DE102011015574A1

DE102011015574A1 - Sauggerät mit einem Motorsensor

Info

Publication number: DE102011015574A1
Application number: DE102011015574A
Authority: DE
Inventors: Dr. Steimel Johannes
Original assignee: Festool GmbH
Current assignee: Festool GmbH
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2012-10-04
Anticipated expiration: 2031-03-31
Also published as: DE102011015574B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sauggerät (10) mit einem Saugergehäuse (11) und einem in dem Saugergehäuse (11) angeordneten Saugmotor (13) zum Erzeugen eines Saugstroms (15), mit einem in dem Saugergehäuse (11) angeordneten Partikelsammelraum (12) zum Sammeln von aus dem Saugstrom (15) abgesonderten Partikeln (16), mit einem Saugeinlass (24) zum Einströmen des Saugstroms (15) in den Partikelsammelraum (12) und mit einem aus dem Partikelsammelraum (12) zu dem Saugmotor (13) führenden Saugauslass (25), dem ein Filter (17) zum Ausfiltern von Partikeln (16) aus dem Saugstrom (15) vorgelagert ist, und mit einer Abreinigungseinrichtung (35) zum Abreinigen eines sich an dem Filter (17) beim Ausfiltern der Partikel (16) aus dem Saugstrom (15) bildenden Filterbelags von dem Filter (17) im Rahmen eines Abreinigungsprozesses. Bei dem Sauggerät (10) ist vorgesehen, dass es mindestens einen dem Saugmotor (13) zugeordneten Motorsensor (60) zur Erzeugung eines Saugmotor-Sensorsignals aufweist, und dass es eine Steuerungseinrichtung (50) zur Ansteuerung der Abreinigungseinrichtung (35) zur Durchführung des Abreinigungsprozesses in Abhängigkeit von dem Saugmotor-Sensorsignal aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sauggerät mit einem Saugergehäuse und einem in dem Saugergehäuse angeordneten Saugmotor zum Erzeugen eines Saugstroms, mit einem in dem Saugergehäuse angeordneten Partikelsammelraum zum Sammeln von aus dem Saugstrom abgesonderten Partikeln, mit einem Saugeinlass zum Einströmen des Saugstroms in den Partikelsammelraum und mit einem aus dem Partikelsammelraum zu dem Saugmotor führenden Saugauslass, dem ein Filter zum Ausfiltern von Partikeln aus dem Saugstrom vorgelagert ist, und mit einer Abreinigungseinrichtung zum Abreinigen eines sich an dem Filter beim Ausfiltern der Partikel aus dem Saugstrom bildenden Filterbelags von dem Filter im Rahmen eines Abreinigungsprozesses.
Der Filter ist dem Saugmotor und der durch ihn angetriebenen Saugturbine vorgelagert und hält die Partikel zumindest im Wesentlichen in dem Partikelsammelraum zurück. Insbesondere im Bereich des Saugauslasses, d. h. zum Saugmotor hin, setzen Partikel den Filter beim Betrieb des Sauggerätes nach und nach zu, d. h. es lagern sich Partikel an dem Filter oder Filterabschnitt an, so dass der Filter einen höheren Strömungswiderstand aufweist und somit die Saugleistung des Sauggerätes abnimmt. Die Abreinigungseinrichtung sorgt nunmehr von Zeit zu Zeit dafür, dass die am Filter abgelagerten, einen Filterbelag, z. B. ein sogenannten Filterkuchen, bildenden Partikel vom Filter im Rahmen eines sogenannten Abreinigungsprozesses entfernt werden. Beispielsweise wird der Filter bei der Abreinigung gerüttelt oder in sonstiger Weise mechanisch betätigt, so dass die Partikel in Richtung des Partikelsammelraums, jedenfalls vom Filter weg, bewegt werden. Weiterhin ist eine Gegenstrom-Abreinigung üblich, bei der der Filter kurzzeitig entgegen der beim Saugbetrieb üblichen Strömungsrichtung von einem Abreinigungsluftstrom durchströmt wird, so dass der Filterbelag oder zumindest ein Teil der Partikel vom Filter sozusagen weggeblasen werden.
Üblicherweise wird ein solcher Abreinigungsprozess beispielsweise durch einen elektrischen Schalter ausgelöst, der am Sauggerät angeordnet ist. Weiterhin kann eine Steuerungseinrichtung vorgesehen sein, die den Abreinigungsprozess zyklisch anstößt.
Die Betätigung eines elektrischen Schalters ist umständlich. Eine zyklische Abreinigung kann auch dann stattfinden, wenn sie eigentlich nicht notwendig ist, oder aber auch verspätet, wenn der Filter mit Partikeln bereits so verschmutzt ist, dass der Reinigungsbetrieb mit dem Sauggerät eine deutlich geringere Effizienz aufweist.
Ferner soll eine Gegenstrom-Abreinigung sozusagen im laufenden Saugbetrieb stattfinden können und dabei zwar sehr effizient arbeiten, ohne den Saugbetrieb jedoch zu stören, d. h. der Saugmotor läuft während der Abreinigung weiter.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Sauggerät mit einer optimierten Abreinigung eines Filters bereitzustellen, der vor einem zum Saugaggregat oder Saugmotor führenden Saugauslass des Partikelsammelraums angeordnet ist.
Der Filter kann beispielsweise einen Faltenfilter, ein Filtermodul oder -einsatz, einen plattenartigen Filter oder dergleichen bilden oder umfassen, der oberhalb des Partikelsammelraums angeordnet ist. Es kann in diesem Fall, z. B. bei einem Nasssauger, beispielsweise im Partikelsammelraum selbst kein weiterer Filter oder Filtersack angeordnet sein.
Der Filter kann aber auch beispielsweise einen Filtersack oder einen Abschnitt eines Filtersacks bilden oder umfassen, der in dem Partikelsammelraum angeordnet ist. Es ist dabei möglich, dass die erfindungsgemäße Abreinigung bei einer Kombination eines Filtersacks mit einem Filterelement eingesetzt wird, das oberhalb des Partikelsammelraums angeordnet ist, oder dass oberhalb des Partikelsammelraums kein Filterelement angeordnet ist.
Zur Lösung der Aufgabe ist bei einem Sauggerät der eingangs genannten Art vorgesehen, dass es mindestens einen dem Saugmotor zugeordneten Motorsensor zur Erzeugung eines Saugmotor-Sensorsignals aufweist, und dass es eine Steuerungseinrichtung zur Ansteuerung der Abreinigungseinrichtung zur Durchführung des Abreinigungsprozesses in Abhängigkeit von dem Saugmotor-Sensorsignal aufweist.
Ein vorteilhafter Ansatz ist es dabei, dass der Saugmotor durch den Motorsensor sozusagen überwacht wird und der Motorsensor ein Saugmotor-Sensorsignal bildet, das von der Funktion, einem Arbeitszustand oder dergleichen des Saugmotors abhängt. Abhängig davon, wie der Saugmotor arbeitet oder funktioniert, ermittelt die Steuerungseinrichtung beispielsweise, ob eine Abreinigung notwendig oder vorteilhaft ist. Zweckmäßigerweise kann die Steuerungseinrichtung das Saugmotor-Sensorsignal auch dazu nutzen, die Abreinigung, die bereits begonnen hat, zu überwachen.
Wenn also beispielsweise ein Saugrohr oder der Saugeinlass des Partikelsammelraums ganz oder teilweise verschlossen wird, steigt die Drehzahl des Saugmotors an. Das ist ein optimaler Zeitpunkt, eine Abreinigung anzustoßen. Die Steuerungseinrichtung erfasst beispielsweise anhand eines Drehzahlsensors die erhöhte Drehzahl des Saugmotors und steuert die Abreinigungseinrichtung zur Durchführung des Abreinigungsprozesses an. Eine manuelle Betätigung, beispielsweise mittels eines elektrischen Schalters, um die Abreinigungseinrichtung zur Durchführung eines Abreinigungsprozesses anzusteuern ist zwar möglich und kann bei einem erfindungsgemäßen Sauggerät selbstverständlich auch vorgesehen sein, ist jedoch nicht unbedingt notwendig. Vielmehr erfasst das Sauggerät sozusagen selbst, ob die Abreinigung sinnvoll oder notwendig ist. Der Bediener kann beispielsweise das Saugrohr des Sauggeräts oder den Saugeinlass verschließen, beispielsweise mit der Hand zu halten oder mittels eines vorteilhaft vorgesehenen Schiebers oder einer zweckmäßigen Klappe, so dass in Folge dessen beispielsweise die Drehzahl des Saugmotors ansteigt und die Stromaufnahme des Saugmotors absinkt. Eines oder beides oder auch davon abhängige Größe, z. B. eine Strömung oder ein Druck, wird von der Steuerungseinrichtung erfasst und sozusagen als Startsignal für die Abreinigung ausgewertet.
