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Die
Erfindung betrifft ein Sauggerät
mit einem Schmutzsammelbehälter
und einem elektromotorischen Saugaggregat, das mit dem Schmutzsammelbehälter in
Strömungsverbindung
steht, und mit mindestens einem Füllstandssensor zum Erfassen des
Füllstandes
des Schmutzsammelbehälters,
wobei der Füllstandssensor über eine
Auswerteelektronik mit dem Saugaggregat gekoppelt ist.
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Derartige
Sauggeräte
sind beispielsweise in Form sogenannter Nass-Trockensauger bekannt,
bei denen sowohl nasses als auch trockenes Sauggut in den Schmutzsammelbehälter eingesaugt
werden kann. Mittels eines Füllstandssensors
kann der Füllstand
des Schmutzsammelbehälters
erfasst werden, und in Abhängigkeit
vom Füllstand
kann das Saugaggregat abgeschaltet werden. Hierzu wird vom Füllstandssensor
ein dem Füllstand
entsprechendes Signal an die Auswerteelektronik geleitet, das bei
Erreichen eines bestimmten Füllstandes
das Saugaggregat abschaltet. Die Erfassung des Füllstandes erfolgt üblicherweise
dadurch, dass der elektrische Widerstand zwischen zwei Elektroden
erfasst wird. Erreicht elektrisch leitfähiges Sauggut, also beispielsweise Schmutzwasser,
die Elektroden, so verringert sich der Widerstand zwischen den beiden
Elektroden sehr stark, und diese Widerstandsabsenkung dient als
Signal zum Abschalten des Saugaggregates. Dieses Messprinzip kann
allerdings nur bei elektrisch leitfähigem Sauggut zum Einsatz kommen,
elektrisch nicht leitendes Sauggut, also beispielsweise eine Vielzahl
von Feststoffen, wird von derartigen Füllstandssensoren nicht erkannt.
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Es
sind auch Sauggeräte
bekannt, bei denen die Saugströmung
zwischen dem Schmutzsammelbehälter
und dem Saugaggregat in Abhängigkeit
vom Füllstand
des Schmutzsammelbehälters
mit Hilfe eines Schwimmerventils unterbrochen werden kann. Hierbei
wird eine Einlassöffnung
des Saugaggregates verschlossen, wenn ein bestimmter Füllstand
erreicht wurde. Derartige Schwimmerventile erfordern allerdings
einen beträchtlichen
Bauraum, durch den das Schmutzaufnahmevolumen des Schmutzsammelbehälters verringert
wird.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Sauggerät der eingangs genannten Art
derart weiterzubilden, dass der Füllstand des Schmutzsammelbehälters ohne
beachtliche Beeinträchtigung
von dessen Schmutzaufnahmevolumen und unabhängig von der Art des Sauggutes
zuverlässig
erkannt werden kann.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Sauggerät
der gattungsgemäßen Art
erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass zumindest ein Füllstandssensor
als kapazitiver Sensor ausgestaltet ist mit zwei Messelektroden,
die mit einer Messspannung beaufschlagbar sind.
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Mit
Hilfe des kapazitiven Sensors kann der Füllstand von unterschiedlichstem
Sauggut zuverlässig
erkannt werden. Das Messprinzip basiert darauf, dass die beiden
Messelektroden einen Kondensator ausbilden, dessen Kapazität von der
Dielektrizität des
die Messelektroden umgebenden Mediums abhängig ist. Erreicht das Sauggut
den die Messelektroden umgebenden Bereich, so ändert sich durch das Sauggut
die Dielektrizität
und damit auch die Kapazität
der Elektrodenanordnung. Diese Kapazitätsänderung wird von der mit dem
Sensor gekoppelten Auswerteelektronik erkannt, die daraufhin das
Saugaggregat abschalten kann.
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Von
Vorteil ist es, wenn die Auswerteelektronik programmierbar ist.
Dies gibt die Möglichkeit,
die Auswertung des vom kapazitiven Sensor bereitgestellten Messsignales
an die jeweiligen Einsatzbedingungen des Sauggerätes anzupassen.
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Die
beiden Messelektroden können
unterschiedliche Ausgestaltungen aufweisen. Es kann zum Beispiel
vorgesehen sein, dass eine der beiden Messelektroden die andere
Messelektrode in Umfangsrichtung zumindest teilweise umgibt. Bei
Anlegen einer Messspannung an die Messelektroden bildet sich in
deren Umgebung ein elektrisches Feld aus, das durch das Sauggut,
falls dieses einen entsprechenden Füllstand erreicht hat, verändert wird.
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Es
kann beispielsweise vorgesehen sein, dass zumindest eine der beiden
Messelektroden stabförmig
oder ring- oder napfförmig
ausgebildet ist. Günstig
ist es, wenn eine Messelektrode hülsenförmig ausgestaltet und von einer
stabförmigen
Messelektrode durchgriffen ist.
