenfalls auf den Schubwiderstand
des Staubsaugers eingewirkt wird. Erfindungsgemäß erfolgt eine stetige Kontrolle
der Kraftbelastung, wobei in Abhängigkeit
von dem erfassten Wert auf den Schubwiderstand eingewirkt wird,
was sich letztlich für
den Benutzer positiv auswirkt. So wird je nach Untergrund und ggf.
auch Gerätekombination
automatisch auf ein entsprechendes Volumenstromfenster eingestellt,
so dass der Benutzer immer ein auf den Untergrund bezogenes optimales
Reinigungsergebnis erhält
und dabei die Schiebekraft nicht unnötig ansteigt. Kern der Erfindung
ist die Erfassung der Schiebekraft der Saugdüse und die Rückkopplung
auf geeignete Vorrichtungen zur Anpassung des Schubwiderstandes.
Hierbei wird jedenfalls im Schubbetrieb die Kraftbelastung gemessen und
der Schubwiderstand nivelliert. Bevorzugt wird weiter, dass sowohl
im Schub- als auch im Zugbetrieb die Kraftbelastung gemessen wird
und in Folge dessen sowohl der Schub- als auch der Zugwiderstand
auf ein annähernd
gleiches Niveau reguliert wird. Diesbezüglich wird weiter vorgeschlagen,
dass die Einwirkung durch eine Änderung
des Unterdrucks in der Saugdüse
erfolgt, wobei hinsichtlich der Unterdruckänderung ein Maß gewählt wird,
welches eine angemessene, gleichbleibende Kraftbelastung für den Benutzer
bei insbesondere auf den Untergrund bezogenem optimalen Reinigungsergebnis
erreicht. Dies erweist sich insbesondere dahingehend als vorteilhaft,
da zur Teppichreinigung je nach Teppichart nur bestimmte maximale
Volumenströme
erforderlich sind, um den Teppich optimal zu reinigen. Höhere Volumenströme würden lediglich
auch höhere,
vom Benutzer ungewollte Schiebe- bzw. Zugkräfte erzeugen. Durch die stetige,
selbständige
Messung der Kraftbelastung ist eine stete Anpassung von Reinigungsleistung
und Kraftbelastung erreichbar, wobei neben der Beschaffenheit des
zu reinigenden Bodens auch weitere Parameter zur Variierung hinzugezogen
werden können,
so bspw. die Art und der Betriebszustand der Saugdüse und/oder
die Druckbelastung durch den Benutzer bspw. über das Saugrohr auf die Saugdüse. Die
Kraftbelastung, welche sich für
den Benutzer als Schub- oder Zugwiderstand auswirkt, kann im Bereich
eines Betätigungsstabs,
so bspw. im Bereich eines Saugrohrs oder eines Handgriffes des Staubsaugers
gemessen werden. Ein Kraftsensor sitzt dabei in der Kraftflusskette
bspw. zwischen Handgriff des Staubsaugers bei Handstaubsaugern oder
des Saugrohres bei Bodenstaubsaugern und der Saugdüse. Dieser
Kraftsensor registriert die Schiebekraft sowohl im Zug- als auch
im Schubbetrieb. Die gemessene Größe dient als Eingangssignal
einer Regelung, die bspw. den Unterdruck an der Saugdüse so beeinflusst,
dass die Schiebekraft einem vorgegebenen Soll entspricht. Alternativ
oder auch kombinativ hierzu kann die Kraftbelastung in der Saugdüse gemessen
werden. Weiter besteht auch die Möglichkeit, die Kraftbelastung
im Bereich einer Gelenkstelle zwischen Staubsauger und Saugdüse zu messen; darüber hinaus
auch an anderen kraftbeeinflussten Stellen im Bereich des Staubsaugers
oder Saugdüse.
Bei Saugdüsen,
welche eine elektromotorisch antreibbare, rotierbare Bürste zur
Bodenbearbeitung aufweisen, wird vorgeschlagen, dass zusätzlich zur Kraftbelastung
die Stromaufnahme des Bürstenmotors
ausgewertet wird. Hierdurch lassen sich auch kurzfristige Sprünge in der
Schiebekraft, die vornehmlich durch den Wechsel des Bodenbelags
verursacht werden, schnell und sicher detektieren. Der Motorstrom
verändert
sich sehr schnell bei einer Veränderung
des Bodenbelags, wobei die Belastung üblicherweise bei Teppichböden hoch
und bei Hartböden
vergleichsweise klein ist. Da der Motorstrom jedoch auch von anderen
Parametern wie Motorverschleiß oder
Verschmutzungen zwischen Bürste
und Bürstenaufnahme
abhängt,
wird verfahrensgemäß nicht
der Absolutwert des Motorstroms, sondern vielmehr die Veränderung
desselben ausgewertet, da diese unabhängig vom Absolutwert ein deutliches Messsignal
liefert. Die Unterdruckänderung
wird proportional zur gemessenen Druckkraft und/oder Leistung des
Bürstenmotors
durchgeführt.
