DE4137886C2

DE4137886C2 - Verfahren zur Bürstenwalzensteuerung einer Staubsaugerbodendüse

Info

Publication number: DE4137886C2
Application number: DE19914137886
Authority: DE
Inventors: Andreas Schmedt
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 1991-11-18
Filing date: 1991-11-18
Publication date: 2000-06-08
Anticipated expiration: 2011-11-19
Also published as: DE4137886A1

Description

Der Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bürstenwalzensteuerung einer Staubsaugerbodendüse mit elektromotorischem Bürstenantrieb in Abhängig keit von sensierten Belastungsänderungen und -unregelmäßigkeiten beim Saugbe trieb, wobei als direkte Folge der Sensierung von Änderungen des Motorstromes des Bürstenantriebs Einfluß auf die Walzendrehzahl der Bürstenwalze mittels einer zugeordneten Steuereinrichtung genommen wird.

Zur Bodenpflege mit Staubsaugern sind als Elektrobürsten oder Motorsaugbürsten bezeichnete Staubsaugerbodendüsen mit separat elektromotorisch angetriebenen Bürstenwalzen bekannt.

Eine derartige Elektrobürste, welche nach dem gattungsgemäßen Verfahren arbei tet, ist beispielsweise in der DE-OS 29 47 994 beschrieben. Die bekannte Boden düse ist für Teppichböden geeignet und zeichnet sich dadurch aus, daß die Dreh zahl der rotierenden Bürstenwalze mittels einer dem Antriebsmotor der Bürsten walze zugeordneten Steuereinrichtung, welche die von einem Sensor erfaßten Belastungsänderungen beim Saugbetrieb empfängt, der jeweiligen Bodenbelagsart (kurzflorige oder langflorige Teppiche) angepaßt werden kann. Zum Beispiel bela stet ein Langflorteppich die rotierende Bürstenwalze bedeutend stärker sls ein kurzer velourartiger Bodenbelag. Hieraus resultieren typische Strom- und Unter druckwerte für die jeweiligen Saugbedingungen. Der bekannte Technikstand sieht auch eine Abschaltung des Antriebsmotors für die Bürstenwalze vor, wenn die Bürste blockiert oder wenn der aufgenommene Motorstrom des Antriebsmotors einen kritischen Grenzwert überschreitet. Ferner kann die Drehzahlsteuerung der art beeinflußt werden, daß entweder nur die Drehzahl des Bürstenantriebs oder synchron hierzu auch die Drehzahl des Saugebläses geregelt wird. Auf Glattbö den, wie Parkett, Fliesen oder dergl. Bodenbelägen stellt sich die bekannte Elek trobürstensteuerung jedoch nicht automatisch ein. Hier ist es notwendig, daß der Gerätebediener eine solche Einstellung manuell vornimmt.

Beim Saugen von Glatt- oder Hartböden genügt in aller Regel eine geringe Bürsten rotation, wobei jedoch die volle Saugleistung erwünscht ist und auch beibehalten werden kann, weil die Unterdruckverhältnisse an der Bodendüse bei dieser Betriebsart weitestgehend konstant bleiben. Die Bürste könnte für das Saugen von Glattböden aufgrund des hierfür typischen geringeren Unterdrucks an der Bodendüse auch ausgeschaltet bleiben. Hingegen sind die Unterdruckverhältnisse am Düsenmund gegenüber dem Teppichsaugen jedoch sehr verschieden. Ferner ist es bei der bekannten Elektrobürste als Nachteil anzusehen, daß die Bürstenwalze beim Anheben der Bodendüse vom Teppich oder Glattboden weiterläuft und es hierdurch zu einer starken Geräuschentwicklung bei der freilaufenden Bürstenwalze kommt.

Aus der EP 0 451 787 A1 ist ein Staubsauger mit einer "Fuzzy Logik"-Steuerung bekannt, mit welcher Staubmengen an der Bodendüse beim Staubsauger erfaßt und von der jeweiligen Staubmenge abhängige Staubsignale erzeugt werden. Dabei werden Staubmengen-Änderungsraten errechnet, mit denen die Saugleistung des Gebläsemotors dem Staubanfall angepaßt bzw. eingestellt wird. Hierbei werden auch unterschiedliche Bodenarten erfaßt und Oberflächensignale erzeugt, um das Gebläse angepaßt zu steuern.

Ein weiterer durch die US 46 54 924 bekannt gewordener Technikstand hingegen be schreibt eine elektronische Steuerung für einen Bodenstaubsauger, die in drei separat arbeitende Einzelsteuerungen unterteilt ist. Dabei ist die eine Steuerung der elektro motorisch angetriebenen Bürstenwalze in der Bodendüse und die zweite Steuerung dem Sauggebläse im Staubsaugergehäuse zugeordnet. Beide Steuerungen stehen in Wirkverbindung mit einer im Handgriffrohr untergebrachten dritten Steuerung, wobei abhängig von manuellen Einstellungen am Handgriff und/oder dem Unterdruck an der Bodendüse, der Gebläsemotor sowie der Motor der Bürstenwalze aufwendig und nicht bodenspezifisch geregelt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bürstenwalzensteuerung einer Staubsaugerbodendüse mit elektromotorischem Bürstenantrieb aufzuzeigen, welches den Saugbetrieb mit einer Elektrobürste gleichermaßen für Teppichböden und Glattböden optimiert sowie kontrolliert und für den Bediener soweit vereinfacht, daß ein manuelles Ein- oder Ausschalten der Bürstenwalze beim Übergang vom Tep pichsaugen zum Glattbodensaugen und umgekehrt unterbleiben kann und Drehge räusche des Bürstenantriebs beim Anheben der Bürste vom Teppich- oder Glattboden nicht auftreten.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des An spruchs 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind den Unteransprüchen zu entneh men.