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Von
besonderem Vorteil ist es, wenn die beiden Messelektroden als Flachelektroden
ausgebildet sind, denn dadurch kann der mindestens eine zum Einsatz
kommende kapazitive Sensor sehr kompakt und mit geringer Baugröße ausgestaltet
werden.
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Eine
besonders platzsparende Ausgestaltung kann dadurch erzielt werden,
dass die beiden Messelektroden und die Auswerteelektronik an einer gemein samen
Leiterplatte angeordnet sind. Eine derartige Ausgestaltung hat den
Vorteil, dass eine lange Kabelverbindung zwischen den Messelektroden
und der Auswerteelektronik entfallen kann. Derartige Kabelverbindungen
sind kostenaufwändig,
denn sie müssen
eine elektrische Abschirmung aufweisen, um eine Fehlabschaltung
des Saugaggregates zu vermeiden. Die gemeinsame Anordnung der Auswerteelektronik
und der Messelektroden an einer Leiterplatte hat außerdem den
Vorteil, dass der kapazitive Sensor sehr kostengünstig herstellbar ist.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung sind die beiden Messelektroden unterseitig
an einer Leiterplatte gehalten, die oberseitig die Auswerteelektronik
trägt.
Die Messelektroden können
einen Bestandteil der Leiterplatte ausbilden, die sowohl auf ihrer
Oberseite als auch auf ihrer Unterseite elektrisch leitfähige Bereiche
aufweisen kann. Dies ermöglicht eine
besonders kompakt bauende Ausgestaltung.
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Von
besonderem Vorteil ist es, wenn die Leiterplatte mehrlagig ausgebildet
ist, wobei sie auf der Oberseite Leiterbahnen für die Aufwerteelektronik und
auf ihrer Unterseite die Messelektroden trägt und wobei zwischen der Ober-
und der Unterseite eine elektrisch leitfähige Zwischenschicht angeordnet
ist. Die Bereitstellung der Zwischenschicht ermöglicht es, die Auswerteelektronik
gegenüber
den Messelektroden elektrisch abzuschirmen. Es kann beispielsweise
vorgesehen sein, dass die Zwischenschicht mit Erdpotential elektrisch
verbindbar ist. Schmutzpartikel oder auch Wassertropfen, die oberseitig
auf die Leiterplatte treffen, führen
bei einer derartigen Ausgestaltung zu keiner Beeinträchtigung
des zwischen den Messelektroden herrschenden elektrischen Feldes
und damit auch nicht zu einer Fehlabschaltung des Saugaggregates.
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Der
mindestens eine kapazitive Sensor ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform
von dem in den Schmutzsammelbehälter
eingesaugten Sauggut mechanisch kontaktierbar. Bei einer derartigen
Ausführungsform
ist der kapazitive Sensor berührungsbehaftet
ausgebildet. Dies ermöglicht
eine sehr empfindliche Erfassung des Füllstandes.
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Günstig ist
es, wenn dem mindestens einen kapazitiven Sensor ein Spritzschutzelement
zugeordnet ist, das den Sensor zumindest teilweise umgibt. Mittels
des Spritzschutzelementes kann eine unbeabsichtigte mechanische
Kontaktierung des Sensors mit dem Sauggut vermieden werden, insbesondere
kann vermieden werden, dass der Sensor unbeabsichtigt mit Spritzwasser
in Kontakt gelangt.
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Das
Spritzschutzelement kann beispielsweise als den kapazitiven Sensor
in Umfangsrichtung umgebende Hülse
ausgestaltet sein. Vorzugsweise ist die Hülse aus einem elektrisch nicht
leitenden Material gefertigt, beispielsweise einem nicht leitenden Kunststoffmaterial,
denn dadurch wird das zwischen den beiden Messelektroden herrschende
elektrische Feld durch das Spritzschutzelement nicht merklich beeinträchtigt.
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Es
kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine kapazitive Sensor
und das zugeordnete Spritzschutzelement in den Schmutzsammelbehälter eintauchen.
Sensor und Spritzschutzelement können beispielsweise
an einem Deckel des Schmutzsammelbehälters angeordnet sein.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
ist dem mindestens einen kapazitiven Sensor ein Strömungsleitelement
zugeordnet, das zwischen einem Saugeinlass des Schmutzsammelbehälters und
dem kapazitiven Sensor angeordnet ist. Das Strömungsleitelement kann beispielsweise
als Prallwand ausgebildet sein, so dass über den Saugeinlass in den
Innenraum des Schmutzsammelbehälters
eintretendes Sauggut zunächst
auf die Prallwand trifft und von dieser in Richtung auf den Boden
des Schmutzsammelbehälters
umgelenkt wird.