Eine Abreinigung mittels Gegenstrom bei verschlossenen Saugeinlass oder Saugrohr ist effizient, so dass die sensorische Erfassung des zumindest teilweise verschlossenen Saugeinlasses besonders vorteilhaft ist.
Selbst verständlich kann der Motorsensor nicht nur mindestens einen Drehzahlsensor umfassen, sondern beispielsweise auch – oder alternativ – einen Stromsensor zur Erfassung eines den Saugmotor durchfließenden elektrischen Stroms.
Weiterhin kann der Motorsensor auch einen Temperatursensor zur Erfassung einer Temperaturänderung am Saugmotor selbst oder auch im Bereich des Saugmotors umfassen.
Beispielsweise ist es möglich, dass eine Temperatur des Saugmotors absinkt, wenn dessen Drehzahl steigt, weil beispielsweise ein Kühlventilator für eine erhöhte Kühlung des Saugmotors sorgt. Dies kann der Temperatursensor erfassen und an die Steuerungseinrichtung melden. Aber auch der umgekehrte Fall ist möglich, dass beispielsweise aufgrund einer höheren Belastung des Saugmotors seine Temperatur ansteigt, was als Startsignal für eine Abreinigung ausgewertet wird. Weiterhin ist es möglich, dass beispielsweise eine geänderten Luftströmung, zum Beispiel am Saugmotor selbst, dessen Kühleinrichtung, einer vom Saugmotor angetriebenen Saugturbine oder dergleichen, zu einer Temperaturänderung führt, die der Temperatursensor erfassen und an die Steuerungseinrichtung melden kann.
Der mindestens eine Motorsensor kann aber auch einen Drucksensor zur Erfassung eines Drucks und/oder einen Strömungssensor zur Erfassung einer Strömung umfassen. Beispielsweise kann bei einer höheren Drehzahl des Saugmotors oder einer Saugturbine, die der Saugmotor antreibt, ein höherer Staudruck oder eine erhöhte Luftströmung, beispielsweise einer Kühlluft des Saugmotors, entstehen, was der Drucksensor und/oder der Strömungssensor erfassen kann. Der Drucksensor oder der Strömungssensor ist beispielsweise im Bereich einer Einströmöffnung oder im Bereich einer Ausströmöffnung einer von dem Saugmotor angetriebenen Saugturbine, bei einer Kühlturbine oder dergleichen angeordnet.
Es versteht sich, dass der Motorsensor auch mehrere Sensoren, beispielsweise eine Kombination von Stromsensor und/oder Drehzahlsensor und/oder Drucksensor und/oder Strömungssensor oder auch mehrere Sensoren eines jeweiligen Typs umfassen kann, was die Qualität des Messergebnisses der Sensoranordnung vorzugsweise erhöht.
Die Steuerungseinrichtung ist zweckmäßigerweise zu Ansteuerung der Abreinigungseinrichtung zur Durchführung des Abreinigungsprozesses in Abhängigkeit von einer zeitlichen Änderung des Saugmotor-Sensorsignals ausgestaltet. Wenn sich also innerhalb beispielsweise einer einstellbaren, vorbestimmten oder erlernbaren Zeitspanne das Saugmotor-Sensorsignal um einen vorbestimmten, einstellbaren oder erlernbaren Wert ändert, beispielsweise relativ schnell ansteigt oder absinkt, wird dies von der Steuerungseinrichtung als ein Signal zum Starten des Abreinigungsprozesses gewertet.
Beispielsweise steigt eine Drehzahl um mindestens 20%, vorzugsweise um mindestens 30% oder auch weiter bevorzugt um mindestens 40%, oder 50%, oder 60% innerhalb 1 s an, um bei der Steuerungseinrichtung das Signal ”Abreinigung Starten” auszulösen.
Die Steuerungseinrichtung ist zweckmäßigerweise zu einer Einstellung eines Zeitintervalls zwischen zwei aufeinander folgenden Abreinigungsprozessen und/oder einer Dauer eines Abreinigungsprozesses in Abhängigkeit von dem Saugmotor-Sensorsignal ausgestaltet. Wenn beispielsweise über eine bestimmte Zeitspanne eine Drehzahl des Saugmotors erhöht und/oder eine Stromaufnahme des Saugmotors verringert ist, insbesondere jeweils als Mittelwert, kann dies ein Signal dafür sein, dass der Filter relativ stark mit Partikeln zugesetzt ist, d. h. dass sich beispielsweise ein Filterkuchen gebildet hat. Dies wird von der Steuerungseinrichtung erfasst, so dass sie beispielsweise eine Abreinigung sofort einleitet und/oder eine Dauer eines Abreinigungsprozesses erhöht, so dass beispielsweise ein Abreinigungsantrieb mehrfach innerhalb dieser Abreinigungsdauer angesteuert wird, und/oder ein Intervall verkleinert wird, das zwischen 2 Abreinigungsprozessen vorhanden ist. Selbstverständlich ist auch das umgekehrte möglich, d. h. dass beispielsweise bei verringerter Drehzahl des Saugmotors oder erhöhter Stromaufnahme ein Abreinigungsintervall vergrößert wird, die Dauer eines Abreinigungsprozesses verkleinert oder dergleichen.
Es ist vorteilhaft, wenn die Steuerungseinrichtung zu einer Mittelwertbildung, Filterung oder dergleichen des Saugmotor-Sensorsignals ausgestaltet ist. Somit können beispielsweise kurzzeitige Spitzenwerte von Drehzahl, Leistungsaufnahme, elektrischem Strom oder dergleichen ausgefiltert oder gemittelt werden, so dass die Abreinigung stets zu optimalen Zeitpunkten und mit optimaler Menge durchgeführt wird und nicht zu ungünstigen Zeitpunkten, wenn dies an sich nicht notwendig wäre.
Die Steuerungseinrichtung beginnt und/oder beendet beispielsweise bei einer vorbestimmten und/oder einstellbaren, insbesondere zeitabhängigen, Änderung des zeitlichen Mittelwertes den Abreinigungsprozess.
Vorteilhaft ist ein Aktivierungsschalter vorhanden, der auch ein Deaktivierungsschalter sein kann, mit dem die Steuerung des Abreinigungsprozesses in Abhängigkeit von dem Saugmotor-Sensorsignal aktivierbar und/oder deaktivierbar ist. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung nach einer insbesondere manuellen Betätigung des Aktivierungsschalters das Saugmotor-Sensorsignal sozusagen ignorieren. Wenn in diesem Fall beispielsweise der Saugeinlass, das vordere, freie Ende eines Saugrohrs oder dergleichen verschlossen wird, startet die Steuerungseinrichtung den Abreinigungsprozess nicht. Somit kann das Sauggerät beispielsweise auch als Handhabungsgerät genutzt werden, beispielsweise um Gegenstände anzusaugen und anzuheben.
Der Aktivierungsschalter kann beispielsweise ein Tastschalter sein, so dass nach einer gewissen Zeitdauer die Steuerungseinrichtung wieder erfindungsgemäß arbeitet und dass Saugmotor-Sensorsignal zur Steuerung des Abreinigungsprozesses auswertet. Der Aktivierungsschalter kann selbstverständlich auch ein Ein-/Ausschalter sein, mit dem die Steuerungseinrichtung zu der vorteilhaften Auswertung des Saugmotor-Sensorsignals aktiviert oder deaktiviert werden kann.
Bei einem Sauggerät oder obigen Art oder einem Sauggerät mit einem Saugergehäuse und einem in dem Saugergehäuse angeordneten Saugmotor zum Erzeugen eines Saugstroms, mit einem in dem Saugergehäuse angeordneten Partikelsammelraum zum Sammeln von aus dem Saugstrom abgesonderten Partikeln, mit einem Saugeinlass zum Einströmen des Saugstroms in den Partikelsammelraum und mit einem aus dem Partikelsammelraum zu dem Saugmotor führenden Saugauslass, dem ein Filter zum Ausfiltern von Partikeln aus dem Saugstrom vorgelagert ist, und mit einer Abreinigungseinrichtung zum Abreinigen eines sich an dem Filter beim Ausfiltern der Partikel aus dem Saugstrom bildenden Filterbelags von dem Filter im Rahmen eines Abreinigungsprozesses kann gemäß einer an sich eigenständigen Erfindung vorgesehen sein, dass es mindestens einen Abreinigungssensor zur Erzeugung eines Abreinigung-Sensorsignals in Abhängigkeit einer Funktion der Abreinigungseinrichtung aufweist, und dass es eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Saugmotors in Abhängigkeit von dem Abreinigung-Sensorsignal aufweist.
