DE102010000573B4 - Method of controlling the power of a suction/sweeping device - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Leistungssteuerung eines Gebläses (4) und eines eine Bürste (15) antreibenden Bürstenantriebs (18) eines elektrisch angetriebenen Saug-/Kehrgeräts (1), wobei ein Bodenbelag mittels eines gerätebodenseitig vorgesehenen Bodensensors (21) des Saug-/Kehrgerätes (1) detektiert wird, und wobei in Abhängigkeit von der Beschaffenheit einer zu saugenden Fläche die Leistung des Bürstenantriebs (18) erhöht und die Gebläseleistung zugleich abgesenkt wird, wenn die Flächenbeschaffenheit einen erhöhten Widerstand für den Bürstenantrieb (18) erbringt, dadurch gekennzeichnet, dass der Bürstenantrieb (18) mittels eines Regelkreises abhängig von dem Bodenbelag so angesteuert wird, dass ein relatives Maximum einer Reinigungsleistung erzielt wird, wobei ab einem Punkt, an welchem die Funktion der Reinigungsleistung asymptotisch verläuft, eine Bürstdrehzahl nicht weiter gesteigert wird, wobei eine Leistungsaufteilung von Gebläse (4) und Bürstenantrieb (18) so vorgenommen wird, dass bei einem Hartboden, bei welchem die Bürste (15) auf dem Hartboden aufliegt, die Bürstkraft klein ist und die Gebläseleistung hoch ist, und dass bei einem Veloursteppich, bei welchem die Bürste (15) leicht in einen Flor des Veloursteppichs einsinkt, die Bürstkraft mittel ist und die Gebläseleistung mittel ist, und dass bei einem Schlingenteppich, bei welchem die Bürste (15) stark in einen Flor des Schlingenteppichs einsinkt, die Bürstkraft hoch ist und die Gebläseleistung klein ist.Method for controlling the power of a blower (4) and a brush drive (18) driving a brush (15) of an electrically driven suction/sweeping device (1), wherein a floor covering is detected by means of a floor sensor (21) provided on the bottom of the suction/sweeping device (1) is detected, and the power of the brush drive (18) being increased and the blower power reduced at the same time, depending on the condition of a surface to be vacuumed, if the surface condition produces an increased resistance for the brush drive (18), characterized in that the brush drive ( 18) is controlled by means of a control circuit depending on the floor covering in such a way that a relative maximum cleaning performance is achieved, with a brush speed not being increased further from a point at which the function of the cleaning performance runs asymptotically, with a power distribution from blower (4 ) And brush drive (18) is made so that at a hard floor, where the brush (15) rests on the hard floor, the brushing force is low and the blower power is high, and that with a velor carpet, where the brush (15) sinks slightly into a pile of the velor carpet, the brushing force is medium and the blower power is medium, and that in the case of a looped carpet in which the brush (15) sinks heavily into a pile of the looped carpet, the brushing force is high and the blower power is low.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leistungssteuerung eines Gebläses und eines eine Bürste antreibenden Bürstenantriebes eines elektrisch angetriebenen Saug-/Kehrgeräts, wobei ein Bodenbelag mittels eines gerätebodenseitig vorgesehenen Bodensensors des Saug-/ Kehrgerätes detektiert wird, und wobei in Abhängigkeit von der Beschaffenheit einer zu saugenden Fläche die Leistung des Bürstenantriebs erhöht und die Gebläseleistung zugleich abgesenkt wird, wenn die Flächenbeschaffenheit einen erhöhten Widerstand für den Bürstenantrieb erbringt.The invention relates to a method for controlling the power of a blower and a brush drive driving a brush of an electrically driven vacuum/sweeping device, with a floor covering being detected by means of a floor sensor of the vacuum/sweeping device provided on the bottom of the device, and with the condition of a surface to be vacuumed being detected the power of the brush drive is increased and the blower power is reduced at the same time if the surface condition provides increased resistance for the brush drive.