Alternativ ist auch denkbar, dass die Unterdruckänderung über- oder unterproportional
zur gemessenen Druckkraft und/oder Leistung des Bürstenmotors
durchgeführt wird.
Auch kann vorgesehen sein, dass der Staubsauger einen eigenen, einen
Vorschub bewirkenden Verfahrantrieb aufweist, wobei weiter ggf.
zusätzlich zu
einer Änderung
des Unterdrucks eine Änderung des
Vorschubs selbsttätig
vorgenommen wird. Demzufolge ist auch bei Böden, welche aufgrund ihrer Gestaltung
oder auch aufgrund des Verschmutzungsgrades mit einer erhöhten Reinigungsleistung und
somit mit einem erhöhten
Unterdruck gereinigt werden müssen,
der Schub- und/oder Zugwiderstand durch Aktivierung des Verfahrantriebs
auf ein für
den Benutzer angemessenes Niveau regulierbar. Hierbei kann bspw.
der Verfahrantrieb lediglich im Schubbetrieb zugeschaltet werden.
Die Änderung
des Unterdrucks zur Einwirkung auf den Schubwiderstand und/oder
den Zugwiderstand wird weiter bevorzugt mittels einer Variierung
einer Nebenluftöffnung und/oder
einer Drehzahlveränderung
eines Lüfterrades
durchgeführt.
Entsprechend kann in der Saugdüse
eine Nebenluftöffnung
vorgesehen sein, deren Öffnungsquerschnitt
je nach gemessener Kraftbelastung mehr oder weniger verändert wird.
Alternativ oder auch kombinativ hierzu kann in Abhängigkeit von
der gemessenen Kraftbelastung die Änderung des Unterdrucks auch
durch elektrische Regelung der Motorleistung bzw. -drehzahl des
den Saug-Luftvolumenstrom erzeugenden Lüfterrades erfolgen. Weiter
alternativ kann eine Änderung
des Unterdrucks auch durch eine Regulierung des Saugleistungsquerschnitts
erfolgen, so bspw. durch Steuerung einer Drehklappe in der Saugleitung.
Auch kann zur Unterdruckänderung
der Abstand zwischen Saugdüsenboden
und zu reinigendem Boden variiert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren
erhöht den
Bedienungskomfort eines Staubsaugers erheblich. Auf unterschiedlichsten
Untergründen
(Teppiche unterschiedlicher Dichte, oder Hartböden) kann die Saugleistung
im Schub- und Zugbetrieb konstant gehalten werden, wodurch weiter
eine einfache und sinnvolle Schiebekraftbe grenzung mit einer Automatikfunktion
für den
Benutzer erreicht ist. Weiter ist eine indirekte Identifikation
der Bodenbeläge
mittels bestehender physikalischer Parameter oder Einsatz von Sondermesssensoren
wie z. B. Unterdrucksensoren usw. denkbar, welche Parameter ggf.
zusätzlich
auch zur Schubwiderstandsregulierung herangezogen werden können.