Ein vorteilhafter Ansatz ist es, dass im Bereich der Abreinigungseinrichtung ein Abreinigungssensor angeordnet ist, der die Funktion der Abreinigungseinrichtung sozusagen überwacht, jedenfalls abhängig von der Funktion der Abreinigungseinrichtung einen Abreinigung-Sensorsignal erzeugt, welches von der Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Saugmotors verwendet wird. So kann die Abreinigungseinrichtung optimal genutzt werden. Die Steuerungseinrichtung passt sozusagen die Funktion oder Leistung des Saugmotors an die Funktion der Abreinigungseinrichtung an.
Wenn beispielsweise ein Ventilglied der Abreinigungseinrichtung gegen den vom Saugmotor erzeugten Saugstrom nicht öffenbar ist, senkt die Steuerungseinrichtung beispielsweise die Leistung des Saugmotors ab, so dass die Abreinigungseinrichtung ihre Funktion erfüllen kann, d. h. dass beispielsweise das Ventilglied in eine Offenstellung verstellbar ist. Sinngemäß gilt dies selbstverständlich auch dann, wenn das Ventilglied während des Abreinigungsprozesses in eine Schließstellung zu verstellen ist.
Es ist auch möglich, dass die Steuerungseinrichtung die Leistung des Saugmotors vor, während oder nach eines Abreinigungsprozesses anhebt, beispielsweise um einen besonders starken Abreinigungsluftstrom zu erzeugen und/oder bei einem mechanischen Abreinigen, zum Rütteln des Filters, eine besonders hohe Strömung zu erzielen.
Der Abreinigungssensor kann beispielsweise einen Stromsensor zur Erfassung eines elektrischen Stroms umfassen, mit dem ein Abreinigungsantrieb der Abreinigungseinrichtung bestromt wird.
Der Abreinigungsantrieb kann beispielsweise zum mechanischen Betätigen des Filters ausgestaltet sein. Beispielsweise kann es sich bei dem Abreinigungsantrieb um einen pneumatischen oder elektrischen Antrieb zum Rütteln des Filters handeln.
Wie oben bereits angesprochen, kann die Abreinigungseinrichtung auch beispielsweise eine Ventilanordnung mit einem oder mehreren Ventilen umfassen. Mit der Ventilanordnung ist ein Abreinigungsluftstrom schaltbar. Der Abreinigungsluftstrom durchströmt das Filter in einer zu dem Saugstrom gegensinnigen Richtung, lässt also beispielsweise zumindest einen Teil der Partikel oder den Filterkuchen als Ganzes von dem Filter ab.
Der Abreinigungsantrieb kann beispielsweise in diesem Fall ein Ventilantrieb sein, mit dem eines oder mehrere Ventilglieder der vorgenannten Ventilanordnung antreibbar sind. Wenn also der Ventilantrieb es nicht ”schafft”, das Ventilglied zu betätigen, fließt ein relativ hoher elektrischer Strom durch den Ventilantrieb. Dies kann der vorgenannte Stromsensor erfassen. Die Steuerungseinrichtung senkt dann beispielsweise die Leistung des Saugmotors ab, bis die Leistung des Ventilantriebs ausreicht, das Ventilglied zu betätigen.
Weiterhin ist es möglich, dass der mindestens eine Abreinigungssensor einen Positionssensor für das mindestens eine Ventilglied der Ventilanordnung umfasst. Mithilfe des Positionssensors kann beispielsweise ermittelt werden, ob das jeweilige Ventilglied zumindest teilweise geöffnet ist, seine Schließstellung einnimmt oder dergleichen. Wenn also beispielsweise das Ventilglied nicht in gewünschtem Maße öffnet oder schließt, beispielsweise vom Saugstrom in eine an sich nicht gewünschte Schließstellung oder Offenstellung ”gezogen” oder gepresst wird, kann die Steuerungseinrichtung die Leistung des Saugmotors dementsprechend absenken.
Weiterhin kann der mindestens eine Abreinigungssensor einen Drucksensor zur Erfassung eines Drucks, einen Strömungssensor zur Erfassung einer Strömung und/oder einen Temperatursensor zur Erfassung einer sich im Rahmen des Abreinigungsprozesses ergebenden Temperaturänderung umfassen. Ein Drucksensor ist beispielsweise im Bereich der Abreinigungseinrichtung oder des Filters angeordnet.
Selbstverständlich ist auch eine Kombination mehrerer der vorgenannten Sensoren, einschließlich auch des Stromsensors und/oder des Positionssensors ohne weiteres möglich.
Wenn also der Abreinigungsprozess zwar angestoßen wird, jedoch nicht in gewünschtem Maße in Gang kommt, wird dies beispielsweise dadurch erkannt, dass sich entsprechende Druckverhältnisse am Filter, am Eingang und/oder am Ausgang der Abreinigungseinrichtung, nicht einstellen. Dies erkennt die Steuerungseinrichtung und senkt beispielsweise die Leistung des Saugmotors solange ab, bis der Abreinigungsprozess beginnt.
Auch ein Strömungssensor, der beispielsweise am Filter, im Bereich der Abreinigungseinrichtung oder dergleichen angeordnet ist, kann beispielsweise erfassen, ob ein Abreinigungsluftstrom tatsächlich strömt oder nicht.
Der Temperatursensor kann beispielsweise eine Temperaturänderung am Abreinigungsantrieb ermitteln. Wenn der Abreinigungsantrieb beispielsweise einen Ventilantrieb für ein Ventilglied umfasst oder bildet, das Ventilglied jedoch nicht betätigen kann und somit quasi stehen bleibt, erhöht sich z. B. eine Temperatur des Abreinigungsantriebs, weil er von einem verhältnismäßig großen elektrischen Strom durchflossen wird. Dies kann mit einem Temperatursensor erfasst werden, wobei die Steuerungseinrichtung vorteilhaft dann die Leistung des Saugmotors absenkt, bis der Ventilantrieb in der Lage ist, dass Ventilglied zu betätigen. Eine durch einen Temperatursensor erfassbare Temperaturänderung kann beispielsweise auch infolge einer geänderten Luftströmung auftreten, beispielsweise weil der Filter von einem Gegenstrom oder Abreinigungsluftstrom durchströmt wird.
Die Steuerungseinrichtung kann die Leistung des Saugmotors beispielsweise kontinuierlich, stufenweise, schrittweise oder dergleichen reduzieren, bis die Abreinigungseinrichtung ihren Abreinigungsprozess zur Abreinigung des Filters einleitet und/oder vollständig erfüllen kann. Wenn also beispielsweise ein Ventilglied der Abreinigungseinrichtung nicht öffnet oder schließt, senkt die Steuerungseinrichtung die Leistung des Saugmotors kontinuierlich, Schritt für Schritt, stufenweise oder dergleichen ab, bis das Ventilglied zumindest beginnt zu öffnen. Die Absenkung der Leistung des Saugmotors kann so lange fortgesetzt werden, bis das Ventilglied beispielsweise ganz öffnet oder ganz schließt, je nach dem, ob das Ventil für die Abreinigung eine Offenstellung oder eine Schließstellung einnehmen muss. Die Steuerungseinrichtung erfasst die Verstellbewegung oder Position des Ventilglieds beispielsweise anhand des mindestens einen Abreinigungssensors.
Die Steuerungseinrichtung ist vorteilhaft so ausgestaltet, dass sie die Abreinigungseinrichtung, insbesondere den Abreinigungsantrieb, nach Beginn des Abreinigungsprozesses mehrfach zu einer Betätigungsbewegung ansteuern kann, beispielsweise zu mehreren Abreinigungsimpulsen, so dass eine bessere oder vollständige Abreinigung möglich ist.
Vorzugsweise ist ein Steuerschalter zur Auslösung des Abreinigungsprozesses vorhanden, der beispielsweise von einem Zeitgeber oder von einem Bediener betätigbar ist. Die Steuerungseinrichtung ist vorteilhaft zu einer Ansteuerung des Saugmotors zur Abgabe einer erhöhten Leistung oder seiner maximalen Leistung bei einer Betätigung des Steuerschalters ausgestaltet. Somit kann also beispielsweise ein Bediener manuell die Abreinigung in Gang setzen, wobei diese manuell ausgelöste Abreinigung eine ”normale” Abreinigung ohne erhöhte Leistung des Saugmotors oder aber zweckmäßigerweise eine Abreinigung mit erhöhter Leistung sein kann.
Zweckmäßigerweise ist die Steuerungseinrichtung zur Auslösung des Abreinigungsprozesses anhand einer zeitlichen Bedingung ausgestaltet. Beispielsweise ist es möglich, dass feste Abreinigungsintervalle programmiert sind, innerhalb derer die Steuerungseinrichtung jeweils einen Abreinigungsprozess initialisiert.
Zweckmäßigerweise sind die zeitlichen Bedingungen vorbestimmt, d. h. beispielsweise fest in der Steuerungseinrichtung programmiert. Bevorzugt ist es jedoch, wenn die Steuerungseinrichtung parametrisierbar ist oder dass beispielsweise Zeitintervalle für einen Abreinigungsprozess durch einen Bediener, ein Programmiergerät oder dergleichen einstellbar sind.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Steuerungseinrichtung Zeitintervalle sozusagen lernen kann, innerhalb denen eine Abreinigung zweckmäßig oder sinnvoll ist. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung bei zunehmendem Verschmutzungsgrad des Filters die Zeitintervalle zwischen den Abreinigungsprozessen nach und nach verkleinern.