Saug-/ Kehrgeräte der in Rede stehenden Art sind bekannt. Diese dienen insbesondere im Haushaltsbereich der Abreinigung von Flächen, weiter insbesondere von Bodenflächen, wie bspw. Hartböden in Form von Fliesen- oder auch Parkettböden, weiter bspw. von Teppichböden. Derartige Geräte weisen zur reinigenden Abarbeitung einer solchen Fläche eine Absaugung auf, wobei mittels einer in dem Gerät vorgesehenen, elektrisch angetriebenen Motor-/Gebläse-Einheit ein Saugluftstrom erzielt wird, der durch einen der zu reinigenden Fläche zugewandten, gerätebodenseitigen Saugmund angesogen wird. Die schmutz- und staubbehaftete Saugluft wird in üblicher Weise innerhalb des Gerätes oder alternativ innerhalb eines strömungsmäßig hieran angeschlossenen Hauptgerätes ausgefiltert. Zudem weisen derartige Geräte zur mechanischen Bearbeitung der abzureinigenden Fläche eine oder mehrere Bürsten auf, so weiter insbesondere eine sich quer zu einer üblichen Verfahrrichtung des Gerätes erstreckende Borstenwalze mit radial zur Walzenachse sich erstreckenden Borsten, die insbesondere bei der Abarbeitung von Teppichböden zum Eingriff in den Teppichflor geeignet sind. Der Antrieb einer solchen Bürste bzw. der Antrieb ggf. vorgesehener mehrerer Bürsten erfolgt mittels eines bevorzugt in dem Gerät integrierten Elektromotors. In diesem Zusammenhang ist es weiter bekannt, die Leistung des Gebläses und/oder des Bürstenantriebs zu steuern, insbesondere in Abhängigkeit von der Beschaffenheit der zu reinigenden Fläche.Suction / sweeping devices of the type in question are known. These are used in particular in the household sector for cleaning surfaces, more particularly floor surfaces such as, for example, hard floors in the form of tiled floors or also parquet floors, further, for example, carpeted floors. Such devices have a suction device for cleaning such a surface, with an electrically driven motor/fan unit provided in the device generating a suction air flow that is sucked in through a suction mouth on the bottom of the device that faces the surface to be cleaned. The suction air containing dirt and dust is filtered out in the usual way within the device or alternatively within a main device connected to it in terms of flow. In addition, such devices for mechanical processing of the surface to be cleaned have one or more brushes, in particular a bristle roller extending transversely to a usual direction of travel of the device with bristles extending radially to the roller axis, which are used in particular when cleaning carpeted floors to engage in the carpet pile are suitable. The drive of such a brush or the drive of possibly provided several brushes takes place by means of an electric motor preferably integrated in the device. In this connection it is also known to control the power of the blower and/or the brush drive, in particular as a function of the nature of the surface to be cleaned.
Im Hinblick auf den vorbeschriebenen Stand der Technik wird eine technische Problematik der Erfindung darin gesehen, ein Verfahren der in Rede stehenden Art bzgl. eines zielgerichteten Einsetzens von elektrischer Energie insbesondere zum Antrieb des Gebläses sowie der Bürste weiter zu verbessern.In view of the prior art described above, a technical problem of the invention is seen in further improving a method of the type in question with regard to a targeted use of electrical energy, in particular for driving the fan and the brush.
Diese Problematik ist zunächst und im Wesentlichen durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, dass der Bürstenantrieb mittels eines Regelkreises abhängig von dem Bodenbelag so angesteuert wird, dass ein relatives Maximum einer Reinigungsleistung erzielt wird, wobei ab einem Punkt, an welchem die Funktion der Reinigungsleistung asymptotisch verläuft, eine Bürstdrehzahl nicht weiter gesteigert wird, wobei eine Leistungsaufteilung von Gebläse und Bürstenantrieb so vorgenommen wird, dass bei einem Hartboden, bei welchem die Bürste auf dem Hartboden aufliegt, die Bürstkraft klein ist und die Gebläseleistung hoch ist, und dass bei einem Veloursteppich, bei welchem die Bürste leicht in einen Flor des Veloursteppichs einsinkt, die Bürstkraft mittel ist und die Gebläseleistung mittel ist, und dass bei einem Schlingenteppich, bei welchem die Bürste stark in einen Flor des Schlingenteppichs einsinkt, die Bürstkraft hoch ist und die Gebläseleistung klein ist. Zufolge des vorgeschlagenen Verfahrens wird die elektrische Energie zum Betreiben des Gebläses und des Bürstenantriebs zielgerichtet eingesetzt, dies weiter in vorteilhafter Weise unter Anbieten einer konstanten Reinigungsleistung bei möglichst konstantem Stromverbrauch. Die Reinigungsleistung steht im Wesentlichen in direktem Zusammenhang mit der insgesamt eingesetzten elektrischen Energie, zumindest betreffend das Gebläse und den Bürstenantrieb. Wird zunächst das Bürstenreinigungssystem allein betrachtet, so ist zur