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Die
Erfindung betrifft des Weiteren einen Staubsauger mit einer Saugdüse und einem
motorisch angetriebenen Lüfterrad
zur Erzeugung eines Saug-Luftvolumenstromes, durch welchen in der Saugdüse ein Unterdruck
entsteht, wobei in dem Staubsauger, bspw. einem Staubsaugerstiel,
eine Kraftmesseinrichtung vorgesehen ist zur Ermittlung einer sich
letztlich für
den Benutzer als Schub- oder Zugwiderstand auswirkenden Kraftbelastung,
die jedenfalls im Schubbetrieb eine Druckkraft ermittelt. Einen
Staubsauger der in Rede stehenden Art ist aus der eingangs erwähnten WO
97/26819 A2 bekannt. Dort ist ein Staubsauger beschrieben, welcher
Sensormittel aufweist, die auf die jeweilige Bewegungsrichtung (vorwärts, rückwärts) der
Saugdüse
ansprechen und darüber
hinaus weiter Schaltmittel besitzt, die den Unterdruck bzw. die
Luftströmungen
im Bereich der Saugdüse
in Abhängigkeit
zu der erfassten Bewegungsrichtung variieren. Um einen Staubsauger
der in Rede stehenden Art bedienungsfreundlicher auszugestalten,
wird vorgeschlagen, dass selbsttätig
in Abhängigkeit
der erfassten Kraftbelastung jedenfalls auf den Schiebewiderstand
eingewirkt wird. Erfindungsgemäß erfolgt
eine stetige Kontrolle der Kraftbelastung, wobei in Abhängigkeit
von dem erfassten Wert auf den Schubwiderstand eingewirkt wird,
was sich letztlich für
den Benutzer positiv auswirkt. So wird je nach Untergrund und ggf.
auch Gerätekombination
automatisch auf ein entsprechendes Volumenstromfenster eingestellt,
so dass der Benutzer immer ein auf den Untergrund bezogenes optimales
Reinigungsergebnis erhält
und dabei die Schiebekraft nicht unnötig ansteigt. Kern der Erfindung
ist die Erfassung der Schiebekraft der Saugdüse und die Rückkopplung
auf geeignete Vorrichtungen zur Anpassung des Schubwiderstandes.
Hierbei wird jedenfalls im Schubbetrieb die Kraftbelastung gemessen und
der Schubwiderstand nivelliert. Bevorzugt wird weiter, dass sowohl
im Schub- als auch im Zugbetrieb die Kraftbelastung gemessen wird
und in Folge dessen sowohl der Schub- als auch der Zugwiderstand
auf ein annähernd
gleiches Niveau reguliert wird. Diesbezüglich wird weiter vorgeschlagen,
dass die Einwirkung durch eine Änderung
des Unterdrucks in der Saugdüse
erfolgt, wobei hinsichtlich der Unterdruckänderung ein Maß gewählt wird,
welches eine angemessene, gleichbleibende Kraftbelastung für den Benutzer
bei insbesondere auf den Untergrund bezogenem optimalen Reinigungsergebnis
erreicht. Dies erweist sich insbesondere dahingehend als vorteilhaft,
da zur Teppichreinigung je nach Teppichart nur bestimmte maximale
Volumenströme
erforderlich sind, um den Teppich optimal zu reinigen. Höhere Volumenströme würden lediglich
auch höhere,
vom Benutzer ungewollte Schiebe- bzw. Zugkräfte erzeugen. Durch die stetige,
selbständige
Messung der Kraftbelastung ist eine stete Anpassung von Reinigungsleistung
und Kraftbelastung erreichbar, wobei neben der Beschaffenheit des
zu reinigenden Bodens auch weitere Parameter zur Variierung hinzugezogen
werden können,
so bspw. die Art und der Betriebszustand der Saugdüse und/oder
die Druckbelastung durch den Benutzer bspw. über das Saugrohr auf die Saugdüse. Die
Kraftbelastung, welche sich für
den Benutzer als Schub- oder Zugwiderstand auswirkt, kann im Bereich
eines Betätigungsstabs,
so bspw. im Bereich eines Saugrohrs oder eines Handgriffes des Staubsaugers
gemessen werden. Ein Kraftsensor sitzt dabei in der Kraftflusskette
bspw. zwischen Handgriff des Staubsaugers bei Handstaubsaugern oder
des Saugrohres bei Bodenstaubsaugern und der Saugdüse. Dieser
Kraftsensor registriert die Schiebekraft sowohl im Zug- als auch
im Schubbetrieb. Die gemessene Größe dient als Eingangssignal
einer Regelung, die bspw. den Unterdruck an der Saugdüse so beeinflusst,
dass die Schiebekraft einem vorgegebenen Soll entspricht. Alternativ
oder auch kombinativ hierzu kann die Kraftbelastung in der Saugdüse gemessen
werden. Weiter besteht auch die Möglichkeit, die Kraftbelastung
im Bereich einer Gelenkstelle zwischen Staubsauger und Saugdüse zu messen; darüber hinaus
auch an anderen kraftbeeinflussten Stellen im Bereich des Staubsaugers
oder Saugdüse.