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Vorzugsweise
ist der kapazitive Sensor auf der dem Saugeinlass abgewandten Seite
des Strömungsleitelementes
angeordnet. Eine derartige Positionierung hat den Vorteil, dass
der Sensor in einem Totraum der innerhalb des Schmutzsammelbehälters herrschenden
Strömung
angeordnet werden kann. Dadurch ist es dem Sauggut, insbesondere
dem Spritzwasser, erschwert, im Bereich zwischen den Messelektroden
eine Änderung
des herrschenden elektrischen Feldes hervorzurufen, ohne dass ein entsprechender
Füllstand
erreicht ist. Eine unbeabsichtigte Fehlabschaltung des Saugaggregates
wird dadurch vermieden.
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Insbesondere
in den Fällen,
in denen Sauggut in Form eines Gemisches aus einer Flüssigkeit und
Feststoffpartikeln aufgesaugt werden soll, ist es günstig, wenn
in Strömungsrichtung
zwischen dem Schmutzsammelbehälter
und dem Saugaggregat ein Filterelement angeordnet ist und mindestens
ein kapazitiver Sensor auf der Reinseite des Filterelementes positioniert
ist. Am Filterelement können
in üblicher
Weise Feststoffpartikel abgeschieden werden, wohingegen flüssiges Sauggut
durch das Filterelement hindurch strömen kann. Für die in den Schmutzsammelbehälter einströmende Flüssigkeit bildet
das Filterelement einen Spritzschutz aus. Die Flüssigkeit kann das Filterelement
passieren und erreicht den kapazitiven Sensor, der auf der Reinseite des
Filterelementes, also in Strömungsrichtung
dem Filterelement nachgeordnet, angeordnet ist. Eine derartige Positionierung
hat auch den Vorteil, dass der kapazitive Sensor mechanisch vor
Beeinträchtigungen
durch das in den Schmutzsammelbehälter eingesaugte Sauggut geschützt ist.
Eine derartige Ausgestaltung eignet sich insbesondere zum Aufsaugen
von Schlamm. Feststoffpartikel werden am Filterelement abgeschieden
und der Füllstand
des Schmutzsammelbehälters
kann "hinter" dem Filterelement
mit Hilfe des kapazitiven Sensors, der mit dem flüssigen Sauggut
zusammenwirkt, erfasst werden.
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Das
Filterelement ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform als in den Schmutzsammelbehälter eintauchende
Filterpatrone ausgestaltet und mindestens ein kapazitiver Sensor
ist innerhalb der Filterpatrone angeordnet. Die Filterpatrone kann
beispielsweise an einem Saugauslass des Schmutzsammelbehälters gehalten
sein und in den Schmutzsammelbehälter
eintauchen. Innerhalb der Filterpatrone lässt sich der kapazitive Sensor
anordnen, der dadurch vor einer unbeabsichtigten Kontaktierung durch
festes Sauggut geschützt
ist.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
ist mindestens ein kapazitiver Sensor durch eine elektrisch nicht
leitende Trennwand vom Innenraum des Schmutzsammelbehälters abgetrennt.
Das zwischen den beiden Messelektroden herrschende elektrische Feld
wird durch die elektrisch nicht leitende Trennwand nur unwesentlich
beeinträchtigt,
die Trennwand bildet jedoch einen Schutz des Sensors aus. Die Trennwand
kann eine glatte Oberfläche
aufweisen, die vorzugsweise eine hydrophobe Beschichtung aufweist,
so dass die Gefahr einer Verschmutzung der Trennwand verringert wird
und diese auf einfache Weise gereinigt werden kann. Es kann auch
vorgesehen sein, dass der Trennwand ein Reinigungselement zugeordnet
ist zum kontinuierlichen oder periodischen Reinigen der Trennwand.
Dies hat eine praktisch gleichbleibende Empfindlichkeit des hinter
der Trennwand angeordneten kapazitiven Sensors zur Folge.
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Die
Trennwand kann beispielsweise eine Deckenwand des Schmutzsammelbehälters ausbilden.
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Von
besonderem Vorteil ist es, wenn die Trennwand eine in den Schmutzsammelbehälter eintauchende
Vertiefung ausbildet, in deren Bereich mindestens ein kapazitiver
Sensor innenseitig an der Trennwand anliegt. Die Vertiefung kann
dem Schmutzeinlass des Schmutzsammelbehälters zugewandt ein Strömungsleitelement
ausbilden, wobei das vom kapazitiven Sensor hervorgerufene elektrische
Feld in einem Totraum der sich während
des Betriebs des Sauggerätes
innerhalb des Schmutzsammelbehälters
ausbildenden Strömung
angeordnet ist. Der sensitive Bereich des Sensors, also der Bereich
des Schmutzsammelbehälters,
der vom kapazitiven Sensor mit Hilfe des elektrischen Feldes erfasst
wird, ist somit in einem insbesondere vor Spritzwasser geschützten Bereich
angeordnet. Die Gefahr einer Fehlabschaltung des Saugaggregates
wird dadurch verringert.