Erzielung von guten Reinigungsergebnissen die erforderliche Bürstleistung abhängig vom Untergrund. Auf Hartböden wird bspw. nur eine sehr geringe Bürstleistung benötigt. Entsprechend kann die Bürste langsam drehen. Auf Teppichböden hingegen wird eine größere Bürstleistung benötigt und somit ein schnelleres Drehen der Bürste. Jedoch bringt auch ein schnelles Drehen der Bürste auf sehr hochflorigen Teppichen keinen deutlichen Zuwachs an Reinigungsleistung. Ab einem bestimmten Punkt verläuft die Funktion Reinigungsleistung = f (Bürstleistung, Drehzahl) asymptotisch. Aus energieeffizienten Gesichtspunkten macht es somit keinen praktischen Sinn, die Bürstdrehzahl und somit den E-ner-gieverbrauch weiterhin zu steigern. Zur optimalen und sinnvollen Energieausnutzung ist somit erfindungsgemäß ein Regelkreis hilfreich, der abhängig vom Boden bzw. vom Bodenbelag die Bürste ansteuert und somit aus Sicht einer günstigen Energieeffizienz ein relatives Maximum der Reinigungsleistung erzielt.This problem is initially and essentially solved by the subject matter of claim 1, which is based on the fact that the brush drive is controlled by means of a control circuit depending on the floor covering in such a way that a relative maximum cleaning performance is achieved, with from a point at which the function of the cleaning performance runs asymptotically, a brushing speed is not further increased, the power distribution of fan and brush drive being carried out in such a way that on a hard floor where the brush is lying on the hard floor, the brushing force is small and the fan power is high, and that in the case of a velor carpet, in which the brush sinks slightly into a pile of the velor carpet, the brushing force is medium and the blower power is medium, and that in the case of a loop pile carpet, in which the brush sinks heavily into a pile of the loop pile carpet, the brushing force is high and the blower power is small. As a result of the proposed method, the electrical energy for operating the blower and the brush drive is used in a targeted manner, this also advantageously while offering a constant cleaning performance with the most constant possible power consumption. The cleaning performance is essentially directly related to the total electrical energy used, at least in relation to the blower and the brush drive. If the brush cleaning system is considered alone first, the brush performance required to achieve good cleaning results depends on the surface. On hard floors, for example, only a very low brushing power is required. Accordingly, the brush can rotate slowly. On carpets, on the other hand, a greater brushing power is required and therefore the brush must be rotated more quickly. However, even turning the brush quickly on very high-pile carpets does not result in a significant increase in cleaning performance. From a certain point, the function cleaning performance = f (brush performance, speed) runs asymptotically. From an energy-efficient point of view, it therefore makes no practical sense to further increase the brush speed and thus the energy consumption. According to the invention, a control circuit which controls the brush depending on the floor or the floor covering and thus achieves a relative maximum of the cleaning performance from the point of view of favorable energy efficiency is thus helpful for optimal and sensible energy utilization.
Hierzu sind in erfindungsgemäßer Ausgestaltung in dem Gerät Bodensensoren vorgesehen, die, ggf. neben einer Abstandsmessung, zur Detektierung des Bodenbelags dienen. In diesem Zusammenhang sind Ultraschallsensoren als Bodensensoren bekannt. Diesbezüglich wird auf die
Diese Bodensensoren stehen in weiter bevorzugter Ausgestaltung in Kombination mit weiteren Sensoren, die Rückschlüsse auf den Bodenbelag zulassen, so weiter insbesondere zur Heranziehung der so weiter ermittelten Ergebnisse zur Plausibilitätsprüfung der Messergebnisse des oder der Bodensensoren. So wird weiter bevorzugt die Stromaufnahme des Gebläsemotors herangezogen. Über die Gebläsedrosselung und damit über eine Veränderung des Motorstroms ist ebenfalls indirekt auf den Bodenbelag zu schließen. Bei Hartböden ist der Gebläsemotor wenig gedrosselt, bei Teppichböden hingegen stärker. Nimmt auch die Stromaufnahme des Bürstenantriebs zu oder ab, so ist der Motorstrom des Bürstenantriebs bei Hartböden kleiner als bei Teppichböden. Entsprechend ist hierbei eine zumindest überschlägige Bodenerkennung zufolge Erfassung des Drehwiderstandes der Bürste erreicht. Ein Gerät der in Rede stehenden Art mit einer solchen Drehwiderstand-Erfassung der Bürste ist bspw. aus der