Eine weitere vorteilhafte Maßnahme sieht vor, dass die Steuerungseinrichtung zur Speicherung eines Kennwerts zur Ansteuerung des Saugmotors ausgestaltet ist, den die Steuerungseinrichtung während eines Abreinigungsprozesses ermittelt, und dass die Steuerungseinrichtung den Saugmotor bei einem weiteren, nachfolgenden Abreinigungsprozess anhand des Kennwerts oder anhand eines gegenüber dem Kennwert um eine vorbestimmte Differenz erhöhten Kennwerts ansteuert. Die Steuerungseinrichtung merkt sich also einen Kennwert und wendet diesen beim nächsten Abreinigungsprozess an. Somit wird also bei der nächsten Abreinigung der Saugmotor beispielsweise schon mit geringerer Leistung angesteuert, so dass es nicht zu einer unnötigen Verzögerung kommt, bis die Abreinigung tatsächlich beginnt. Es versteht sich, dass eine insbesondere stufenweise Anhebung dieses Kennwerts oder einen Anhebung um einen vorbestimmten Wert vorteilhaft ist, so dass die Steuerungseinrichtung beim nächsten Abreinigungsprozess beispielsweise zunächst mit einem etwas höheren Kennwert beginnt und diesen dann absenkt, wenn die Abreinigung nicht in Gang kommt.
Unter ”Kennwert” wird dabei beispielsweise und nicht abschließend verstanden: ein Drehzahlwert des Saugmotors oder einer Saugturbine, die vom Saugmotor angetrieben wird, Druckverhältnisse im Bereich der Saugturbine, eine Höhe eines elektrischen Stroms, der während der Abreinigung durch den Saugmotor fließt, ein Leistungswert des Saugmotors während der Abreinigung oder dergleichen.
Es ist vorteilhaft, wenn die Steuerungseinrichtung mindestens einen zweiten Kennwert oder mehrere Kennwerte speichern kann, beispielsweise einen ersten Kennwert, der einer ersten Bedingung, z. B. der Abreinigung infolge der Betätigung durch den Steuerschalter, zugeordnet ist, und einen zweiten Kennwert, der der Abreinigung anhand einer zweiten, z. B. zeitlichen Bedingung oder einer sonstigen, im normalen Betrieb des Sauggeräts ausgelösten Abreinigung, zugeordnet ist.
Die Steuerungseinrichtung kann von dem Abreinigung-Sensorsignal sozusagen auch lernen. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung Zeitintervallen bis zu einem nächsten Abreinigungsprozess in Abhängigkeit von einer Zeitdauer ermitteln, die ein jeweiliger Abreinigungsprozess erfordert. Wenn also eine Abreinigung beispielsweise relativ lange dauert, setzt die Steuerungseinrichtung das Zeitintervall herab, während bei einer kurzen, erfolgreichen Abreinigung das Zeitintervall länger sein kann.
Das erfindungsgemäße Sauggerät ist zweckmäßigerweise ein mobiles Sauggerät. Beispielsweise ist am Saugergehäuse eine Rollenanordnung mit einer oder mehreren Rollen zum Rollen des Sauggeräts auf einem Untergrund angeordnet. Weiterhin ist ein Tragegriff vorteilhaft, mit dem das Saugergehäuse angehoben werden kann.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1a eine seitliche Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Sauggeräts bei dem Saugbetrieb ohne Abreinigung,
1b das Sauggerät gemäß 1a, jedoch während der Abreinigung,
2a ein Detail A aus 1a, das einen Abschnitt eines Filters sowie ein Ventil einer Abreinigungseinrichtung des Sauggeräts in Schließstellung zeigt,
2b die Ansicht gemäß 2a, wobei das Ventil jedoch in seiner Offenstellung ist und ein Abreinigungsluftstrom den Filter durchströmen kann,
3 ein Schaltbild mit einer Steuerungseinrichtung, einem Abreinigungsantrieb sowie einem Saugmotor des Sauggeräts gemäß 1, 2,
4 einen Stromverlauf, einen Drehzahlverlauf und einen Temperaturverlauf des Saugmotors, die jeweils von mindestens einem Motorsensor erfasst und von der Steuerungseinrichtung zur Auslösung einer Abreinigung ausgewertet werden,
5 einen Luftströmungsverlauf und einen Temperaturverlauf bei einer Kühleinrichtung des Antriebsmotors, einen Saugströmungsverlauf im Bereich des Antriebsmotors, die jeweils von mindestens einem Motorsensor erfasst und von der Steuerungseinrichtung zur Auslösung einer Abreinigung ausgewertet werden,
6 einen Verlauf eines ersten Kennwertes und
7 einen Verlauf eines zweiten Kennwertes zur Ansteuerung des Saugmotors in Abhängigkeit von Abreinigung-Sensorsignalen und
8 Signalverläufe von Abreinigungssensoren im Bereich der Abreinigungseinrichtung des Sauggeräts.
Ein Sauggerät 10 hat ein Saugergehäuse 11, in dem ein Partikelsammelraum 12 angeordnet ist. Ein im Saugergehäuse 11 angeordneter Saugmotor 13 treibt eine Saugturbine 14 an, die einen Saugstrom 15 erzeugt. Der Saugmotor 13 und die Saugturbine 14 bilden ein Saugaggregat.
Ein Verlauf des Saugstroms 15 beim normalen Saugbetrieb des Sauggeräts 10 ist beispielsweise wie folgt: der Saugstrom 15 tritt durch einen Saugeinlass 24 an der Vorderseite des Saugergehäuse 11 in den Partikelsammelraum 12 ein, in dem sich Partikel 16 ansammeln können, beispielsweise Staub, Späne oder dergleichen. Partikel 16, die sich nicht unten im Partikelsammelraum 12 ansammeln oder ablagern, werden von einem beispielsweise an der Oberseite des Partikelsammelraum 12, jedenfalls vor einem Saugauslass 25 des Partikelsammelraums 12 angeordneten Filter 17 in den Partikelsammelraum 12 zurückgehalten.
Der Filter 17 ist beispielsweise plattenartig und/oder in der Gestalt eines Filtereinsatzes ausgestaltet. Der Filter 17 kann beispielsweise einen Faltenfilter umfassen.
Oberhalb des Filters 17 befindet sich ein Strömungsraum 18, durch den der Saugstrom 15 stromabwärts aus dem Filter 17 strömt. Von dem Strömungsraum 18 führt ein Strömungskanal 19 in Richtung eines Einlasses 20 der Saugturbine 14, die den Saugstrom 15 durch ihren Auslass 21 in Richtung eines Auslasskanals 22 ausbläst. Der Auslasskanal 22 mündet an Ausströmöffnungen seitlich am Sauggerät 10 aus.
An den Saugeinlass 24 ist in an sich bekannterweise beispielsweise ein flexibler Schlauch 23, ein Saugrohr oder dergleichen anschließbar. Der Saugeinlass 24 weist beispielsweise einen Anschlussstutzen 26 auf.
Das Saugergehäuse 11 ist vorliegend zweiteilig ausgestaltet und weist ein Unterteil 27 auf, in dem der Partikelsammelraum 12 vorgesehen ist, sowie ein Oberteil 28, das die elektrischen Komponenten des Sauggeräts 10 im Wesentlichen enthält, beispielsweise den Saugmotor 13.
Das Saugergehäuse 11 ist mit Rollen 29 versehen, mit denen es auf einem Untergrund rollbar ist.
An einer oberen Wand 30 des Saugergehäuses 11 ist vorzugsweise ein Griff 31 zum Tragen des Sauggeräts 10 vorgesehen.
Weiterhin weist das Sauggerät 10 Bedienelemente 32, beispielsweise zum Einschalten oder Ausschalten des Saugmotors 13, auf, die an einem Bedienbereich 33 des Saugergehäuses 11 vorgesehen sind. Der Bedienbereich 33 befindet sich zweckmäßigerweise ergonomisch günstig oben an der Vorderseite des Saugergehäuses 11. Jedenfalls ist der Bedienbereich 33 vorzugsweise am die elektrischen Komponenten des Sauggeräts 10 enthaltenden Saugergehäuse-Oberteil 28 vorgesehen.