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Es
kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine kapazitive Sensor
selbstreinigend ausgestaltet ist. Beispielsweise kann vorgesehen
sein, dass zumindest eine der beiden Messelektroden in Abhängigkeit
von dem innerhalb des Schmutzsammelbehälters herrschenden Unterdruck
schlagartig seine Form ändert
und dadurch an seiner Oberfläche anhaftende
Verschmutzungen abgetrennt werden. Wird bei einer derartigen Ausgestaltung
durch Einschalten des Sauggerätes
innerhalb des Schmutzsammelbehälters
ein Unterdruck erzeugt, so beaufschlagt dieser zumindest eine Messelektrode
derart, dass sie schlagartig ihre Form ändert. Nach Abschalten des
Sauggerätes
bildet sich im Schmutzsammelbehälter
wieder Atmosphärendruck
aus. Dies hat dann zur Folge, dass die Messelektrode wieder ihre ursprüngliche
Form einnimmt. Sowohl beim Einschalten als auch beim Ausschalten
des Sauggerätes
werden aufgrund der Formänderung
beispielsweise Verkrustungen von der Messelektrode abgesprengt.
Verschmutzungen, die zu einer Fehlabschaltung führen können, werden somit gering gehalten.
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Von
Vorteil ist es, wenn das Sauggerät
mindestens zwei kapazitive Sensoren aufweist, wobei mittels der
Auswerteelektronk die Differenz zwischen den Messsignalen der beiden
Sensoren auswertbar ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann
mit Hilfe von einem der beiden Sensoren eine Referenzmessung durchgeführt werden,
die unabhängig
ist vom Füllstand
des Schmutzsammelbehälters,
und mit Hilfe des anderen Sensors kann der tatsächliche Füllstand erfasst werden. Dies
ermöglicht
es, eine gleichmäßige Verschmutzung
der beiden Sensoren durch eine Differenzbildung der Messsignale
herauszumitteln. Dadurch kann auf konstruktiv einfache Weise sichergestellt
werden, dass eine füllstandsunabhängige allmähliche Verschmutzung
der beiden Sensoren nicht zu einer unbeabsichtigten Abschaltung
des Saugaggregates führt.
Das Saugaggregat wird vielmehr lediglich in Abhängigkeit vom Füllstand
abgeschaltet, da beide Sensoren in gleicher Weise einer allmählichen
Verschmutzung unterliegen, einer der beiden Sensoren jedoch in einem
Bereich positionierbar ist, der vom Sauggut nicht erfasst werden kann.
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Es
kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die beiden Sensoren in
vertikaler Richtung versetzt zueinander angeordnet ist. Mit Hilfe
des unteren Sensors kann der Füllstand
des Schmutzsammelbehälters
erfasst werden, wohingegen der obere Sensor eine Referenzmessung
ermöglicht,
so dass eine Verschmutzung, die beide Sensoren in gleicher Weise
beeinträchtigt,
herausgemittelt werden kann.
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Von
Vorteil ist es, wenn den beiden kapazitiven Sensoren eine gemeinsame
Auswerteelektronik zugeordnet ist, wobei die beiden Sensoren und
die Auswerteelektronik an einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet
sind. Dies ermöglicht
eine besonders kostengünstige
Herstellung und einen störungsunempfindlichen
Betrieb, da eine aufwändige
Verkabelung entfallen kann.
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Vorzugsweise
umfasst das Sauggerät
ein Gehäuse
mit einem Unterteil und einem Oberteil, wobei das Unterteil den
Schmutzsammelbehälter
aufweist und das Oberteil auf das Unterteil aufsetzbar ist und die
Saugturbine, die Auswerteelektronik sowie den mindestens einen kapazitiven
Sensor lagert. Sämtliche
elektrischen Bauteile des Sauggerätes sind somit am Oberteil
angeordnet, so dass elektrische Kontaktelemente zwischen dem Oberteil
und dem Unterteil entfallen können.
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Die
nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
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1:
eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sauggerätes bei
niedrigem Füllstand
von dessen Schmutzsammelbehälter;
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2:
eine Schnittansicht gemäß 1 bei hohem
Füllstand
des Schmutzsammelbehälters;
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3:
eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sauggerätes;
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4:
eine vergrößerte Darstellung
eines kapazitiven Füllstandssensors
des Sauggerätes
aus 3;
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5:
eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sauggerätes mit
einem kapazitiven Füllstandssensor;
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6:
eine Seitenansicht einer alternativen Ausgestaltung eines kapazitiven
Füllstandssensors für das Sauggerät aus 5;
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7:
eine Unteransicht des kapazitiven Füllstandssensors aus 6 und
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8:
eine Schnittansicht einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sauggerätes.