Die Unterdruckänderung
wird proportional zur gemessenen Druckkraft durchgeführt. Alternativ
ist auch denkbar, dass die Unterdruckänderung über- oder unterproportional
zur gemessenen Druckkraft durchgeführt wird. Auch kann vorgesehen
sein, dass der Staubsauger einen eigenen, einen Vorschub bewirkenden
Verfahrantrieb aufweist, wobei weiter ggf. zusätzlich zu einer Änderung
des Unterdrucks eine Änderung
des Vorschubs selbsttätig
vorgenommen wird. Demzufolge ist auch bei Böden, welche aufgrund ihrer
Gestaltung oder auch aufgrund des Verschmutzungsgrades mit einer
erhöhten
Reinigungsleistung und somit mit einem erhöhten Unterdruck gereinigt werden
müssen,
der Schub- und/oder Zugwiderstand durch Aktivierung des Verfahrantriebs
auf ein für
den Benutzer angemessenes Niveau regulierbar. Hierbei kann bspw.
der Verfahrantrieb lediglich im Schubbetrieb zugeschaltet werden.
Die Änderung des
Unterdrucks zur Einwirkung auf den Schubwiderstand und/oder den
Zugwiderstand wird weiter bevorzugt mittels einer Variierung einer
Nebenluftöffnung und/oder
einer Drehzahlveränderung
eines Lüfterrades
durchgeführt.
Entsprechend kann in der Saugdüse
eine Nebenluftöffnung
vorgesehen sein, deren Öffnungsquerschnitt
je nach gemessener Kraftbelastung mehr oder weniger verändert wird.
Alternativ oder auch kombinativ hierzu kann in Abhängigkeit von
der gemessenen Kraftbelastung die Änderung des Unterdrucks auch
durch elektrische Regelung der Motorleistung bzw. -drehzahl des
den Saug-Luftvolumenstrom erzeugenden Lüfterrades erfolgen. Auch kann
eine Unterdruckänderung
durch bspw. Steuerung einer Drehklappe in der Saugleitung zur Variierung
des Leitungsdurchmessers erfolgen. In einer weiteren beispielhaften
Ausgestaltung wird eine Unterdruckänderung durch Veränderung
des Abstandes zwischen Saugdüsenboden
und zu reinigendem Untergrund erreicht. Die Messung der Kraft erfolgt
in erster Linie in Stiel- bzw. Saugrohrrichtung, dementsprechend
in Wirkrichtung. Es ist auch denkbar, über eine Umrechnung die Kraft
parallel zum Boden zu messen und zu nutzen. Als Messstellen kommen prinzipiell
in Frage der Staubsaugerstiel bei einem Handstaubsauger, das Saugrohr
bei einem Bodenstaubsauger, das Gelenkstück am Vorsatzgerät, die Koppelstelle
zum Staubsauger, der Anschlussstutzen am Staubsauger oder auch eine
kraftbeeinflusste Stelle im Vorsatzgerät bzw. in der Saugdüse. Die Kraftmesseinrichtung
kann aus einem Dehnungsmessstreifen bestehen. Alternativ ist auch
die Anordnung eines Kraftsensors, eines kapazitiven Sensors, einem
piezoresistiven Sensors, eines Faraday-Sensors oder auch eines Drucksensors
denkbar. Auch kann die Kraftmesseinrichtung aus einem Feder-Weg-System
mit Endschaltern bestehen. In einer weiteren alternativen Ausgestaltung
ist vorgesehen, dass die Kraftmesseinrichtung aus einem kontinuierlich
arbeitenden Signalgeber besteht. Darüber hinaus ist auch eine Kombination
der verschiedenen Kraftmesseinrichtungen denkbar. So kann die Kraftmessung
mittels eines Dehnungsmessstreifens angeordnet auf einem Kunststoffteil
der Gelenkschale erfolgen. Alternativ erfolgt die Kraftmessung auf
einer Metallplatte, welche in ein Kunststoffteil eingelegt ist. Kombinativ
zur Kraftmessung im Krafthauptschluss kann ggf. ein Kraftnebenschluss
z. B. mittels einer Blattfeder eingesetzt sein. Auch denkbar ist
ein Feder-Weg-System mittels Potibahn oder Endschaltern oder darüber hinaus
mittels optischer Auslösung.
