DE102005047072A1 - Device for measuring the level in the dust container of a vacuum cleaner - Google Patents

Device for measuring the level in the dust container of a vacuum cleaner Download PDF

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Messung des Füllstandes im Staubbehälter eines Staubsaugers. Erfindungsgemäß ist in dem Staubbehälter ein Heizwiderstand vorgesehen, wobei der Heizwiderstand so positioniert ist, dass er nur im gefüllten Zustand des Staubbehälters von Schmutz umgeben ist.The invention relates to a device for measuring the level in the dust container of a vacuum cleaner. According to the invention, a heating resistor is provided in the dust container, the heating resistor being positioned such that it is only surrounded by dirt when the dust container is full.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Messung des Füllstandes im Staubbehälter eines Staubsaugers nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The The invention is based on a device for measuring the filling level in the dust container a vacuum cleaner according to the preamble of claim 1.

Bei Staubsaugern wird der Füllstand üblicherweise über einen Differenzdruckanzeiger dargestellt. Problematisch bei solchen Anzeigern ist, dass sie nicht den realen Füllstand des Staubbehälters ermitteln, sondern insbesondere auf Verstopfungen der nachgeschalteten Filtersysteme reagieren. Das bedeutet, dass oftmals ein voller Staubbehälter angezeigt wird, obwohl dieser leer ist und lediglich verstopfte Filter für diese Anzeige verantwortlich sind.at Vacuum cleaners, the level is usually over a Differential pressure indicator shown. Problematic with such indicators is that they are not the real level of the dust container but in particular to blockages of the downstream Filter systems react. This means that often a full dust container is displayed Although this is empty and only clogged filters for this Responsible for the advertisement.

Bei beutellosen Staubsaugern wird oft auf eine Differenzdruckanzeige verzichtet. Stattdessen werden transparente Staubbehälter verwendet, die häufig eine optische Markierung für den maximalen Füllstand tragen. Die rechtzeitige Entleerung des Staubbehälters wird bei solchen Staubsaugern gerne übersehen, da der Füllstand nicht sehr gut zu erkennen ist und keine Mittel vorgesehen sind, die den Benutzer optisch oder akustisch deutlich auf den erreichten maximalen Füllstand hinweisen. Wird die rechtzeitige Entleerung des Staubbehälters übersehen, führt dies zur Verstopfung von Filtersystemen, die danach aufwändig gereinigt werden müssen. Auch ist dies mit einer Leistungseinbuße des Staubsaugers verbunden. Im schlimmsten Fall kann das Übersehen des maximalen Füllstandes aber auch eine Beschädigung des Staubsaugermotors zur Folge haben.at Bagless vacuum cleaners are often used on a differential pressure gauge waived. Instead, transparent dust containers are used the common an optical marking for the maximum level wear. The timely emptying of the dust container is in such vacuum cleaners like to overlook because the level is not very clear and no funds are provided which visually or acoustically clearly reaches the user maximum level clues. If the timely emptying of the dust container is overlooked, does this To block filter systems, which then cleaned consuming Need to become. Also this is associated with a loss of performance of the vacuum cleaner. In the worst case, the overlook the maximum level but also a damage of the vacuum cleaner motor result.