Das Sauggerät 10 weist eine Abreinigungseinrichtung 35 auf, mit dem der Filter 17 abgereinigt werden kann. Im Rahmen eines so genannten Abreinigungsprozesses, für den nachfolgend vorteilhafte Maßnahmen vorgeschlagen werden, werden dabei sich an der dem Partikelsammelraum 12 zugewandten Seite 34, vorliegend also der Unterseite, des Filters 17 angesammelte, am Filter 17 anhaftende und somit einen Filterbelag bildende Partikel 16 von dem Filter 17 zumindest teilweise entfernt, so dass dessen Strömungswiderstand gegenüber dem Saugstrom 15 nach erfolgter Abreinigung geringer und somit die Saugleistung des Sauggeräts 10 wieder besser wird.
Die Abreinigungseinrichtung 35 arbeitet vorliegend nach dem so genannten Gegenstromprinzip, wobei selbstverständlich für eine mechanische Abreinigung, beispielsweise durch Rütteln des Filters 17 oder dergleichen, ohne weiteres möglich wäre.
Im Rahmen des Abreinigungsprozesses lässt die Abreinigungseinrichtung 35 einen Abreinigungsluftstrom 36 durch den Filter 17 entgegen der Strömungsrichtung des Saugstroms 15 strömen, insbesondere stoßartig, so dass die an der Seite 34 des Filters 17 anhaftenden Partikel 16 vom Filters 17 abgestoßen werden.
Nun könnte der Abreinigungsluftstrom 36 beispielsweise aus einem Druckspeicher stammen. Die Abreinigungseinrichtung 35 arbeitet jedoch mit Umgebungsluft bzw. mit Atmosphärendruck. Der Abreinigungsluftstrom 36 strömt durch einen angedeuteten Umgebungslufteinlass 37 zu einer Ventilanordnung 38 der Abreinigungseinrichtung 35. Der Umgebungslufteinlass 37 ist beispielsweise an der oberen Wand 30, einer Seitenwand des Saugergehäuses 11 oder dergleichen vorgesehen. Zum Einströmen von Fremdluft in Richtung der im Innern des Saugergehäuses 11 angeordneten Ventilanordnung 38 können aber auch schon Lüftungsöffnungen, Undichtigkeiten oder dergleichen ausreichen, die ein Einströmen von Fremdluft in den Innenraum des Saugergehäuses 11, also zur Ventilanordnung 38, zulassen.
Die Ventilanordnung 38 umfasst ein Ventilglied 39, das durch einen Ventilantrieb antreibbar ist. Der Ventilantrieb wird nachfolgend als Abreinigungsantrieb 40 bezeichnet. Der Abreinigungsantrieb 40 umfasst beispielsweise einen Elektromagneten 41, der bei Bestromung das Ventilglied 39 in Richtung einer Offenstellung O verstellt, in der das Ventilglied 39 einen Fremdlufteinlass 43 freigibt. Der Abreinigungsantrieb 40 umfasst weiterhin eine Federanordnung 42, die das Ventilglied 39 in Richtung einer Schließstellung S verstellt, in der das Ventilglied 39 den Fremdlufteinlass 43 verschließt.
Der Abreinigungsantrieb 40 muss also nur dann mit Strom versorgt werden, wenn er das Ventilglied 39 in Richtung seiner Offenstellung (2b) betätigen muss, kann ansonsten jedoch stromlos bleiben, was sehr effizient ist. Die Federanordnung 42 umfasst eine Feder 44, in deren Innenraum der Motor des Abreinigungsantriebs 40, also zum Beispiel der Elektromagnet 41, angeordnet ist. Die Feder 44 stützt sich einerseits an einem den Elektromagneten 41 haltenden Motorgehäuse 45 ab, andererseits an einem Boden einer Federaufnahme 46 des Ventilglieds 39.
Selbstverständlich wäre auch ein elektrischer oder pneumatischer Antrieb möglich, der bidirektional arbeitet und/oder ein Antrieb, der das Ventilglied 39 aktiv in die Schließstellung S und/oder die Offenstellung O verstellen könnte.
Das Ventilglied 39 ist vorteilhaft mit einer Dichtung 47 zum Verschließen des Fremdlufteinlasses 43 versehen. In der Schließstellung S ist die Dichtung 47 zwischen einem Ventilkörper 48 des Ventilglieds 39 und einer Wand 49 angeordnet, an der der Fremdlufteinlass 43 vorgesehen ist. Die Dichtung 47 ist beispielsweise eine Ringdichtung, die in der Schließstellung S den Fremdlufteinlass 43 ringförmig umschließt. Vorzugsweise sind der Fremdlufteinlass 43 und der Bereich des Ventilkörpers 48, der den Fremdlufteinlass 43 verschließt, kreisrund, wobei selbstverständlich auch andere Geometrien möglich sind. Des Weiteren kommt es auf die genaue Gestaltung des Ventilgliedes es nicht an, d. h. es sind z. B. auch andere Umfangsgeometrien des Ventilglieds und/oder Luftdurchlässe am Ventilglied, die jedoch in der Schließstellung zumindest im Wesentlichen verschlossen sind, möglich. Weiterhin kann das nachfolgend noch im Detail beschriebene Steuerungskonzept selbstverständlich auch bei mehreren Ventilen bzw. einer Ventilanordnung mit mehreren Ventilgliedern, die gemeinsam oder individuell an steuerbar sind, vorteilhaft eingesetzt werden:
Eine Steuerungseinrichtung 50 des Sauggeräts 10 steuert den Saugmotor 13 und die Abreinigungseinrichtung 35 an, wobei selbstverständlich auch für den Saugmotor 13 und die Abreinigungseinrichtung 35 jeweils separate, jedoch zweckmäßigerweise miteinander dem nachfolgend beschriebenen Konzept folgend kooperierende Steuerungseinrichtungen möglich sind. Die Steuerungseinrichtung 50 umfasst einen Mikroprozessor 51 sowie einen Speicher 52, wobei selbstverständlich auch eine analoge Steuerungseinrichtung und/oder eine Steuerungseinrichtung mit miteinander kombinierten Logik-Komponenten, eine Steuerungseinrichtung, bei der der Speicher integral in den Mikroprozessor integriert sind oder dergleichen ohne weiteres möglich sind.
Die Steuerungseinrichtung 50 steuert eine Bestromungseinrichtung 53 zur Bestromung des Saugmotors 13 und des Abreinigungsantriebs 40 an. Die Bestromungseinrichtung 53 könnte einen integralen Bestandteil der Steuerungseinrichtung 50 bilden. Die Bestromungseinrichtung 53 weist beispielsweise einen oder mehrere leistungselektronische Schalter, Relais oder dergleichen auf.
Ein Bediener kann beispielsweise über Bedienelemente 54 des Sauggeräts 10 der Steuerungseinrichtung 50 Steuer-Befehle geben, beispielsweise den Saugmotor 13 ein- und ausschalten, eine Saugleistung vorgegeben oder dergleichen. Weiterhin ist ein Steuerschalter 55 als ein separates Bedienelement zum Aktivieren der Abreinigungseinrichtung 35 bzw. zum Anstoßen eines Abreinigungsprozesses vorgesehen, wobei dieser Steuerschalter 55 in einer Variante der Erfindung eine optionale Variante darstellt.
Die Bestromungseinrichtung 53 versorgt über Leitungen 56, 57 den Saugmotor 13 und den Abreinigungsantrieb 40 mit Strom, die beispielsweise an ein gemeinsames Massepotenzial 58 angeschlossen sind, wobei die Leitungen 56, 57 selbstverständlich auch jeweils einen Rückleiter umfassen könnten.
Das Sauggerät 10 weist mehrere Motorsensoren 60 sowie mehrere Abreinigungssensoren 70 auf, von denen selbstverständlich jeweils einer ausreichen würde. Die Motorsensoren 60 und die Abreinigungssensoren 70 sind teilweise schematisch eingezeichnet.
Der Leitung 56 ist ein als Motorsensor 60 dienender Stromsensor 61, der Leitung 57 ein als Abreinigungssensor 70 dienender Stromsensor 71 zugeordnet, mit denen die über die Leitungen 56, 57 fließenden Ströme messbar sind. Die Stromsensoren 61, 71 sind beispielsweise so genannte Shunts.
Anstelle der individuellen Stromsensoren 61, 71 könnte auch ein gemeinsamer Stromsensor 80 vorgesehen sein, der die über die Leitungen 56, 57 fließenden Ströme erfassen und somit in einer Baueinheit einen Motorsensor 60 und einen Abreinigungssensors 70 bilden kann.
Weiterhin könnte auch die Bestromungseinrichtung 53 der Steuerungseinrichtung 50 zurückmelden, welche Ströme sie auf den Leitungen 56, 57 einstellt. Die Stromsensoren 61 und/oder 71 und/oder 80 könnten auch Bestandteile der Bestromungseinrichtung 53 oder der Steuerungseinrichtung 50 bilden.
Ein Drehzahlsensor 62 ist beispielsweise beim Saugmotor 13 angeordnet und erfasst dessen Drehzahl. Der Drehzahlsensor 62 bildet also einen Motorsensor 60. Der Drehzahlsensor 62 ist vorzugsweise ein berührungsloser Sensor, zum Beispiel ein Magnetsensor.