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In
den 1 und 2 ist schematisch eine erste
Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Sauggerätes dargestellt,
das insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 belegt ist. Das
Sauggerät 10 eignet sich
zum Aufsaugen von flüssigem
Sauggut, beispielsweise einem Gemisch aus einer Flüssigkeit und
Feststoffpartikeln, insbesondere zum Aufsaugen von Schlamm. Das
Sauggerät 10 umfasst
ein zweiteiliges Gehäuse
mit einem Unterteil 11 und einem auf dieses aufgesetzten
Oberteil 12. Das Unterteil 11 bildet einen Schmutzsammelbehälter 14 aus
mit einem Saugeinlass 15 und einem Saugauslass 16.
Am Saugauslass 16 ist ein Filterelement in Form einer Filterpatrone 18 gehalten,
die in den Innenraum des Schmutzsammelbehälters 14 eintaucht.
Die Filterpatrone 18 ist zylinderförmig ausgestaltet, wobei der
Zylindermantel von einem Filtermaterial 19 gebildet ist, durch
das Saugluft und Flüssigkeit
vom Innenraum des Schmutzsammelbehälters 14 in das Innere
der Filterpatrone 18 hindurchströmen kann, wohingegen Feststoffpartikel
vom Filtermaterial 19 zurückgehalten werden. Unterseitig
ist die Filterpatrone 18 von einem Boden 20 strömungsdicht
abgeschlossen, und oberseitig weist die Filterpatrone 18 einen
Deckel 21 auf, der am Saugauslass 16 gehalten
ist und eine Auslassöffnung 22 für die Saugluft
umfasst.
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Innerhalb
der Filterpatrone 18 ist ein kapazitiver Füllstandssensor 24 angeordnet
mit einer äußeren, napfförmigen Messelektrode 25 und
einer inneren, stiftförmigen
Messelektrode 26, die von der äußeren Messelektrode 25 in
Umfangsrichtung umgeben ist. Zwischen den beiden Messelektroden 25, 26 ist
ein Isolierkörper 27 angeordnet.
In ein Gehäuse des
Füllstandssensors 25 ist
eine Auswerteelektronik 28 eingebaut, an die die Messelektroden 25, 26 angeschlossen
sind und die über
eine in der Zeichnung nicht dargestellte, elektrisch abgeschirmte
Verbindungsleitung mit einer im Oberteil 12 angeordneten Steuerelektronik 29 in
elektrischer Verbindung steht. Mittels der Auswerteelektronik 29 kann
an die beiden Messelektroden 25, 26 eine elektrische
Messspannung angelegt werden, so dass sich zwischen den beiden Messelektroden 25, 26 ein
elektrisches Feld 30 ausbildet.
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Zusätzlich zur
Steuerelektronik 29 nimmt das Oberteil 12 ein
Saugaggregat 32 mit einem Elektromotor 33 und
einer Saugturbine 34 auf. Die Saugturbine 34 steht über den
Saugauslass 16 und die Auslassöffnung 22 mit dem
Schmutzsammelbehälter 14 in
Strömungsverbindung,
so dass letzterer mit Unterdruck beaufschlagt und dadurch Sauggut,
beispielsweise Schmutzwasser, in den Schmutzsammelbehälter 14 eingesaugt
werden kann.
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Innerhalb
des Schmutzsammelbehälters 14 ist
zwischen dem Saugeinlass 15 und der Filterpatrone 18 ein
Strömungsleitelement
in Form einer Prallwand 36 angeordnet, um die die Saugströmung 37 herumgeführt ist.
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Die
Steuerelektronik 29 steht über eine in der Zeichnung nicht
dargestellte Verbindungsleitung mit dem Saugaggregat 32 in
elektrischer Verbindung. In Abhängigkeit
vom Füllstand
des Schmutzsammelbehälters 14 kann
das Saugaggregat 32 mittels der Steuerelektronik 29 abgeschaltet
werden. Hierzu wird vom Füllstandssensor 24 über die
Auswerteelektronik 28 ein entsprechendes Messsignal bereitgestellt.
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1 zeigt
das Sauggerät 10 mit
verhältnismäßig niedrigem
Füllstand 39 des
Schmutzsammelbehälters 14,
wohingegen in 2 das Sauggerät 10 mit
hohem Füllstand 40 dargestellt.
Bei hohem Füllstand
erreicht das in den Schmutzsammelbehälter 14 eingesaugte
flüssige
Sauggut 41, das das Filter material 19 durchströmen kann,
den Bereich des elektrischen Feldes 30 zwischen den beiden
Messelektroden 25, 26. Die in der Umgebung der
Messelektroden 25, 26 herrschende elektrische
Dielektrizität
wird durch das Sauggut 41 verändert. Dies hat eine Änderung
des vom Füllstandssensor 24 bereitgestellten Messsignales
zur Folge, die von der Auswerteelektronik 28 erfasst wird.