Es war daher die Aufgabe der Erfindung, ein Vorrichtung zur Messung des Füllstandes im Staubbehälters eines Staubsaugers zu schaffen, die zuverlässig arbeitet, den realen Füllstand ermittelt und nicht von dem Zustand von Filtersystemen abhängig ist. Auch sollte die Messvorrichtung günstig herzustellen sein. Die Messung sollte so auswertbar sein, dass der Benutzer des Staubsaugers sicher auf den erreichten maximalen Füllstand hingewiesen wird und dieser Zustand seiner Aufmerksamkeit nicht entgehen kann.It It was therefore the object of the invention to provide a device for measuring the level in the dust container to create a vacuum cleaner that works reliably, the real level determined and is not dependent on the state of filter systems. Also, the measuring device should be inexpensive to manufacture. The Measurement should be evaluable so that the user of the vacuum cleaner sure of the reached maximum level is pointed out and this state of his attention can not escape.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Messung des Füllstandes im Staubbehälter eines Staubsaugers mit den Merkmalen von Anspruch 1. Bei der Erfindung hat man sich die Erkenntnis zu nutze gemacht, dass ein Heizwiderstand, der von Staub bedeckt ist, eine andere Wärmeabfuhr aufweist, als ein Heizwiderstand der in bewegter Luft positioniert ist. Der Heizwiderstand muss in dem Staubbehälter daher an einer Stelle angebracht sein, an der er während des üblichen Staubsaugerbetriebes von der durch das Gebläse bewegten Luft überstrichen wird. In diesem Zustand wird er die erzeugte Wärme schnell an die vorbeiströmende Luft abgeben und sich dabei nur wenig aufheizen. Steigt der Füllstand des Staubbehälters dagegen soweit an, dass der Heizwiderstand von Staub bedeckt ist, wird er nicht mehr von der durch das Gebläse bewegten Luft überstrichen. Gleichzeitig bildet der Staub, zusammen mit der darin eingeschlossenen Luft, eine thermische Isolationsschicht aus. Auf diese Art wird kaum noch Wärmeenergie von dem Heizwiderstand abgeführt und dieser wird selbst stark aufgeheizt. Da der ohmsche Widerstand eines Widerstandes üblicherweise von seiner Temperatur abhängt, kann die Temperatur des Heizwiderstandes über eine Messung seines ohmschen Widerstandes festgestellt werden. Es lässt sich folglich über die Messung des ohmschen Widerstandes des Heizwiderstandes feststellen, ob der Staubbehälter bereits über die Position, an welcher der Heizwiderstand angebracht ist, mit Staub gefüllt ist und der Staubbehälter entleert werden muss, oder ob der Staubsauger noch bis zur nächsten fälligen Entleerung weiter betrieben werden kann.Is solved this object by a device for measuring the level in the dust container a vacuum cleaner with the features of claim 1. In the invention One has taken advantage of the knowledge that a heating resistor, the covered by dust, has a different heat dissipation, than a Heating resistor positioned in moving air. The heating resistor must be in the dust container Therefore, be attached to a place where he is during the usual Vacuum sweeper operation swept by the moving air through the fan becomes. In this state he quickly transfers the generated heat to the passing air give up and heat up little. If the level rises of the dust container by contrast, so far that the heating resistor is covered by dust, he is no longer swept by the air moved by the fan. At the same time the dust forms, together with the enclosed therein Air, a thermal insulation layer. This is hardly the case still heat energy removed from the heating resistor and this is itself heated up a lot. Because the ohmic resistance of a resistance usually depends on its temperature, can measure the temperature of the heating resistor via a measurement of its ohmic Resistance can be determined. It can therefore be over the Determine the ohmic resistance of the heating resistor, whether the dust container already over the position at which the heating resistor is mounted with Dust filled is and the dust container must be emptied, or if the vacuum cleaner until the next due draining can continue to operate.

Da der ohmsche Widerstand nicht direkt messbar ist, hat es sich bewährt, stattdessen den Stromfluss durch den Heizwiderstand zu messen. Idealerweise ist eine Auswerteschaltung vorgesehen, in der ein Schwellwert für den Stromfluss festgelegt ist, der einem maximalen oder minimalen ohmschen Widerstand des Heizwiderstandes gleichzusetzen ist. Die Veränderung des ohmschen Widerstandes des Heizwiderstandes lässt sich jedoch auch über eine Veränderung der an dem Heizwiderstand anliegenden Spannung feststellen.There the ohmic resistance is not directly measurable, it has proven itself, instead to measure the current flow through the heating resistor. Ideally an evaluation circuit is provided, in which a threshold value for the current flow is set, the maximum or minimum ohmic resistance equate to the heating resistor. The change of ohmic resistance of the heating resistor leaves but also about a change determine the voltage applied to the heating resistor.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird nicht der ohmsche Widerstand über den Stromfluss oder die anliegende Spannung gemessen, sondern die Auswerteschaltung ist so aufgebaut, dass sie den ohmschen Widerstand des Heizwiderstandes konstant hält. Diese so genannte Konstante-Temperatur-Schaltung lässt sich mit Hilfe einer Wheatstoneschen Messbrücke und eines Proportionalverstärkers realisieren. In diesem Fall ist die angelegte Brückenspannung ein direktes Maß für den Füllstand des Staubbehälters.In a further embodiment The invention is not the ohmic resistance via the current flow or the voltage applied, but the evaluation circuit is designed so that they are the ohmic resistance of the heating resistor keeps constant. This so-called constant-temperature circuit can be realized with the help of a Wheatstone bridge and a proportional amplifier. In this case, the applied bridge voltage is a direct measure of the level of the dust container.