Ist die Bürste auf einer schwenkbeweglichen Antriebsschwinge gelagert, wie dies weiter auch aus der vorbeschriebenen europäischen Patentanmeld ung her bekannt ist, so ist eine Bodenbelagsermittlung auch (ggf. zusätzlich) über den Einfederweg der Antriebsschwinge möglich. Bei bspw. hochflorigen, weichen Teppichböden sinken die bevorzugt vorgesehenen Abroll- bzw. Verfahrräder des Gerätes in den Untergrund - hier in den Flor - ein, womit das Gerät über den chassisseitigen Bodenbereich quasi aufschwimmt. Hieraus folgt ein Ausfedern der die Bürste tragenden Antriebsschwinge in Richtung auf das Geräteinnere, welche Ausfederung bevorzugt ein Messergebnis bietet, womit ein zusätzliches Kriterium aufgebaut wird, welches die Bodenart, bevorzugt gemeinsam mit den Bodensensoren klassifiziert ist, weiter bspw. die Antriebsschwinge vollständig eingefahren, kann dies bspw. infolge einer Blockierung (Steckenbleiben auf einem Hindernis) erreicht sein. Hier wird der Bürstenantrieb und bevorzugt auch das Gebläse auf eine geringe Leistung herunter geregelt, um so Energie einzusparen. Die Kraft auf den Boden und das hieraus resultierende Reibmoment kann mittels geeigneter Sensoren gemessen werden. Hierzu bieten sich bspw. Feder-Weg-Systeme oder Drehwinkelgeber an, die weiter bspw. im Drehpunkt der Antriebsschwinge oder oberhalb derselben angeordnet sind. Die bevorzugt elektrischen Signale der Sensoren werden bspw. von einem Regelalgorithmus in der geräteseitigen Elektronik ausgewertet.If the brush is mounted on a pivotable drive rocker, as is also known from the above-described European patent application, it is also possible (possibly additionally) to determine the floor covering via the deflection travel of the drive rocker. In the case of, for example, high-pile, soft carpet floors, the preferably provided rolling or traversing wheels of the device sink into the subsoil—here into the pile—so that the device quasi floats above the chassis-side floor area. This results in a rebound of the drive rocker carrying the brush in the direction of the interior of the device, which rebound preferably offers a measurement result, whereby an additional criterion is established, which the type of soil, preferably classified together with the floor sensors, further, for example, the drive rocker can be fully retracted This can be achieved, for example, as a result of a blockage (getting stuck on an obstacle). Here, the brush drive and preferably also the blower are regulated down to a low output in order to save energy. The force on the ground and the resulting frictional torque can be measured using suitable sensors. For this purpose, for example, spring-displacement systems or rotary encoders are available, which are also arranged, for example, in the pivot point of the drive rocker or above it. The preferred electrical signals from the sensors are evaluated, for example, by a control algorithm in the electronics on the device.
Diese Bodenbelagsklassifizierung wird innerhalb einer geräte-internen Steuerung genutzt zur zielgerichteten Steuerung des Gebläses und des Bürstenantriebs. Hierzu sind bevorzugt in der Steuerung Vergleichswerte hinterlegt, anhand welcher im Vergleich zum ermittelten Bodenbelagswert die bevorzugt günstigste Energieaufteilung für das Gebläse und den Bürstenantrieb berechnet wird. So wird bevorzugt bei einem Teppichboden und damit einhergehendem erhöhtem Widerstand des Bürstenantriebs die Leistung des Bürstenantriebs erhöht und zugleich die Gebläseleistung abgesenkt, wobei weiter bevorzugt das Maß der Erhöhung der Antriebsleistung der Bürste und das Maß des Absenkens der Gebläseleistung weiter auch abhängig ist von einer Florhöhe des Teppichbodens. Wird hingegen ein Hartboden ermittelt, so wird bevorzugt - jeweils ausgehend von einer Standard-Leistungsaufnahme bzw. ausgehend von einer infolge einer zuvor durchgeführten Messung ausgelösten Leistungsaufteilung - Leistung bzgl. des Bürstenantriebs abgezogen und entsprechend die Gebläseleistung erhöht, da auf Hartböden bevorzugt überwiegend mittels Luftstrom gereinigt werden kann.This floor covering classification is used within a device-internal control for the targeted control of the blower and the brush drive. For this purpose, comparative values are preferably stored in the controller, on the basis of which the preferably most favorable energy distribution for the blower and the brush drive is calculated in comparison to the determined floor covering value. In the case of a carpeted floor and the associated increased resistance of the brush drive, for example, the power of the brush drive is increased and at the same time the blower power is reduced, with the extent of the increase in the drive power of the brush and the extent of the reduction in the blower power also being dependent on a pile height of the brush carpeting. If, on the other hand, a hard floor is determined, then preferably - based on a standard power consumption or based on a power distribution triggered as a result of a previously carried out measurement - power with respect to the brush drive is subtracted and the blower power is increased accordingly, since hard floors are preferably cleaned predominantly by means of an air stream can be.