Ein kapazitiver Sensor kann bspw. zwischen einem Saugstutzen und
dem Luftkanal angeordnet sein. Ist ein optischer Sensor zur Kraftmessung
vorgesehen, so wird über
diesen die Änderung
der Lichtintensität bzw.
des Brechungsindexes gemessen. Eine Erkennung des Weges bzw. der
Kraft ist auch über
ein Feder-Weg-System aufgebaut als Exzenter zwischen einem Gelenkstück und Chassis
möglich. Über Federn
kann ein gewisses Moment oder eine Kraft aufgebracht werden, die
der Schiebekraft des Nutzers entgegensteht. Diese Wegänderung
kann entsprechend abgefragt werden. Zusätzlich zur Druckkraft kann
die Leistungsaufnahme eines Motors und/oder eine Drehzahl einer
in der Saugdüse
befindlichen, rotierenden Bürste
ausgewertet werden. Im Zusammenhang mit solchen, eine Teppichbearbeitungsbürste aufweisenden
Vorsatzgeräten
bzw. Saugdüsen
ist es auch bekannt, diese mit einem Parkschalter zu versehen, über welchen
bei einem Stillstand des Staubsaugers trotz laufendem Sauggebläsemotor
zumindest der Antriebsmotor der Bürste zur Schonung des Bodenbelages
ausgeschaltet wird. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann ein solcher
Parkschalter entfallen. Die Kraftmesseinrichtung erkennt die Ruhelage,
da in dieser keine Schub- bzw. Zugbelastung auftreten. Die rotierende
Bürste wird
zufolge dessen selbsttätig
ausgeschaltet. Generell kann über
diese Parkstellung auch eine Tarierung des Systems erfolgen. Die
Parkstellung wird erkannt und ausgewertet, wobei das auf die Saugdüse bzw. auf
das Vorsatzgerät
einwirkende Gewicht des Staubsaugergehäuses, des Saugrohres und/oder des
Saugschlauches als Tara-Gewicht dienen. Eine Tarierung ist auch
in jeder anderen definierten Ruheposition und darüber hinaus
auch durch eine Mittelwertbildung aus den gemessenen Werten für den Vor-
und Rückhub
möglich.
Je nach erkannter Kraft und Rückschluss
auf den Boden kann auch die rotierende Bürste bzgl. der Drehzahl gesteuert
werden. Als besonders vorteilhaft erweist sich, dass die Erfassung
gravimetrischer, genauer Messgrößen nicht zwingend
erforderlich ist. Es müssen
lediglich Änderungen
zu einem System-Nullpunkt erfasst und bewertet werden. Darüber hinaus
kann der angeschlossene Staubsauger auch über eine elektrische Codierung
in dem Vorsatzgerät
bzw. der Saugdüse
erkennen, welches Volumenstromfenster für das optimale Reinigungsergebnis
erforderlich ist. Mittels einer rotierenden Bürste in der Saugdüse kann
auch die Art des Teppichbodens erkannt werden. So kann die Drehzahl
der Bürste
auf dem Teppichboden, die Stromaufnahme des diesbezüglichen
Motors oder auch der Verschleiß der
Borsten als Parameter herangezogen werden. Um diesbezüglich eine
hohe Genauigkeit zu erreichen, werden die Parameter im Freilauf
der Bürste
und im Einsatz auf dem Boden gemessen, wodurch eine Kalibrierung
des Systems erreicht wird. Ebenso kann somit auch Hartboden, bedingt
durch einen Freilauf der rotierenden Bürsten, erkannt und eingestellt
werden. Die einzelnen Grenzwerte für die unterschiedlichen Böden sind
bspw. in einer Wertetabelle in dem jeweiligen Vorsatzgerät hinterlegt
und steuern somit den Staubsauger an. Neben einem vollautomatischen
Betrieb zur Regulierung des Schubwiderstandes ohne Benutzerein griff ist
auch eine Regelung mit Vorgabe möglich.
Als Stellgröße durch
den Benutzer kann hierbei die Schiebekraft vorgewählt werden.
So ist z. B. die Anpassung der Schiebekraft auf unterschiedliche
Benutzergruppen (Ältere,
Gebrechliche usw.) möglich. Durch
die erfindungsgemäße Lösung ist
ein Staubsauger mit erhöhtem
Benutzungskomfort geschaffen. Auf unterschiedlichsten Untergründen (Teppiche
unterschiedlicher Dichte, oder Hartböden) kann die Saugleistung
im Schub- und Zugbetrieb konstant gehalten werden, wodurch weiter
eine einfache und sinnvolle Schiebekraftbegrenzung mit einer Automatikfunktion
für den
Benutzer erreicht ist. Weiter ist eine indirekte Identifikation
der Bodenbeläge
mittels bestehender physikalischer Parameter oder Einsatz von Sondermesssensoren
wie z. B. Unterdrucksensoren usw. denkbar, welche Parameter ggf.
zusätzlich
auch zur Schubwiderstandsregulierung herangezogen werden können.