Um die Temperaturveränderung des Heizwiderstandes gut feststellen zu können, wird als Heizwiderstand ein Thermistor verwendet. Thermistoren haben die Eigenschaft, bereits bei verhältnismäßig geringen Temperaturänderungen, ihren ohmschen Widerstand in beträchtlichem Maße zu verändern. Als Thermistor kann ein so genannter NTC-Widerstand oder Heißleiter-Widerstand verwendet werden. NTC-Thermistoren weisen einen negativen Widerstandskoeffizienten auf. Das bedeutet, dass der ohmsche Widerstand des Thermistors abfällt, wenn sich die Temperatur des NTC-Widerstandes erhöht.In order to determine the temperature change of the heating resistor well, a thermistor is used as a heating resistor. Thermistors have the property, even at relatively low temperature changes, to change their ohmic resistance to a considerable extent. As a thermistor, a so-called NTC resistor or thermistor resistor can be used. NTC thermistors have a negative resistance coefficient. That means the ohm The resistance of the thermistor drops as the temperature of the NTC resistor increases.

Es lassen sich jedoch ebenfalls PTC-Widerstände oder Kaltleiter-Widerstände verwenden, die einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweisen. Bei diesen PTC-Thermistoren steigt der ohmsche Widerstand, sobald sich die Temperatur des Thermistors erhöht.It however, PTC resistors or PTC resistors can also be used, which have a positive temperature coefficient. In these PTC thermistors, the ohmic resistance increases as soon as the Temperature of the thermistor increases.

Sobald der maximale Füllstand in dem Staubbehälter erreicht wird, soll dieser Zustand dem Nutzer so mitgeteilt werden, dass er mit hoher Wahrscheinlichkeit darauf aufmerksam wird. So lässt sich beispielsweise durch die Auswerteschaltung eine rote Leuchtdiode ansteuern, die entweder blinkt oder konstant leuchtet. Um dem Nutzer die Sicherheit zu geben, dass die Funktion des Systems gewährleistet ist, auch wenn keine rote Leuchtdiode in Funktion ist, lässt sich zusätzlich eine grüne Leuchtdiode vorsehen, die anzeigt, dass der maximale Füllstand noch nicht erreicht ist. Zusätzlich oder anstatt der roten Leuchtdiode lässt sich auch ein akustischer Signalgeber einsetzen, der den Nutzer auch dann auf den gefüllten Staubbehälter aufmerksam macht, wenn dieser keinen Blickkontakt zum Staubsauger hält.As soon as the maximum level in the dust container is reached, this state should be communicated to the user, that he is very likely to become aware of it. So can be, for example by the evaluation circuit to drive a red LED, the either flashing or constantly lit. To give the user security to give that the function of the system is guaranteed, even if no red LED is in function, can be additionally a green LED Provide that indicates that the maximum level has not yet reached is. additionally or instead of the red LED can also be an acoustic Insert the signal generator, which then alerts the user to the filled dust container makes if he keeps no eye contact with the vacuum cleaner.

Insbesondere als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme kann auch vorgesehen sein, dass die Auswerteschaltung, bei Erreichen des maximalen Füllstandes des Staubbehälters, den Staubsaugermotor abschaltet.Especially as additional safety measure can also be provided that the evaluation, when reached the maximum level the dust container, turns off the vacuum cleaner motor.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:The Invention will be explained below with reference to the drawing. It shows:

1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem halbgefüllten Staubbehälter, 1 the device according to the invention in a semi-filled dust container,

2 die Vorrichtung aus 1 in einem gefüllten Staubbehälter und 2 the device off 1 in a filled dust container and

3 ein Ausführungsbeispiel für eine elektrische Schaltung. 3 an embodiment of an electrical circuit.