Weitere Merkmale der Erfindung sind nachstehend, auch in der Figurenbeschreibung, oftmals in ihrer bevorzugten Zuordnung zum Gegenstand des Anspruches 1 oder zu Merkmalen weiterer Ansprüche erläutert. Sie können aber auch in einer Zuordnung zu nur einzelnen Merkmalen des Anspruches 1 oder des jeweiligen weiteren Anspruches oder jeweils unabhängig von Bedeutung sein.Further features of the invention are explained below, also in the description of the figures, often in their preferred assignment to the subject matter of claim 1 or to features of other claims. However, they can also be of importance in an assignment to only individual features of claim 1 or of the respective further claim, or in each case independently.
So ist weiter bevorzugt, dass die Änderung der Leistungsaufteilung von Gebläse und Bürstenantrieb so vorgenommen wird, dass die elektrische Gesamtleistung nicht oder nur geringfügig geändert wird. So liegt entsprechend bevorzugt unabhängig vom erfassten Bodenbelag und der damit einhergehenden Leistungsaufteilung stets eine gleiche Gesamtleistung vor, so dass weiter in vorteilhafter Weise der Gesamtstromverbrauch des Gerätes unabhängig vom Bodenbelag zumindest annähernd gleich ist. Auch eine geringfügige Änderung im betragsmäßigen Bereich von 10% oder weniger erweist sich im Sinne eines e-ner-gieeffizienten Arbeitens des Gerätes von Vorteil.It is further preferred that the power distribution of the fan and brush drive is changed in such a way that the total electrical power is not changed or is changed only slightly. Accordingly, it is preferably independent of the detected floor covering and the performance associated with it Distribution always has the same overall performance, so that further advantageously the total power consumption of the device is at least approximately the same regardless of the floor covering. Even a slight change in the amount of 10% or less proves to be advantageous in terms of energy-efficient operation of the device.
Um insbesondere bei der Regelung nicht zu stark im Bereich kleinerer Leistungen aufgrund einer steuerungsseitigen Entscheidungstabelle zu agieren, ist in weiter bevorzugter Ausgestaltung vorgesehen, dass die Leistungsaufteilung zyklisch in eine vorgegebene Standard-Leistungsaufnahme von Gebläse und Bürstenantrieb versetzt wird, wonach die Regelung von Neuem beginnt.In order not to act too much in the range of lower powers due to a control-side decision table, in particular in the regulation, it is provided in a further preferred embodiment that the power distribution is cyclically shifted to a predetermined standard power consumption of the blower and brush drive, after which the regulation begins again.
Die jeweilige Erhöhung und Absenkung der Leistung vom Gebläse geht bevorzugt aus von einer Standard-Leistungsaufnahme, in welcher Standardstellung bevorzugt eine gleichmäßige Aufteilung der Reinigungsleistung von Bürste und Gebläse vorliegt. In weiter bevorzugter Ausgestaltung beträgt in der Standard-Leistungsaufnahme die Reinigungsleistung des Bürstenantriebes 50% - 70% und die des Gebläses 30% - 50%, weiter bevorzugt 60% Bürstenantrieb und 40% Gebläse. Bevorzugt wird weiter eine Erhöhung der Leistung des Bürstenantriebes oder des Gebläses im Hinblick auf eine Gesamtaufnahmeleistung bis hin zu bevorzugt 70% - 90% erreicht und entsprechend eine Absenkung der Leistung im Hinblick auf eine Gesamtleistung auf 30% - 10%. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, den Bürstenantrieb oder das Gebläse gänzlich auszuschalten, entsprechend auf eine Null-Leistung zu reduzieren und dem Gebläse- oder dem Bürstenantrieb 100% der Gesamtleistung zuzuordnen.The respective increase and decrease in the power of the blower is preferably based on a standard power consumption, in which standard setting there is preferably an even distribution of the cleaning power of the brush and blower. In a further preferred embodiment, in the standard power consumption, the cleaning performance of the brush drive is 50%-70% and that of the fan is 30%-50%, more preferably 60% brush drive and 40% fan. Furthermore, an increase in the power of the brush drive or the blower with regard to a total power consumption of up to preferably 70%-90% is preferably achieved and a corresponding reduction in power with regard to a total power to 30%-10%. In addition, there is also the option of completely switching off the brush drive or the fan, reducing it to zero power accordingly and assigning 100% of the total power to the fan or brush drive.