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Nachstehend
ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen, welche lediglich
Ausführungsbeispiele
darstellen, näher
erläutert.
Es zeigt:
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1 einen
erfindungsgemäßen Staubsauger
mit einer Saugdüse
in perspektivischer Darstellung;
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2 eine
schematische Schnittdarstellung durch eine Saugdüse mit Anordnung mehrerer alternativer
oder auch kombinativer Kraftmesseinrichtungen;
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3 eine
Prinzipschaltung zur Erläuterung des
erfindungsgemäßen Verfahrens;
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4 eine
Schnittdarstellung gemäß 2, eine
weitere Ausführungsform
betreffend.
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In 1 ist
zunächst
ein Staubsauger 1 in Form eines Handstaubsaugers dargestellt,
welchem eine Saugdüse 2 in
Form eines Vorsatzgeräts
sowohl elektrisch als auch strömungstechnisch
zugeordnet ist.
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Die
Saugdüse 2 besitzt
in üblicher
Weise einen quer zur üblichen
Bewegungsrichtung (r, r')
sich erstreckenden Saugraum 3 auf, welcher dem stirnseitigen
Bereich der Saugdüse 2 zugeordnet
nahezu über
die gesamte Breite desselben ausgebildet ist. Der Saugraum 3 öffnet sich
zum zu reinigenden Boden 4 hin in einem Saugmund 5.
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Von
dem Saugraum 3 ausgehend erstreckt sich ein Saugkanal 6,
welcher anderenends in einem rückwärtig der
Saugdüse 2 an
dieser angeordneten Aufnahmestutzen 7 mündet. Letzterer dient zum Anschluss
der Saugdüse 2 an
ein fußseitiges
Saugrohr 8 des Staubsaugers 1. Der Aufnahmestutzen 7 formt eine
Gelenkstelle 9 in der Saugdüse 2 aus zur individuellen,
winkelmäßigen Anpassung
von Staubsauger 1 zu Saugdüse 2.
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Dem
Saugraum 3 bzw. dem Saugmund 5 ist in üblicher
Bewegungsrichtung (r, r')
vor- und nachgeordnet jeweils ein parallel zum Saugraum 3 sich
erstreckendes Dichtelement 10 zugeordnet, so bspw. in Form
einer Borstenleiste oder einer Dichtlippe. Diese Dichtelemente 10 sind
in bekannter Weise höhenverlagerbar.
So sind diese zur Abdichtung des Saugraumes 3 bei Hartbodenreinigung
abgesenkt und ragen hierbei über
den Saugdüsenboden 11 hinaus
zur annähernd
abdichtenden Anlage auf dem zu reinigenden Boden 4. Bei
Reinigung eines Teppichbodens hingegen sind diese Dichtelemente 10 angehoben.
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Des
Weiteren verfügt
die Saugdüse 2 in dem,
dem Saugraum 3 abgewandten hinteren Bereich über Verfahrräder 12.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist in dem Saugraum 3 eine über einen in der Saugdüse 2 integrierten
Elektromotor 13 antreibbare Bürste 15 angeordnet.
Diese ist als Bürstenwalze
ausgeformt, welche mittig des Saugraumes 3 ausgerichtet
um eine in Saugraumerstreckung ausgerichtete Achse rotiert. Die
Borsten der Bürste 15 ragen
nach unten über
den Saugdüsenboden 11 aus
dem Saugmund 5 heraus, zur bürstmechanischen Bearbeitung
des zu reinigenden Teppichbodens.
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Zur
Erzeugung des Saug-Luftvolumenstromes ist in dem Staubsauger 1 ein
Saug-/Gebläsemotor 16 angeordnet.
Dieser verfügt über ein
nicht näher dargestelltes
Lüfterrad,
mittels welchem im Saugmund 5 der Saugdüse 2 ein Unterdruck
erzeugbar ist.