Ein nicht dargestellter beutelloser Staubsauger arbeitet mit einem Abscheider 2 nach dem Wirbelstromprinzip, der in den Staubbehälter 1 einmündet. An einer Seitenwand des Staubbehälters 1 ist und als Thermistor 3 ausgebildeten Heizwiderstand in einer Höhe angebracht, die den maximalen Füllstand markiert. Das Sauggut 5 hat in 1 einen Füllstand erreicht, der noch weit unterhalb des maximalen Füllstandes liegt. Die sich oberhalb des Sauggutes 5 befindliche Luft in dem Staubbehälter 1 wird durch den Abscheider 2 entsprechend den Pfeilen 4 in eine Rotationsbewegung versetzt und bewegt sich dadurch ständig an dem Thermistor 3 vorbei. Durch diese Luftbewegung wird von dem Thermistor 3 Wärmeenergie abgeführt und dieser somit gekühlt. Sein ohmscher Widerstand bleibt damit in etwa gleich.An unillustrated bagless vacuum cleaner works with a separator 2 according to the eddy current principle, in the dust container 1 opens. On a side wall of the dust container 1 is and as a thermistor 3 trained heating resistor mounted at a height that marks the maximum level. The suction material 5 has in 1 reached a level that is still far below the maximum level. The above the suction 5 located air in the dust container 1 is through the separator 2 according to the arrows 4 set in a rotational movement and thereby moves constantly on the thermistor 3 past. This air movement is by the thermistor 3 Heat energy dissipated and thus cooled. Its ohmic resistance remains approximately the same.

Erreicht das Sauggut 5 eine Höhe, wie sie in 2 dargestellt ist, ist der Thermistor 3 vollkommen in Staub eingebettet. Die entsprechend den Pfeilen 4 rotierende Luft oberhalb des Sauggutes 5 erreicht den Thermistor 3 nicht mehr. Aus Staubgut und darin eingeschlossener stehender Luft bildet sich rund um den Thermistor 3 eine Isolationsschicht, die eine weitere Abfuhr von Wärmeenergie praktisch verhindert. Der Thermistor 3 heizt sich dadurch auf und verändert entsprechend seinen ohmschen Widerstand.Reach the sump 5 a height, as in 2 is shown, is the thermistor 3 completely embedded in dust. The according to the arrows 4 rotating air above the suction material 5 reaches the thermistor 3 no more. From dusts and trapped stagnant air forms around the thermistor 3 an insulating layer, which practically prevents further dissipation of heat energy. The thermistor 3 heats up and changes accordingly its ohmic resistance.

Diese Änderung des ohmschen Widerstandes kann detektiert und angezeigt werden. Damit ist gewährleistet, dass das rechtzeitige Leeren des Staubbehälters 1 nicht mehr übersehen werden kann.This change in the ohmic resistance can be detected and displayed. This ensures that the timely emptying of the dust container 1 can not be overlooked anymore.

In 3 ist beispielhaft eine Schaltung gezeigt, mit der die oben beschriebene Funktion realisiert werden kann. Eine Zener-Diode 7 und eine Leuchtdiode (LED) 6 sind in Reihe geschaltet. Parallel zu diesen beiden Bauelementen ist ein PTC-Thermistor 3, also ein Kaltleiter-Widerstand geschaltet. In dieser sehr einfachen Ausführungsform wird die Funktion der Auswerteschaltung von der Zener-Diode 7 übernommen. Bei dem in 1 gezeigten Zustand des Staubbehälters liegt an der Schaltung eine Spannung an, die unterhalb der Durchbruchsspannung der Zener-Diode 7 liegt.In 3 By way of example, a circuit is shown with which the function described above can be realized. A zener diode 7 and a light emitting diode (LED) 6 are connected in series. Parallel to these two components is a PTC thermistor 3 , So a PTC resistor switched. In this very simple embodiment, the function of the evaluation circuit of the Zener diode 7 accepted. At the in 1 shown state of the dust container is applied to the circuit at a voltage which is below the breakdown voltage of the Zener diode 7 lies.