Für den Einsatz auf Hartböden wird die Leistung des Bürstenantriebs bevorzugt auf 50% - 70% des Standardwertes gemindert. Die Gebläseleistung wird hierbei bevorzugt beibehalten bzw. auf den Maximalwert gesetzt. Auf Teppich gilt bevorzugt die unreduzierte Leistung des Bürstenantriebs, während die Gebläseleistung bevorzugt beibehalten bzw. auf einen Minimalwert von bspw. 10% - 20% der Standard-Leistungsaufnahme gesetzt wird.For use on hard floors, the power of the brush drive is preferably reduced to 50% - 70% of the standard value. In this case, the blower output is preferably retained or set to the maximum value. On carpet, the unreduced power of the brush drive is preferred, while the blower power is preferably maintained or set to a minimum value of, for example, 10%-20% of the standard power consumption.
Weiter bevorzugt ist eine Variation der Fahrgeschwindigkeit, insbesondere eine Verminderung derselben, für besonders intensiv zu reinigende Bereiche vorgesehen. Für den normalen Reinigungsbetrieb wird diese jedoch bevorzugt nicht variiert.A variation of the driving speed, in particular a reduction thereof, is also preferably provided for areas that are to be cleaned particularly intensively. However, this is preferably not varied for normal cleaning operation.
Eine bevorzugt vorgesehene, zusätzliche Tellerbürste an einer Geräteecke, ggf. an beiden vorderen Geräteecken angeordnet, dient zur Abreinigung bei Wand- oder Randkantenfahrten. Bei der Reinigung von Teppichflächen ist diese bevorzugt abgeschaltet. Bei der Reinigung von Hartböden kann eine solche Tellerbürste mit verminderter Drehzahl - gegenüber einer Wand- oder Randkantenfahrt - die effektive Arbeitsbreite des Gerätes erhöhen, so dass die Effizienzsteigerung auch durch weniger benötigte Bahnfahrten je Fläche unterstützt wird.An additional disk brush that is preferably provided at one corner of the device, possibly arranged at the two front corners of the device, is used for cleaning when driving along walls or edges. This is preferably switched off when cleaning carpeted areas. When cleaning hard floors, such a disc brush with a reduced speed - compared to a wall or edge edge travel - can increase the effective working width of the device, so that the increase in efficiency is also supported by fewer required travels per area.
Als besonders vorteilhaft erweist sich das vorgeschlagene Verfahren bei einer Ausgestaltung des Saug-/Kehrgerätes in Form eines Akkumulator-betriebenen Gerätes, weiter bevorzugt in Form eines selbsttätig verfahrbaren Saug-/ Kehrge-rätes. Derartige, sog. Reinigungsroboter führen im Gegensatz zu netzbetriebenen Saug- und Kehrgeräten nur eine begrenzte elektrische Energiemenge in dem Akkumulator mit. Zufolge der vorgeschlagenen Lösung wird die begrenzte elektrische Energie zielgerichtet eingesetzt, dies weiter unter Beibehaltung eines guten Reinigungsergebnisses.The proposed method proves to be particularly advantageous in an embodiment of the suction/sweeping device in the form of a battery-operated device, more preferably in the form of an automatically movable suction/sweeping device. In contrast to mains-operated suction and sweeping devices, such so-called cleaning robots carry only a limited amount of electrical energy in the accumulator. As a result of the proposed solution, the limited electrical energy is used in a targeted manner while maintaining a good cleaning result.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung, welche lediglich zwei Ausführungsbeispiele darstellt, näher erläutert. Es zeigt:
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1 ein elektrisch angetriebenes Saug-/ Kehrgerät in Form eines Vorsatzgerätes für einen handgeführten Haushalts-Staubsauger; -
2 den schematischen Schnitt gemäß der Linie II - II in1 ; -
3 das Saug-/Kehrgerät in einer zweiten Ausführungsform in Art eines selbsttätig verfahrbaren Reinigungsroboters; -
4 den schematisch dargestellten Vertikalschnitt durchdas Gerät gemäß 3 .
-
1 an electrically driven suction/sweeping device in the form of an attachment for a hand-held household vacuum cleaner; -
2 the schematic section according to the line II - II in1 ; -
3 the suction/sweeping device in a second embodiment in the form of an automatically movable cleaning robot; -
4 according to the schematically represented vertical section through thedevice 3 .
Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu
Die Stromversorgung des in dem Basisgerät 3 integrierten Gebläses 4 erfolgt über ein Elektrokabel 6.The
Weiter besitzt das Basisgerät 2 einen schwanenhalsförmigen Fortsatz, welcher sich über den Bereich des Staubsammelraumes erstreckt. Im Bereich des freien Endes formt dieser Fortsatz eine Steckaufnahme für einen Stiel 7 des Staubsaugers 2. Der Stiel 7 ist mit einem Betätigungsgriff 8 versehen, der eine daumenbetätigbare Stelleinheit in Form eines Schiebeschalters aufweist, über welchen Schiebeschalter die Leistung des in dem Basisgerät 3 aufgenommenen Gebläses 4 manuell durch den Bediener einstellbar ist.Furthermore, the
Zur Bodenbearbeitung ist das Basisgerät 3 strömungsmäßig mit dem als Vorsatzgerät ausgebildeten Saug-/ Kehrgerät 1 verbunden.For tilling the soil, the
Dieses Saug-/ Kehrgerät 1 weist einen, dem zu pflegenden Boden 9 zugewandten und im Geräteboden 10 ausgebildeten Saugmund 11 auf. Letzterer führt über einen das Gerät 1 durchsetzenden Saugkanal 12 zu einem nach außen gerichteten Anschlussstutzen 13, über welchen sowohl der strömungsmäßige als auch elektrische Anschluss an das Basisgerät 3 erreicht ist.This suction/sweeping device 1 has a
Weiter ist in dem, bodenseitig den Saugmund 11 ausformenden Saugraum 14 eine Bürste 15 angeordnet. Hierbei handelt es sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel um eine Borstenwalze, mit einer Walzenachse x, die sich quergerichtet zu einer üblichen Verfahrrichtung des Gerätes 1 erstreckt. Die auf dem Walzenkörper befestigten, sich nach radial außen erstreckenden Borsten 16 der Bürste 15 durchsetzen den Saugmund 11 zur Bearbeitung des zu reinigenden Bodens 9.Furthermore, a
Die Bürste 15 ist frei um die Walzenachse x rotierbar angeordnet an einem in dem Gehäuse des Gerätes 1 schwenkbar gehalterten Auslegerarm 17. Dieser ist schwingenartig gestaltet, wobei ein freier Endbereich des Auslegerarms 17 in den Saugmund 11 eingreifend der Lagerung der Bürste 15 dient. Das gegen-überliegende Ende des Auslegerarms 17 ist schwenkgelagert um eine parallel zur Walzenachse x verlaufende Schwenkachse y, welche zugleich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Wellenachse eines Bürstenantriebs 18 in Form eines Elektromotors bildet. Dieser Bürstenantrieb 18 wirkt bevorzugt über einen Riementrieb 19, der weiter bevorzugt innerhalb des Auslegerarmes 17 angeordnet ist, auf die Bürste 15 ein.The
Der Auslegerarm 17 ist oberseitig durch eine Feder 20 abgestützt derart, dass eine Beaufschlagung des Auslegerarms 17 in Richtung auf den zu reinigenden Boden 9 erreicht ist.The
Gerätebodenseitig ist weiter ein Bodensensor 21 vorgesehen. Dieser ist gebildet durch einen zum Boden 9 gerichteten Ultraschallwandler. Dessen Messergebnisse werden einer Steuerung 22 zugeführt, in welcher zufolge vorgegebener Algorithmen die Art des Bodenbelages ermittelt wird.A
Weiter wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über die Steuerung 22 zugleich auch der Motorstrom des Bürstenantriebes 18 im Zuge der reinigenden Abarbeitung des Bodens 9 gemessen, welche Stromaufnahme in Abhängigkeit vom Drehwiderstand an der Bürste 15 zusätzlich Rückschlüsse auf den Bodenbelag zulässt. Darüber hinaus ist ggf. zusätzlich das höhenmäßige Verlagerungsmaß des Auslegerarmes 17 erfasst, dies bspw. zufolge eines Feder-Weg-Systems oder durch Ermittlung mittels eines Drehwinkelgebers im Bereich der Schwenkachse y.Furthermore, in the exemplary embodiment shown, the motor current of the
Mittels weiter in der Steuerung 22 hinterlegten Regelalgorithmen wird die Leistungsaufteilung von Gebläse 4 und Bürstenantrieb 18 vorgenommen, dies weiter in unmittelbarer Abhängigkeit zu dem erfassten Bodenbelag, wobei diese Leistungsaufteilung zyklisch in eine vorgegebene Standard-Leistungsaufnahme von Gebläse 4 und Bürstenantrieb 18 zurückversetzt wird, wonach die Regelung neu beginnt.The power distribution of
Die Gesamtleistungsaufnahme im Gerät 1 bzw. in dem Gerät 1 und dem Staubsauger 2 bleibt bevorzugt konstant unabhängig von der jeweiligen Leistungsaufteilung.The total power consumption in the device 1 or in the device 1 and the
Anhand der nachfolgenden Tabelle ist die Leistungsaufteilung von Gebläse 4 und Bürstenantrieb 18 beispielhaft im Zusammenhang mit drei verschiedenen Bodenbelägen dargestellt:
Zufolge der beschriebenen Leistungssteuerung ist bei bevorzugt gleichbleibender Gesamtleistung ein gleichmäßiges Reinigungsergebnis unabhängig vom Bodenbelag erreichbar.As a result of the power control described, a uniform cleaning result can be achieved independently of the floor covering, with the overall power preferably remaining the same.