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Um
die im Betrieb des Staubsaugers 1 beim Verfahren – Schubbetrieb
in Pfeilrichtung r und/oder Zugbetrieb in Pfeilrichtung r' – auftretende Kraftbelastung,
die sich für
den Benutzer letztlich als Schub- oder Zugwiderstand auswirkt, derart
zu regulieren, dass zum einen die Zug-/Schiebekräfte in einem für den Benutzer
angenehmen Bereich liegen und zum anderen die optimale Reinigung
des zu pflegenden Bodens weiterhin gewährleistet ist, ist eine aktive Messung
der Kraftbelastung und eine hieraus abgeleitete Einwirkung auf den
Schubwiderstand vorgesehen. Die Zeichnungen zeigen nur eine Auswahl
von möglichen
Kraftmesseinrichtungen 17.
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So
kann eine solche Kraftmesseinrichtung 17 im Bereich des
mit einem Handgriff 18 versehenen Staubsaugerstiels 19 angeordnet
sein. Diese Kraftmesseinrichtung 17 kann bei dieser Anordnung ein üblicher
Drucksensor 20 sein. Alternativ kann eine Kraftmesseinrichtung 17 auch
im Bereich des Saugrohres 8 angeordnet sein, wobei hier
diese bspw. in Form eines Feder-Weg-Systems 21 mit Endschaltern
oder kontinuierlich arbeitenden Signalgebern wie z. B. einer Potibahn
ausgeformt sein kann. Des Weiteren ist auch eine Kraftmessung mittels Dehnungsmessstreifen 22 im
Bereich des Aufnahmestutzens 7 denkbar, welcher Dehnungsmessstreifen 22 auf
dem als Kunststoffteil ausgebildeten Aufnahmestutzen 7 angeordnet
ist. Alternativ kann die Kraftmessung auch auf einer in dem Kunststoffteil eingelegten
Metallplatte erfolgen.
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Eine
Kraftmessung kann auch über
ein Feder-Weg-Sytem erfolgen, welches als Exzenter zwischen dem
gelenkigen Aufnahmestutzen 7 und dem Saugdüsen-Gehäuse angeordnet
ist. Über
Federn kann ein gewisses Moment oder eine Kraft aufgebracht werden,
die der Schiebekraft des Benutzers entgegensteht. Diese Wegänderung
kann entsprechend abgefragt werden.
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Auch
kann die Kraftmesseinrichtung 17 im Bereich einer kraftbeeinflussten
Stelle in der Saugdüse 2 vorgesehen
sein.
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Wie
schematisch in 3 dargestellt, werden die durch
die Kraftmesseinrichtung 17 erfassten Kraftbelastungswerte
bevorzugt sowohl im Schubbetrieb in Richtung des Pfeiles r als auch
im Zugbetrieb in Pfeilrichtung r' durch
eine in der Saugdüse 2 angeordnete
Steuerungseinheit 23 erfasst und ausgewertet. Diese regelt
in Abhängigkeit
von der gemessenen Kraftbelastung den Schubwiderstand des Staubsaugers 1,
so durch eine Änderung
des Unterdrucks in der Saugdüse 2 bzw.
im Saugraum 3. Diese Unterdruckänderung kann durch Änderung
der Drehzahl des Saug-/Gebläsemotors 16 im
Staubsauger 1 erfolgen. Alternativ oder auch kombinativ
hierzu kann über
eine Variierung einer Nebenluftöffnung 24 in
der Saugdüse 2 der
Unterdruck im Saugraum 3 angepasst werden. Diese Variierung
erfolgt durch angepasste Querschnittsänderung der Nebenluftöffnung 24,
so bspw. schiebergesteuert. Alternativ oder auch kombinierbar hierzu
kann eine Unterdruckänderung auch
durch Steuerung einer in 4 schematisch dargestellten
Drehklappe 30 erfolgen, über welche eine Querschnittsänderung
des Saugkanals 6 erreicht werden kann.
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Weiter
kann mit Bezug zu 4 eine Änderung des Unterdrucks auch
durch ein Anheben oder Absenken der Saugdüse 2 bzw. des Düsengehäuses 31 erreicht
werden. Hierzu ist das Düsengehäuse 31, welches
den Saugraum 3 sowie die Bürste 15 und den Saugkanal 6 trägt, gegenüber einem
die Verfahrräder 12 tragenden
Fahrwerk 32 in Vertikalrichtung relativ verlagerbar. Diese
kraftmessabhängige
Verlagerung erfolgt im gezeigten Ausführungsbeispiel über einen
druckbeaufschlagbaren Balg 33, der sich unterseitig auf
dem Fahrwerk 32 abstützt
und oberseitig einen starr mit dem Gehäuse 31 verbundenen Träger 34 belastet.