Dem Abreinigungsantrieb 40 ist als ein weiterer Abreinigungssensor 70 ein Positionssensor 72 zugeordnet, der die Position beispielsweise des Elektromagneten 41 oder eines Stellglieds desselben, die Position des Ventilglieds 39 oder dergleichen erfasst. Der Positionssensor 72 umfasst beispielsweise einen berührungslosen Sensor, einen induktiven Nährungsschalter, einen optischen Sensor oder dergleichen.
Ein beispielsweise am Einlass 20 oder am Auslass 21 der Saugturbine 14, am Auslasskanal 22 oder auch Strömungskanal 19 oder dergleichen angeordneter Strömungssensor 63 kann als weiterer Motorsensor 60 dienen. Der Strömungssensor 63 erfasst beispielsweise die Luftströmung, die in die Saugturbine 14 ein- oder ausströmt.
Auch bei der Abreinigungseinrichtung 35 ist ein Strömungssensor 73 angeordnet, beispielsweise im Bereich des Fremdlufteinlasses 43 oder in einem Zuströmbereich zu dem Fremdlufteinlasses 43, siehe dazu beispielsweise 2b. Der Strömungssensor 73 bildet einen Abreinigungssensor 70. Bevorzugt ist der Strömungssensor 73 direkt am Fremdlufteinlass 43 angeordnet, so dass er die in den Fremdlufteinlass 43 esinströmende Fremdluft erfassen kann.
Z. B. dort, wo die Strömungssensoren 63, 73 angeordnet sind, können selbstverständlich auch Drucksensoren 67, 77 als Motorsensoren 60 bzw. Abreinigungssensoren 70 angeordnet sein, die zur Erfassung der Druckverhältnisse an den jeweiligen Orten ausgestaltet sind.
Ein Temperatursensor 64 am Saugmotor 13 erfasst beispielsweise dessen Temperatur und bildet einen weiteren Motorsensor 60.
Ein Temperatursensor 74, beispielsweise am Zuströmbereich oder Abströmbereich des Fremdlufteinlasses 43, ist ein weiterer Abreinigungssensor 70. Der Temperatursensor 74 wird durch den Abreinigungsluftstrom 36 quasi gekühlt, d. h. er erfasst eine durch den Abreinigungsluftstrom 36 bewirkte Temperaturabsenkung, wenn der Abreinigungsluftstrom 36 strömt.
Die Motorsensoren 60 können auch einen im Bereich eines Lüfterrads oder einer Kühlturbine 68 des Saugmotors 13 angeordneten Strömungssensor 65 und/oder einen dort befindlichen Temperatursensor 66 umfassen. Der Strömungssensor 65 erfasst die Strömung eines durch das Lüfterrad oder die Kühlturbine 68 zur Kühlung des Saugmotors 13 erzeugten Kühlluftstrom 69, der Temperatursensor 66 eine Temperaturänderung, die der Kühlluftstrom 69 bewirkt. Wenn die Kühlturbine 68 bzw. das Lüfterrad schneller dreht, kühlt dies den Temperatursensor 66.
Es versteht sich, dass die vorstehend erläuterte umfangreiche Sensorik lediglich exemplarisch zu verstehen ist, d. h. dass beispielsweise nur ein jeweiliger Motorsensor 60 und/oder nur ein jeweiliger Abreinigungssensor 70 vorhanden sein muss, damit die Steuerungseinrichtung 50 die durch die Motorsensorik bzw. Abreinigungssensorik ausgelöste oder erfassbare Situation erkennen und zu einer intelligenten Steuerung des Sauggeräts 10 nutzen kann.
Beispielsweise durch Betätigen des Steuerschalters 55 kann ein Bediener den nachfolgend beschriebenen Abreinigungsprozess auslösen. Weiterhin ist es möglich, dass die Steuerungseinrichtung 50 den Abreinigungsprozess in zeitlichen Abständen durchführt, die beispielsweise mit einem der Bedienelemente 54, einem Parametrisierungsgerät oder auch im Rahmen eines Selbstlernprozesses der Steuerungseinrichtung 50 einstellbar sind. Auch nach einer bestimmten Betriebsdauer, bei jedem oder bei einigen Ein- und Ausschaltvorgängen des Sauggeräts 10 kann die Steuerungseinrichtung 50 den Abreinigungsprozess starten. Besonders günstig geht es jedoch wie folgt:
Wenn der Saugeinlass 24 verschlossen wird, sinkt die Strömungsgeschwindigkeit vs des Saugstroms 15 ausgehend von einem Wert vs ≈ vs1 sehr schnell ab. Dies ist in 5 etwa zu einem Zeitpunkt Zeitpunkt t1 der Fall. Die Strömungsgeschwindigkeit vs wird zum Beispiel vom Strömungssensor 63 erfasst.
Der Saugeinlass 24 ist beispielsweise durch ein Verschlussglied 90, zum Beispiel einen Schieber, eine Klappe oder dergleichen am Saugeinlass 24, insbesondere am Anschlussstutzen 26 verschließbar. Der Saugeinlass 24 kann auch durch die Hand eines Bedieners und/oder durch ein Verschlussglied 91, beispielsweise am Einlass des Schlauchs 23, verschlossen werden.
Am Saugeinlass 24 ist optional ein Schalter oder Sensor 92 zur Abfrage der Stellung des Verschlussglieds 90 vorgesehen. Der Sensor 92 meldet an die Steuerungseinrichtung 50, wenn das Verschlussglied 90 den Saugeinlass 24 verschließt. Die Steuerungseinrichtung 50 startet daraufhin die Abreinigung. Auf elektrische Schaltelemente, wie z. B. den Sensor 92, kann beim Unterteil 27 jedoch auch verzichtet werden:
Bis zum Zeitpunkt t1 arbeitet der Saugmotor 13 mit einer annähernd konstanten Drehzahl nmot ≈ n1, die etwas variiert, abhängig davon, welcher Saug-Widerstand am Saugeinlass 24 herrscht. Die Drehzahl nmot wird vom Drehzahlsensor 62 erfasst.
Der Stromsensor 61 erfasst den durch den Saugmotor 13 fließenden Strom Imot, der bis zum Zeitpunkt t1 mit einer gewissen Schwankungsbreite relativ hoch ist (Imot ≈ I1), da die Saugturbine 14 eine hohe Förderleistung erbringen muss und somit der Saugmotor 13 ein hohes Drehmoment abgeben muss.
Bis zum Zeitpunkt t1 liegt auch die vom Temperatursensor 64 am Saugmotor 13 gemessene Temperatur Tmot – korrespondierend zur hohen Drehmomentabgabe bzw. großen Stromfluss und daher der Erwärmung des Saugmotors 13 – bei einem Wert Tm1.
Die vom Temperatursensor 66 hingegen am Lüfterrad beziehungsweise der Kühlturbine 68 gemessene Temperatur Tk hingegen ist eher höher, hat beispielsweise einen Wert Tk1, da ja der Saugmotor 13 noch verhältnismäßig langsam dreht, die Kühlturbine 68 also einen geringen Kühlluftstrom 69 erzeugt.
Der Strömungssensor 65 misst also einen relativ kleinen Strömungswert vk1 des Kühlluftstroms 69 bis zum Zeitpunkt t1.
Zum Zeitpunkt t1, wenn der Saugeinlass 24 verschlossen wird, ändern sich die vorgenannten Werte jedoch innerhalb einer kurzen Zeitspanne dt1 sehr stark, was von der Steuerungseinrichtung 50 anhand der von einem oder mehreren der Motorsensoren 60 erfassten und an die Steuerungseinrichtung 50 gemeldeten Sensorsignale ermittelt wird.
Beispielsweise dreht der Saugmotor 13 innerhalb der kurzen Zeitspanne dt1 schnell hoch, d. h. die Drehzahl nmot steigt rapide an, bis sie zu einem Zeitpunkt t2 einen Höhepunkt n2 erreicht.
Der Strom Imot durch den Saugmotor 13 verhält sich genau umgekehrt. Der Strom Imot fällt nämlich zum Zeitpunkt t1 rasch ab, bis er zu einem Zeitpunkt t2 einen Tiefpunkt I2 erreicht. Bei größerer Drehzahl nmot des Saugmotors 13 nimmt der Strom Imot ab.
Mit dem abfallenden Strom Imot und der ansteigenden Motordrehzahl nmot nimmt auch die Temperatur Tmot bis zum Zeitpunkt t2 ab.
Auch die Luftströmungen ändern sich: der Kühlluftstrom 69 nimmt aufgrund des sich schneller drehenden Saugmotors 13 stark zu, bis er zum Zeitpunkt t2 ein Maximum vk2 erreicht, während der Saugstrom 15 quasi einbricht, zum Zeitpunkt t2 sozusagen einen Tiefpunkt vs2 hat. Der stark ansteigende Kühlluftstrom 69 kühlt den Temperatursensor 66 sozusagen, so dass dieser bis zum Zeitpunkt t2 eine abfallende Temperatur registriert.