Letzere übermittelt
dann an die Steuerelektronik 29 ein Füllstandssignal, so dass das Saugaggregat 32 bei
Erreichen des Füllstands 40 abgeschaltet
werden kann.
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Die
füllstandsabhängige Abschaltung
des Saugaggregates 32 ist praktisch unabhängig von
der Art des Sauggutes 41, sofern dieses einen flüssigen Anteil
aufweist. Es erfolgt sowohl beim Einsaugen von nur flüssigem Sauggut
als auch bei Einsaugen von mit Feststoffpartikeln versetztem flüssigem Sauggut
(Schlamm) eine Abschaltung, da in jedem Falle bei Erreichen des
Füllstandes 40 in
dem den Messelektroden 25, 26 benachbarten Bereich
die elektrische Dielektrizität
verändert
wird.
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In 3 ist
eine zweite Ausführungsform
eines Sauggerätes
dargestellt, das insgesamt mit dem Bezugszeichen 50 belegt
ist und das als fahrbarer Nass-Trockensauger
ausgebildet ist. Es umfasst ein zweiteiliges Gehäuse mit einem Unterteil 51 und
einem auf dieses aufsetzbaren Oberteils 52. Das Unterteil 51 bildet
einen Schmutzsammelbehälter 54 aus
mit einem Saugeinlass 55 und einem Saugauslass 56.
Am Saugauslass 56 ist ein Filterelement in Form eines Flachfaltenfilters 58 gehalten,
und dem Flachfaltenfilter 58 nachgeordnet ist im Oberteil 52 ein
Saugaggregat 59 gehalten, das über den Saugauslass 56 und
das Flachfaltenfilter 58 mit dem Schmutzsammelbehälter 54 in
Strömungsverbindung
steht.
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Das
Flachfaltenfilter 58 ist an einem Deckel 61 des
Schmutzsammelbehälters 54 gehalten,
an dem außerdem
eine in den Schmutzsammelbehälter 54 eintauchende
Sensoreinheit 62 festgelegt ist mit einem kapazitiven Füllstandssensor 63,
einem den Füllstandssensor 63 in
Umfangsrichtung umgebenden, hülsenförmigen Spritzschutzelement 64 und
einer Auswerteelektronik 65. Letztere steht über eine elektrische
Verbindungsleitung 66 und eine Steuerelektronik 67 mit
dem Saugaggregat 59 in elektrischer Verbindung.
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Die
Sensoreinheit 62 ist in 4 vergrößert dargestellt.
Sie bildet eine selbständig
handhabbare Baueinheit aus, die am Deckel 61 lösbar gehalten
ist. Der Füllstandssensor 63 umfasst
eine erste, stabförmige
Messelektrode 68 und eine zweite, hülsenförmige Messelektrode 69.
Die erste Messelektrode 68 durchgreift die zweite Messelektrode 69 und
steht in Richtung des Bodens 71 des Schmutzsammelbehälters 54 deutlich über die
zweite Messelektrode 69 hervor. Mit Hilfe der in der Zeichnung
nur schematisch dargestellten Auswerteelektronik 65 kann
an die beiden Messelektroden 68, 69 eine elektrische
Spannung angelegt werden, so dass sich zwischen den Messelektroden 68, 69 ein
elektrisches Feld 72 ausbildet. Die beiden Messelektroden 68, 69 stellen
eine Kondensatoranordnung dar, deren Kapazität durch die Dielektrizität des den
Messelektroden 68, 69 benachbarten Bereiches beeinflusst
wird.
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Ist
das Saugaggregat 59 eingeschaltet, so bildet sich innerhalb
des Schmutzsammelbehälters 54 ein
Unterdruck aus und flüssiges
und/oder festes Sauggut 74 wird in den Schmutzsammelbehälter 54 eingesaugt.
Ist innerhalb des Schmutzsammelbehälters 54 ein oberer
Füllstand 75 erreicht,
so verändert sich
im Bereich des elektrischen Feldes 72 die Dielektrizität aufgrund
des Vor handenseins des Sauggutes 74. Diese Dielektrizitätsänderung
wird von der Auswerteelektronik 65 erfasst, die daraufhin
der Steuerelektronik 67 ein Füllstandssignal zum Abschalten
des Saugaggregates 59 bereitstellt.
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In 5 ist
eine dritte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Sauggerätes dargestellt, das
insgesamt mit dem Bezugszeichen 80 belegt ist. Es ist ähnlich ausgebildet
wie das in 3 dargestellte Sauggerät 50.
Für identische
Bauteile werden daher zur Vermeidung von Wiederholungen in 5 ebenso
wie in der nachfolgend erläuterten 8 dieselben
Bezugszeichen verwendet wie in 3 und bezüglich dieser
Bauteile wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die voranstehenden
Erläuterungen
Bezug genommen.