Wird der Balg 33 aktiv beaufschlagt, so erfolgt hierüber ein
Anheben des Gehäuses 31 und
somit eine Vergrößerung des
Abstandes zwischen Saugmund 5 und zu reinigendem Boden 4. Der
Unterdruck wird gesenkt.
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Wird
eine, einen vorbestimmten Schwellwert übersteigende Kraftbelastung
erfasst, so wird über die
Steuerungseinheit 23 der Unterdruck abgesenkt, wobei durch
die stetige Messung der Kraftbelastung eine ständige Anpassung des Schub-/Zugwiderstandes
des Staubsaugers 1, so durch Variierung des Unterdrucks
im Saugraum 3 erreicht ist.
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Die
Verfahrräder 12 der
Saugdüse 2 können in
einer weiteren Ausführung
elektromotorisch antreibbar sein. Diesbezüglich wird weiter vorgeschlagen,
dass ggf. zusätzlich
zur Unterdruckregulierung in Abhängigkeit
von der gemessenen Kraftbelastung eine Änderung des Vorschubs über die
Verfahrräder 12 selbsttätig vorgenommen
wird. Unter Zuschalten des elektromotorischen Antriebs für die Verfahrräder 12 wird
die auftretende Kraftbelastung auf ein für den Benutzer erträgliches
Maß reduziert.
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Des
Weiteren kann in Abhängigkeit
von der gemessenen Kraftbelastung auch auf die Drehzahl und/oder
die Drehrichtung der in dem Saugraum 3 angeordneten Bürste 14 Einfluss
genommen werden.
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Der
angeschlossene Staubsauger 1 kann über eine elektrische Codierung
in dem Vorsatzgerät bzw.
der Saugdüse 2 erkennen,
welches Volumenstromfenster für
das optimale Reinigungsergebnis erforderlich ist. Hierzu prägt das Vorsatzgerät dem Staubsauger 1 ein
elektrisches Erkennungssignal ein. Das Modul zur elektrischen Codierung
des Vorsatzgerätes
ist in 3 mit dem Bezugszeichen 25 versehen.
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Das
Signal kann aus einer Spannung, einem Strom, einem Widerstand, einer
Kapazität,
einer Pulsfolge oder einer Mischung aus diesen Komponenten bestehen.
Auch kann das Signal aus einer Induktivitätsänderung abgeleitet werden.
Weiter alternativ besteht die Möglichkeit
eines Licht- bzw. Helligkeitssignals, so bspw. durch Anordnung einer
LED in der Saugdüse
und nachgeordnetem Lichtleiter zur Steuerungseinheit 23.
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In
der Regel kann für
Teppichreinigung das Volumenstromfenster enger gefasst werden. Je
nach Teppichart sind nur bestimmte maximale Volumenströme erforderlich,
um den Teppich optimal zu reinigen. Sind höhere Volumenströme und ein
entsprechend höherer
Unterdruck im Saugraum 3 zwingend erforderlich – was jedoch
auch zu einer für
den Benutzer ungewollten Erhöhung
der Schiebekräfte
führen
würde – ist bspw.
das selbsttätige
Einsetzen der bereits angedeuteten, elektromotorisch antreibbaren Verfahrräder 12 denkbar.
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Über die
in dem Saugraum 3 rotierende Bürste 14 kann auch
die Art des Teppichbodens dadurch erkannt werden, dass Parameter
wie die Drehzahl und/oder die Stromaufnahme des die Bürste 14 antreibenden
Elektromotors 13 erfasst werden. Je nach erforderlicher
Genauigkeit müssen
die Parameter im Freilauf der Bürste 14 und
im Einsatz auf dem Boden 4 gemessen werden. Hierdurch ist
eine Kalibrierung des Systems denkbar. Die einzelnen Grenzwerte
für die
unterschiedlichen Böden
sind in einer in der Steuereinheit 23 abgelegten Wertetabelle 26 des jeweiligen
Vorsatzgerätes
hinterlegt, worüber
der Staubsauger 1 gesteuert wird.
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Als
Erkennung bzw. als weitere Hilfsgröße zur Regulierung des Schubwiderstandes
kann zudem auch noch eine Unterdruckmessung im Saugraum 3 dienen.
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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.