Eines oder mehrere dieser Sensorsignale, also beispielsweise den schnellen Drehzahlanstieg des Saugmotors 13 oder den rapiden Stromabfall des Saugmotors 13 wertet die Steuerungseinrichtung 50 beispielsweise mittels eines Steuermoduls 59 aus und erkennt daran, dass der Saugeinlass 24 zumindest teilweise verschlossen ist. Dies ist ein optimaler Zeitraum für eine Abreinigung.
Das Steuermodul 59 ist beispielsweise ein Softwareprogramm, das im Speicher 52 gespeichert und vom Mikroprozessor 51 ausgeführt werden kann.
Zum Zeitpunkt t2 steuert die Steuerungseinrichtung 50 die Abreinigungseinrichtung 35 zur Abreinigung des Filters 17 an. der Benutzer muss dazu nichts beitragen. Der Abreinigungsprozess wird quasi automatisch in Gang gesetzt.
Im Rahmen eines Abreinigungsprozesses steuert die Steuerungseinrichtung den Abreinigungsantrieb 40 einmal oder vorzugsweise mehrfach an der Art, dass der Abreinigungsantrieb 40 das Ventilglied 39 von der Schließstellung S in die Offenstellung O betätigt.
Zu einem Zeitpunkt t3 ist der Saugeinlass 24 wieder offen, so dass die Drehzahl des Saugmotors 13 wieder abnimmt und sich ”normale” Strömungsverhältnisse beim üblichen Saugbetrieb einstellen. Nachfolgend wird beschrieben, wie die Steuerungseinrichtung 50 den Abreinigungsprozess optimiert:
Zwar ist der Elektromagnet 41, d. h. der Motor des Abreinigungsantriebs 40, verhältnismäßig stark. Dennoch gibt es Situationen, in denen die Leistung des Abreinigungsantriebs 40 nicht ausreicht, insbesondere wenn der Saugeinlass 24 verschlossen ist. Dann muss der Abreinigungsantrieb 40 gegen die in dieser Situation besonders hohe Saugkraft des Saugmotors 13 arbeiten, der das Ventilglied 39 in Richtung der Schließstellung S zieht.
Die Steuerungseinrichtung 50 wertet in dieser Situation vorteilhaft die Signale eines oder mehrerer der Abreinigungssensoren 70 aus.
Beispielsweise steuert die Steuerungseinrichtung 50 den Saugmotor 13 zunächst mit einem Motorstrom ISOLL1 = 9 an und bestromt gleichzeitig den Abreinigungsantrieb 40, um das Ventilglied 39 in Richtung der Offenstellung O zu betätigen. Der Motorstrom ISOLL1 ist dabei relativ hoch gewählt, damit nämlich eine optimale Abreinigung stattfinden kann.
Die Steuerungseinrichtung 50 stellt diesen Motorstrom ISOLL1 vorzugsweise auch dann ein, wenn beispielsweise der Steuerschalter 55 betätigt wird.
Der Motorstrom ISOLL1 ist beispielsweise als ein 1. Kennwert im Speicher 52, sozusagen als Startbedingung für eine Abreinigung, gespeichert, siehe 6.
Anhand des Stromsensors 71 kann die Steuerungseinrichtung 50 den Stromverlauf des Motorstroms Iab für den Abreinigungsantrieb 40 überwachen. Wenn das Ventilglied 39 sich bewegt, ändert sich auch der Motorstrom Iab (8), nimmt beispielsweise ab. Wenn die Stromabnahme jedoch nicht oder jedenfalls nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeit, z. B. zu einem Zeitpunkt ta1 einen bestimmten Wert erreicht hat, erkennt die Steuerungseinrichtung 50 daran, dass das Ventilglied 39 nicht öffnet, die Abreinigung also nicht beginnt.
Der Positionssensor 72 meldet bei korrekt eingeleiteter Abreinigung bis zum Zeitpunkt ta1, dass das Ventilglied 39 seine Offenstellung O erreicht hat. Beispielsweise hat das Sensorsignal pos des Positionssensors 72 zum Zeitpunkt ta1 von logisch 0 auf logisch 1 gewechselt.
Auch am Strömungsverlauf vab (8) des Abreinigungsluftstroms 36, der vom Strömungssensor 73 erfasst werden kann, kann die Steuerungseinrichtung 50 erkennen, ob das Ventilglied 39 öffnet oder nicht. Bei richtig eingeleiteter Abreinigung wechselt der Strömungsverlauf vab beispielsweise von einem positiven zu einem negativen Wert.
Schließlich ist auch die Temperatur im Bereich des Fremdlufteinlasses 43 ein Indiz für eine funktionierende Abreinigung, da nämlich zum Zeitpunkt ta1 auch das Temperatursignal Tab absinken muss, da der Abreinigungsluftstrom 36 am Temperatursensor 74 im Sinne eines Kühlens vorbei strömt.
Wenn eines oder mehrere dieser Indizien von der Steuerungseinrichtung 50 als einen Hinweis darauf hin deutet, dass das Ventilglied 39 nicht in die Offenstellung O bewegt worden ist, nimmt die Steuerungseinrichtung 50 die Leistung des Saugmotors 13 stufenweise zurück, beispielsweise zu einem Zeitpunkt t5 von einem Wert 9 auf einen Wert 8.
Dann versucht die Steuerungseinrichtung 50 erneut den Abreinigungsantrieb 40 zu einem Öffnen des Ventilglieds 39 anzusteuern. Es ist auch möglich, dass die Steuerungseinrichtung 50 den Abreinigungsantrieb 40 kontinuierlich bestromt und gleichzeitig kontinuierlich oder stufig den Strom für den Saugmotor 13 reduziert. Beispielsweise gelingt es dem Abreinigungsantrieb 40 zu einem Zeitpunkt t6, wenn der Strom für den Saugmotor 13 den Wert 7 erreicht hat, das Ventilglied 39 zu öffnen.
Die Steuerungseinrichtung 50 speichert den Kennwert ISOLL1 im Speicher 52 für einen nachfolgenden Abreinigungsprozess, der beispielsweise zu einem Zeitpunkt t7 beginnt. Dann allerdings erhöht die Steuerungseinrichtung 50 den Kennwert ISOLL1 zunächst um eine vorbestimmte Stufe, beispielsweise um 1 und prüft, ob bei einer derartigen Bestromung des Saugmotors 13 der Abreinigungsantrieb 40 das Ventilglied 39 öffnen kann. Dies hat den Vorteil, dass der Saugmotor 13 stets mit relativ hoher Leistung auch während des Abreinigungsprozesses arbeiten kann und die Steuerungseinrichtung 50 nicht nur eine Anpassung des Kennwert ISOLL1 nach unten, sondern auch eine zumindest stufigen Erhöhung nach oben leistet.
Bei dem Kennwert ISOLL1 = 7 kann Das Ventilglied 39 gemäß dem Verlauf in 6 jedoch noch nicht öffnen, so dass die Steuerungseinrichtung 50 bis zu einem Zeitpunkt t8 den Kennwert zur Bestromung des Saugmotors 13 erneut zweimal absenkt, bis das Ventilglied 39 zu einem Zeitpunkt ta2 schließlich öffnen kann. Ein beispielhafter Verlauf pos' des Positionssignals, der das Öffnen des Ventilglieds 39 zum Zeitpunkt ta2 zeigt, ist in 8 eingezeichnet.
Zu einem Zeitpunkt ta3 schließt das Ventilglied 39 und die Abreinigung ist beendet. Die in 8 eingezeichnete Abreinigung geht von einem einzigen Hub des Ventilglieds 39 aus, wobei selbstverständlich mehrere Hübe möglich sind.
Die Strömungsverhältnisse beim Sauggerät 10 können sich auch wieder zum Besseren wenden, beispielsweise durch ein Auswechseln des Filters 17 und/oder einen erfolgreichen Abreinigungsprozess. Bei zu Zeitpunkten t10 und t11 stattfindenden Abreinigungsprozessen kann die Steuerungseinrichtung 50 daher den Kennwert ISOLL1 jeweils um eine Stufe erhöhen.
Es ist aber zweckmäßig, dass die Steuerungseinrichtung nicht nur einen, sondern mehrere, z. B. einen zweiten Kennwert speichern kann, beispielsweise einen Kennwert ISOLL2.
Eine Abreinigung, die während des normalen Saugbetriebs stattfindet, beispielsweise zyklisch, sollte bei möglichst gleich bleibender, allenfalls geringfügig erhöhter oder abgesenkter Motorleistung des Saugmotors 13 erfolgen, damit die vom Bediener an sich gewünschte Saugleistung nicht unnötig schwankt. Aber auch dann leistet die Steuerungseinrichtung 50 eine optimale Anpassung an die tatsächlichen Strömungsverhältnisse Sauggerätes 10: beispielsweise startet die Steuerungseinrichtung 50 die Abreinigung bei einem Kennwert ISOLL2 = 6 zu einem Zeitpunkt t12.