Die
Wie insbesondere aus der Schnittdarstellung in
Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ist auch bei dem autonom verfahrbaren Gerät 1 innerhalb des Saugraumes 14 eine walzenartige Bürste 15 angeordnet, deren Walzenachse x quergerichtet verläuft zu einer üblichen Verfahrrichtung des Gerätes 1. Die Borsten 16 durchtreten auch hier den Saugmund 11 zur mechanischen Bearbeitung des zu pflegenden Bodens 9.As in the first exemplary embodiment, a roller-
Weiter ist in dem Gehäuse des Gerätes 1 ein Bürstenantrieb 18 in Form eines Elektromotors vorgesehen, welcher über einen lediglich schematisch dargestellten Riementrieb 19 auf die Bürste 15 einwirkt.Also provided in the housing of the device 1 is a
Die Stromversorgung des Bürstenantriebs 18 sowie des Gebläses 4 und darüber hinaus auch eines nicht dargestellten Antriebsmotors für Verfahrräder 25 des Gerätes 1 ist erreicht durch einen in dem Gerät 1 aufgenommenen Akkumulator 26. Dieser dient auch der Stromversorgung einer Steuerung 22 in dem Gerät 1.The power supply of the
Unterflurseitig, d.h. weiter im Bereich des Gerätebodens 10, ist ein Bodensensor 21 bevorzugt in Form eines auf den Boden 9 gerichteten Ultraschallwandlers oder eines Infrarot-Sensors vorgesehen, über welchen die Bodenbelagsart ermittelt werden kann.On the underfloor side, i.e. further in the area of the
Die Leistungssteuerung des Bürstenantriebs 18 sowie des Gebläses 4 erfolgt auch hier in Abhängigkeit von dem Messergebnis des Bodensensors 21, wie weiter bzgl. des ersten Ausführungsbeispiels näher beschrieben, welches Messergebnis ggf. verglichen wird mit einem Ergebnis einer Stromaufnahmemessung des Bürstenantriebs 18. Auch kann in dieser Ausführungsform die Bürste 15 an einer Schwinge gelagert sein, wobei in diesem Fall, ggf. zusätzlich, der Eintauchweg und/oder der Schwenkwinkel der Schwinge zur Ermittlung des Bodenbelags herangezogen wird.The power control of the
Zufolge des vorbeschriebenen Verfahrens ist insbesondere im Zusammenhang mit einem autonom arbeitenden Gerät 1, welches zur Stromversorgung einen Akkumulator 26 mit begrenzter elektrischer Energiemenge mitführt, ein zeitlich maximierter Arbeitszyklus erreichbar, bei welchem in Abhängigkeit von dem jeweiligen Bodenbelag eine entsprechende Leistungsaufteilung vorgenommen wird. Hierbei hilft der geschaffene Regelkreis zur optimalen und sinnvollen Energieausnutzung, welcher Regelkreis abhängig vom Bodenbelag den Bürstenantrieb 18 und das Gebläse 4 ansteuert und somit ein relatives Maximum der Reinigungsleistung und Reinigungsdauer erzielt wird.As a result of the method described above, a time-maximized work cycle can be achieved, in particular in connection with an autonomously operating device 1, which carries an
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Saug-/Kehrgerätsuction/sweeping device
- 22
- Staubsaugervacuum cleaner
- 33
- Basisgerätbase unit
- 44
- Gebläsefan
- 55
- Staubfilterbeuteldust filter bag
- 66
- Elektrokabelelectric cable
- 77
- Stielstalk
- 88th
- Betätigungsgriffoperating handle
- 99
- Bodenfloor
- 1010
- Gerätebodendevice shelf
- 1111
- Saugmundsuction mouth
- 1212
- Saugkanalsuction channel
- 1313
- Anschlussstutzenconnecting piece
- 1414
- Saugraumsuction chamber
- 1515
- Bürstebrush
- 1616
- Borstenbristles
- 1717
- Auslegerarmboom arm
- 1818
- Bürstenantriebbrush drive
- 1919
- Riementriebbelt drive
- 2020
- FederFeather
- 2121
- Bodensensorfloor sensor
- 2222
- Steuerungsteering
- 2323
- Staubsammelraumdust collection room
- 2424
- Ausblasgitterexhaust grille
- 2525
- Verfahrradmisconduct
- 2626
- Akkumulatoraccumulator
- xx
- Walzenachseroller axis
- yy
- Schwenkachsepivot axis
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