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Das
Sauggerät 80 unterscheidet
sich von dem Sauggerät 50 dadurch,
dass der Schmutzsammelbehälter 54 von
einer Deckenwand 82 abgedeckt ist, die eine taschenförmige, in
den Schmutzsammelbehälter 54 eintauchende
Vertiefung 83 ausbildet. Die Vertiefung 83 weist
eine vordere, dem Saugeinlass 55 zugewandte Seitenwand 84 und
eine hintere, dem Saugeinlass 55 abgewandte Seitenwand 85 auf, die über eine
Bodenwand 86 einstückig
miteinander verbunden sind. Die hintere Seitenwand 85 ist
dem Flachfaltenfilter 58 zugewandt und ebenso wie die vordere
Seitenwand 84 und die Bodenwand 86 schräg zur Vertikalen
ausgerichtet.
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Innerhalb
der Vertiefung 83 ist an der hinteren Seitenwand 85 ein
kapazitiver Füllstandssensor 88 angeordnet.
Dieser ist identisch ausgebildet wie der voranstehend unter Bezugnahme
auf die 1 und 2 erläuterte Füllstandssensor 24,
so dass bezüglich
seiner Ausgestaltung auf die entsprechenden Erläuterungen des Füllstandssensors 24 Bezug genommen
werden kann.
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An
den Füllstandssensor 88 ist über eine nicht
dargestellte, möglichst
kurz gehaltene Verbindungsleitung eine Auswerteelektronik 87 angeschlossen,
die über
eine übergeordnete
Steuerelektronik 89 mit dem Saugaggregat 59 des
Sauggerätes 80 in
elektrischer Verbindung steht.
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Die
Deckenwand 82 und insbesondere die hintere Seitenwand 85 sind
aus einem elektrisch nicht leitenden Material, nämlich einem Kunststoffmaterial,
gefertigt. Das durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die
Messelektroden des Füllstandssensors 88 hervorgerufene
elektrische Feld 90 durchgreift die hintere Seitenwand 85 und
erstreckt sich somit im Bereich zwischen der hinteren Seitenwand 85 und
dem Flachfaltenfilter 58 innerhalb des Schmutzsammelbehälters 54.
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Durch
Beaufschlagung des Schmutzsammelbehälters 54 mit Unterdruck
kann Sauggut in den Schmutzsammelbehälter 54 eingesaugt
werden, wobei sich innerhalb des Schmutzsammelbehälters 54 eine
Saugströmung
ausbildet. Diese wird von der vorderen Seitenwand 84 und
der Bodenwand 86 in Richtung des Bodens 71 des
Schmutzsammelbehälters 54 abgelenkt,
wohingegen sich im Bereich des elektrischen Feldes 90 ein
Totraumgebiet der Saugströmung
ausbildet. Die vordere Seitenwand 84 und die Bodenwand 86 stellen
somit Strömungsleitelemente
dar, die die Saugströmung
in die dem Füllstandssensor 88 abgewandte
Richtung ablenken.
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Erreicht
der Füllstand
des Schmutzsammelbehälters 54 den
Bereich des elektrischen Feldes 90, so wird die damit verbundene
Dielektrizitätsänderung von
der Auswerteelektronik 87 erfasst, die daraufhin der Steuerelektronik 89 ein
Signal bereitstellt zum Abschalten des Saugaggregats 59.
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In
den 6 und 7 ist eine Sensoreinheit 93 dargestellt,
die alternativ zum Füllstandssensor 88 und
zur Auswerteelektronik 87 beim Sauggerät 80 zum Einsatz kommen
kann. Darüber
hinaus kann die Sensoreinheit 93 auch bei den voranstehend
erläuterten
Sauggeräten 10 und 50 eingesetzt werden.
Die Sensoreinheit 93 zeichnet sich durch eine besonders
kompakte Bauweise mit geringer Baugröße aus. Sie umfasst eine dreilagige
Leiterplatte 94, auf deren Oberseite 95 Leiterbahnen
angeordnet sind, die die elektrischen Bauteile einer Auswerteelektronik 96 miteinander
verbinden. An ihrer Unterseite 97 weist die Leiterplatte 94 zwei
Messelektroden 98, 99 auf, die jeweils als Flachelektroden
in Form von Leiterbahnen ausgebildet sind. Die erste Messelektrode 98 ist
im dargestellten Ausführungsbeispiel
hufeisenförmig
ausgebildet und umgibt auf drei Seiten die rechteckförmig ausgestaltete
zweite Messelektrode 99. Es können jedoch auch andere Formen
für die
Messelektroden 98, 99 vorgesehen sein. So können die
Messelektroden zum Beispiel ringförmig, dreieckförmig, rechteckförmig, vieleckförmig oder
auch kreis- oder ovalförmig
ausgestaltet sein.