Anhand der obengenannten Sensorik, beispielsweise des Stromverlaufs des Stroms Tab für den Abreinigungsantrieb 40, erkennt die Steuerungseinrichtung 50, dass das Ventilglied 39 nicht öffnet. Die Steuerungseinrichtung 50 verringert daher den Kennwert ISOLL2 zunächst um 2 Stufen, bis der Abreinigungsprozess in Gang kommt. Dieser kann selbstverständlich mehrere Ventilzüge, insbesondere schnell und pulsierende aufeinander folgende Ventilhübe des Ventilglieds 39 umfassen.
Zum Zeitpunkt t13 beginnt eine neue Abreinigung, wobei die Steuerungseinrichtung 50 den Kennwert ISOLL2 zunächst um eine Stufe erhöht, dann aber wieder um 2 Stufen verringert, da nur dann das Ventilglied 39 öffnet.
Zum Zeitpunkt t14 beginnt eine weitere Abreinigung, ebenfalls mit einem zunächst um eine Stufe erhöhten, dann wieder um eine Stufe verringerten Kennwert ISOLL2, bis das Ventilglied 39 sauber öffnet.
Es versteht sich, dass auch eine größere Erhöhung des Kennwert ISOLL2 zweckmäßig sein kann, beispielsweise wenn das Filter 17 ausgetauscht worden ist. Dies kann beispielsweise durch einen Tastschalter an der Aufnahme für den Filter 17, einen Reset-Schalter bei den Bedienelementen 54, eine entsprechende Bedienhandlung an einem der Bedienelemente 54 oder dergleichen eine die Steuerungseinrichtung 50 gemeldet werden. Zu einem Zeitpunkt T15 setzt die Steuerungseinrichtung 50 daher den Kennwert ISOLL2 wieder auf seine ursprüngliche Größe ISOLL2 = 6 zurück.

Claims

Sauggerät (10) mit einem Saugergehäuse (11) und einem in dem Saugergehäuse (11) angeordneten Saugmotor (13) zum Erzeugen eines Saugstroms (15), mit einem in dem Saugergehäuse (11) angeordneten Partikelsammelraum (12) zum Sammeln von aus dem Saugstrom (15) abgesonderten Partikeln (16), mit einem Saugeinlass (24) zum Einströmen des Saugstroms (15) in den Partikelsammelraum (12) und mit einem aus dem Partikelsammelraum (12) zu dem Saugmotor (13) führenden Saugauslass (25), dem ein Filter (17) zum Ausfiltern von Partikeln (16) aus dem Saugstrom (15) vorgelagert ist, und mit einer Abreinigungseinrichtung (35) zum Abreinigen eines sich an dem Filter (17) beim Ausfiltern der Partikel (16) aus dem Saugstrom (15) bildenden Filterbelags von dem Filter (17) im Rahmen eines Abreinigungsprozesses, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens einen dem Saugmotor (13) zugeordneten Motorsensor (60) zur Erzeugung eines Saugmotor-Sensorsignals aufweist, und dass es eine Steuerungseinrichtung (50) zur Ansteuerung der Abreinigungseinrichtung (35) zur Durchführung des Abreinigungsprozesses in Abhängigkeit von dem Saugmotor-Sensorsignal aufweist.
Sauggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Motorsensor (60) einen Drehzahlsensor (62) zur Ermittlung eines Drehzahlwertes des Saugmotors (13) und/oder einen Stromsensor (71, 80) zur Erfassung eines den Saugmotor (13) durchfließenden Stroms aufweist und/oder einen Temperatursensor (64) zur Erfassung einer Temperaturänderung an dem Saugmotor (13) oder im Bereich des Saugmotors (13).
Sauggerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Motorsensor (60) mindestens einen Drucksensor (67) zur Erfassung eines Drucks und/oder mindestens einen Strömungssensor (63, 65) zur Erfassung einer Strömung aufweist.
Sauggerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Drucksensor (67) und/oder ein Strömungssensor (63, 65) im Bereich einer Einströmöffnung oder im Bereich einer Ausströmöffnung einer von dem Saugmotor (13) angetriebenen Saugturbine (14) oder Kühlturbine (68) angeordnet ist.
Sauggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (50) den Abreinigungsprozess in Abhängigkeit von dem Saugmotor-Sensorsignal beginnt und/oder beendet.
Sauggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (50) zur Ansteuerung der Abreinigungseinrichtung (35) zur Durchführung des Abreinigungsprozesses in Abhängigkeit von einer zeitlichen Änderung des Saugmotor-Sensorsignals ausgestaltet ist.
Sauggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (50) zur Ansteuerung der Abreinigungseinrichtung (35) zur Durchführung des Abreinigungsprozesses bei einem Drehzahlanstieg und/oder einem Stromabfall um mindestens 20 Prozent, vorzugsweise mindestens 30 Prozent, weiter bevorzugt mindestens 40 bis 50 Prozent innerhalb einer Sekunde ausgestaltet ist.
Sauggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (50) zu einer Einstellung eines Zeitintervalls zwischen zwei aufeinander folgenden Abreinigungsprozessen und/oder einer Dauer eines Abreinigungsprozesses in Abhängigkeit von dem Saugmotor-Sensorsignal ausgestaltet ist.
Sauggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (50) zu einer Bildung eines zeitlichen Mittelwertes und/oder Filterung des Saugmotor-Sensorsignals ausgestaltet ist, und dass die Steuerungseinrichtung (50) bei einer vorbestimmten und/oder einstellbaren, insbesondere zeitabhängigen, Änderung des zeitlichen Mittelwertes den Abreinigungsprozess beginnt und/oder beendet.
Sauggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Aktivierungsschalter aufweist, mit dem die Steuerung des Abreinigungsprozesses in Abhängigkeit von dem Saugmotor-Sensorsignal aktivierbar und/oder deaktivierbar ist.
Sauggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens einen Abreinigungssensor (70) zur Erzeugung eines Abreinigung-Sensorsignals in Abhängigkeit einer Funktion der Abreinigungseinrichtung (35) aufweist, und dass die Steuerungseinrichtung (50) zur Steuerung des Saugmotors (13) in Abhängigkeit von dem Abreinigung-Sensorsignal ausgestaltet ist.
Sauggerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Abreinigungssensor (70) einen Stromsensor (71, 80) zur Erfassung eines Stroms aufweist, mit dem ein Abreinigungsantrieb (40) der Abreinigungseinrichtung (35) bestromt wird.
Sauggerät nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Abreinigungsantrieb (40) zum mechanischen Betätigen, insbesondere Rütteln, des Filters (17) ausgestaltet ist und/oder dass die Abreinigungseinrichtung (35) eine mindestens ein Ventilglied (39) aufweisende Ventilanordnung (38) aufweist, mit der ein Abreinigungsluftstrom (36) zum Durchströmen des Filters (17) in einer zu dem Saugstrom (15) gegensinnigen Richtung schaltbar ist.
Sauggerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Abreinigungsantrieb (40) einen Antrieb zum Betätigen des mindestens einen Ventilglieds (39) umfasst oder bildet.
Sauggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (17) einen plattenartigen Filter und/oder einen Faltenfilter und/oder einen Filtersack oder einen Abschnitt eines Filtersacks umfasst.
Verfahren zum Betreiben eines Sauggeräts (10), das ein Saugergehäuse (11) und einen in dem Saugergehäuse (11) angeordneten Saugmotor (13) zum Erzeugen eines Saugstroms (15), mit einem in dem Saugergehäuse (11) angeordneten Partikelsammelraum (12) zum Sammeln von aus dem Saugstrom (15) abgesonderten Partikeln (16), einen Saugeinlass (24) zum Einströmen des Saugstroms (15) in den Partikelsammelraum (12) und mit einem aus dem Partikelsammelraum (12) zu dem Saugmotor (13) führenden Saugauslass (25), dem ein Filter (17) zum Ausfiltern von Partikeln (16) aus dem Saugstrom (15) vorgelagert ist, und eine Abreinigungseinrichtung (35) zum Abreinigen eines sich an dem Filter (17) beim Ausfiltern der Partikel (16) aus dem Saugstrom (15) bildenden Filterbelags von dem Filter (17) im Rahmen eines Abreinigungsprozesses aufweist, gekennzeichnet durch: – Erzeugen eines Saugmotor-Sensorsignals mittels mindestens eines dem Saugmotor (13) zugeordneten Motorsensors (60), und – Ansteuerung der Abreinigungseinrichtung (35) zur Durchführung des Abreinigungsprozesses in Abhängigkeit von dem Saugmotor-Sensorsignal.