Wird der in 2 gezeigte maximale Füllstand erreicht, kann der PTC-Thermistor 3 die erzeugte Wärmeenergie nicht mehr abführen und heizt sich dabei auf. Dabei steigt sein ohmscher Widerstand an. Durch die Erhöhung des Widerstands erhöht sich auch die an der Schaltung anliegende Spannung. Erhöht sich die Spannung bis zu einem Wert, der der Durchbruchsspannung der Zener-Diode entspricht, fließt ein Strom durch die mit der Zener-Diode 7 in Reihe geschalteten LED 6 und diese beginnt zu leuchten.Will the in 2 reached maximum level, the PTC thermistor 3 The heat energy generated no longer dissipate and heats up. Its ohmic resistance increases. Increasing the resistance also increases the voltage applied to the circuit. When the voltage increases to a value corresponding to the breakdown voltage of the Zener diode, a current flows through the Zener diode 7 series connected LED 6 and this starts to shine.

Anstatt der LED kann ebenfalls ein akustischer Signalgeber eingesetzt werden. Dieser akustische Signalgeber kann aber genauso parallel zu der LED 6 geschaltet werden. Auf diese Weise wird dem Nutzer des Staubsaugers nicht entgehen, dass der Staubbehälter nun seinen maximalen Füllstand erreicht hat und geleert werden muss.Instead of the LED, an acoustic signal generator can also be used. However, this acoustic signal generator can also be parallel to the LED 6 be switched. In this way, the user of the vacuum cleaner will not miss that the dust container has now reached its maximum level and must be emptied.

Claims (12)

Vorrichtung zur Messung des Füllstandes im Staubbehälter (1) eines Staubsaugers, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Staubbehälter (1) ein Heizwiderstand vorgesehen ist, wobei der Heizwiderstand (3) so positioniert ist, dass er nur im gefüllten Zustand des Staubbehälters (1) von Schmutz umgeben ist.Device for measuring the level in the dust container ( 1 ) Of a vacuum cleaner, characterized in that (in the dust container 1 ) A heating resistor is provided, wherein the Heizwider was standing ( 3 ) is positioned so that it only in the filled state of the dust container ( 1 ) is surrounded by dirt. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteschaltung vorgesehen ist, die die Veränderung des ohmschen Widerstandes des Heizwiderstandes (3) auswertet.Apparatus according to claim 1, characterized in that an evaluation circuit is provided which the change of the ohmic resistance of the heating resistor ( 3 ) evaluates. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung des ohmschen Widerstandes des Heizwiderstandes (3) über eine Veränderung des Stromflusses festgestellt wird.Device according to Claim 2, characterized in that the change in the ohmic resistance of the heating resistor ( 3 ) is detected by a change in the current flow. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung des ohmschen Widerstandes des Heizwiderstandes (3) über eine Veränderung der anliegenden Spannung festgestellt wird.Device according to Claim 2, characterized in that the change in the ohmic resistance of the heating resistor ( 3 ) is detected by a change in the applied voltage. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteschaltung den ohmschen Widerstand des Heizwiderstands (3) konstant hält.Apparatus according to claim 2, characterized in that the evaluation circuit, the ohmic resistance of the heating resistor ( 3 ) keeps constant. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand ein Thermistor (3) ist.Device according to claim 1, characterized in that the heating resistor is a thermistor ( 3 ). Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermistor (3) ein Heißleiter- oder NTC-Widerstand ist.Device according to claim 6, characterized in that the thermistor ( 3 ) is a thermistor or NTC resistor. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermistor (3) ein Kaltleiter- oder PTC-Widerstand ist.Device according to claim 6, characterized in that the thermistor ( 3 ) is a PTC thermistor or PTC resistor. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Staubsauger ein beutelloser Staubsauger ist.Device according to claim 1, characterized in that that the vacuum cleaner is a bagless vacuum cleaner. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass über die Auswerteschaltung eine Anzeige angesteuert wird.Device according to claim 2, characterized in that that over the evaluation circuit is driven a display. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige als grüne oder rote LED ausgeführt ist.Device according to claim 10, characterized in that that the ad is green or red LED is running is. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Staubsauger über die Auswerteschaltung bei Erreichen eines vorbestimmten Füllstandes im Staubbehälter (1) abgeschaltet wird.Apparatus according to claim 2, characterized in that the vacuum cleaner via the evaluation circuit upon reaching a predetermined level in the dust container ( 1 ) is switched off.
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