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Die
Leiterplatte 94 weist eine elektrisch leitende Zwischenschicht 101 auf,
die zwischen der Oberseite 95 und die Unterseite 97 angeordnet
ist und die oberseitig angeordnete Auswerteelektronik 96 elektrisch
von den unterseitig angeordneten Messelektroden 98, 99 abschirmt.
Die Zwischenschicht 101 ist zu diesem Zweck an Erdpotential
angeschlossen.
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Die
Sensoreinheit 93 lässt
sich in gleicher Weise wie der Füllstandssensor 88 innenseitig
an der hinteren Seitenwand 85 der Vertiefung 83 anordnen. Wird
an die Messelektroden 98, 99 von der Auswerteelektronik 96 eine
elektrische Spannung angelegt, so bildet sich ein elektrisches Feld
aus, das die hintere Seitenwand 85 durchgreift und in den
Innenraum des Schmutzsammelbehälters 54 eingreift.
In gleicher Weise wie mittels des Füllstandssensors 88 und der
zugeordneten Auswerteelektronik 87 kann auch mittels der
kompakten Sensoreinheit 93 das Erreichen eines oberen Füllstandes
im Schmutzsammelbehälter 54 aufgrund
der sich ausbildenden Dielektrizitätsänderung erfasst und daraufhin
das Saugaggregat 59 abgeschaltet werden. Eine Dielektrizitätsänderung
erfolgt hierbei nicht nur dann, wenn elektrisch leitendes Sauggut,
beispielsweise Schmutzwasser, einen entsprechenden Füllstand
erreicht, sondern auch bei einem hohen Füllstand von elektrisch nicht
leitendem Sauggut, beispielsweise von Staub- und Schmutzpartikeln.
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In 8 ist
eine vierte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Sauggerätes dargestellt, das
insgesamt mit dem Bezugszeichen 110 belegt ist. Dieses
ist weitgehend identisch ausgebildet wie das voranstehend unter
Bezugnahme auf 5 erläuterte Sauggerät 80.
Im Unterschied zum Sauggerät 80 umfasst
das Sauggerät 110 zwei
miteinander gekoppelte Füllstandssensoren 112, 113,
die in vertikaler Richtung versetzt zueinander in der Vertiefung 83 an
der hinteren Seitenwand 85 positioniert sind und denen
eine gemeinsame Auswerteelektronik 114 zugeordnet ist.
Der erste Füllstandssensor 112 ist hierbei
oberhalb des zweiten Füllstandssensors 113 angeordnet,
und beide Füllstandssensoren 112 und 113 sind
unterseitig an einer gemeinsamen dreilagigen Leiterplatte angeordnet,
die oberseitig die gemeinsame Auswerteelektronik 114 trägt.
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Der
erste Füllstandssensor 112 ermöglicht eine
Referenzmessung dergestalt, dass er bei Erfassen einer Dielektrizitätsänderung
durch den zweiten Füllstandssensor 113 ein
Bezugssignal bereitstellt. Dies hat den Vorteil, dass eine allmähliche Dielektrizitätsänderung
im Bereich der elektrischen Felder der beiden Füllstandssensoren 112 und 113,
die durch eine Verschmutzung der hinteren Seitenwand 85 hervorgerufen
wird, herausgemittelt werden kann. Erhöht sich im laufenden Betrieb
des Sauggerätes 110 allmählich der
Füllstand
des Schmutzsammelbehälters 54,
so wird bei Erreichen eines oberen Füllstandes mittels des zweiten
Füllstandssensors 113 eine
starke Dielektrizitätsänderung
erkannt. Das dabei hervorgerufene Signal kann mittels der Auswerteelektronik 114 mit
dem entsprechenden Messsignal des ersten Füllstandssensors 112 verglichen
werden und es kann ein Differenzsignal ermittelt werden, das allein
den Einfluss des sich erhöhenden
Füllstandes wiedergibt,
nicht jedoch den Einfluss einer allmählichen Verschmutzung der Füllstandssensoren 112 und 113 und
der hinteren Seitenwand 85. Zur Differenzbildung der Messsignale
sind die Füllstandssensoren 112, 113 mit
der Auswerteelektronik 114 elektrisch verbunden, wobei
die Auswerteelektronik 114 die Differenzbildung der beiden
Messsignale durchführt
und über
eine elektrische Verbindungsleitung 115 und eine übergeordnete
Steuerelektronik 116 mit dem Saugaggregat 59 verbunden
ist zum Abschalten desselben bei Erreichen des oberen Füllstandes
im Schmutzsammelbehälter 54 des
Sauggerätes 110.
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Aus
dem Voranstehenden wird deutlich, dass durch den Einsatz von mindestens
einem kapazitiven Füllstandssensor
das Saugaggregat des erfindungsgemäßen Sauggerätes zuverlässig abgeschaltet werden kann,
wobei der Füllstand
sowohl von elektrisch leitendem Sauggut als auch von elektrisch nicht
leitendem Sauggut erfassbar ist.