In der nachfolgenden Beschreibung ist das erfindungsgemäße Verfahren näher er läutert.

Für den Saugbetrieb ist ein für den Anschluß einer Elektrobürste vorbereiteter Staub sauger mit einem vorzugsweise drehzahlregelbaren Sauggebläsemotor verwendet, wobei die herkömmlich als Elektrobürste bezeichnete Staubsaugerbodendüse einen eigenen Elektromotor für den Antrieb der Bürstenwalze besitzt. Eine solche Elektro bürste ist beispielsweise in der DE-OS 29 47 994 beschrieben.

Bei der bekannten Bodendüse kann die Drehzahl der rotierenden Bürstenwalze mit tels einer dem Antriebsmotor der Bürstenwalze zugeordneten Steuereinrichtung der jeweiligen Bodenbelagsart (kurzflorige oder langflorige Teppiche) automatisch angepaßt werden. Zur Drehzahlanpassung erfaßt ein Sensor beim Saugbetrieb auftretende Belastungsänderungen und -unregelmäßigkeiten durch ständige Mo torstromabfrage des Bürstenwalzenantriebs und veranlaßt die Steuereinrichtung zur entsprechenden Drehzahländerung.

Da es für das Saugen von Teppichen oder dergl. textilen Bodenbelägen wichtig ist, daß die Düse bzw. deren Bürstenwalze sich den ständig ändernden Boden verhältnissen jeweils optimal anpaßt, damit lang- oder kurzflorige Bodenbeläge ohne ein Festsaugen der Düse gleichermaßen gut bearbeitet werden können, sollte auch der an der Bodendüse jeweils herrschende vom Sauggebläse des Staubsaugers erzeugte Unterdruck als wesentlicher Faktor mit berücksichtigt werden. Ein Festsaugen der Düse am Teppich behindert nicht nur deren Manövrierfähigkeit, sondern die Bürstenwalze kann bei dichtem Teppich außerdem blockieren. Hieraus resultieren typische Strom- und Unterdruckwerte für die jewei ligen Saugbedingungen bei Teppichböden und Glattböden.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, daß parallel zum Motorstrom auch der herrschende Unterdruck an der Bodendüse sensiert wird. Die sensierten Werte werden mit für das Saugen von Teppichböden und Glattböden in einem nicht flüchtigen Speicher (EPROM) der Steuereinrichtung gespeicherten typischen Strom- und Unterdruckwerten verglichen und der Antrieb der Bürstenwalze wird entsprechend dem Vergleichsergebnis ein- oder ausgeschaltet. Beim Saugen von Glatt- oder Hartböden genügt zwar in aller Regel eine geringe Bürstenrotation, wobei jedoch die volle Saugleistung erwünscht ist und auch beibehalten werden kann, weil die Unterdruckverhältnisse an der Bodendüse bei dieser Betriebsart weitestgehend konstant bleiben. Nach der Erfindung ist aber vorgesehen, die Bür ste beim Saugen von Glattböden aufgrund des hierfür typischen geringeren Unter drucks an der Bodendüse ganz auszuschalten. Durch das Ausschalten des Bür stenwalzenantriebs wird eine wesentliche Geräuschminderung erzielt.

Zweckmäßig ist eine Unterteilung des zu überwachenden Motorstromes und des zu überwachenden Unterdruckes in verschiedene Motorstrom-Bereiche bzw. Un terdruck-Bereiche, wobei diesen Bereichen die typischen Motorstrom- oder Unter druckwerte - ausgehend von einem Mindestwert bis zu einem Maximalwert - als Bereichswerte für das Saugen von Teppichböden und Glattböden zugeordnet sind. Die in aller Regel im Labor des Geräteherstellers bei Saugversuchen und Saugprü fungen ermittelten typischen Motorstrom- und Unterdruckwerte beinhalten auch gerätespezifische Daten, berücksichtigen also neben den unterschiedlichen Bo denverhältnissen auch die Saugeigenschaften bestimmter Staubsauger- und Bo dendüsentypen.

Zur Optimierung des Saugbetriebs bei den sehr unterschiedlichen Bodenverhältnis sen ist der Motorstrom vorzugsweise in drei Bereiche und der Unterdruck in min destens zwei Bereiche unterteilt, wobei der erste Motorstrom-Bereich vom Stromwert Null ausgehend Stromwerte unterhalb eines für das Saugen von Tep pichen zugeordneten Normalbereichs (zweiter Bereich) und der dritte Motorstrom- Bereich die Stromwerte oberhalb des Normalbereichs umfaßt. Der erste Unter druck-Bereich hingegen umfaßt Unterdruckwerte, welche in einem für Parkett, Fliesen oder dergl. Glattböden typischen Bereich liegen, wobei diese gespeicherten Unterdruckwerte ihrerseits unterhalb der für Teppichböden typischen Druckwerte liegen. Die Unterdruckwerte für die Teppichböden sind im zweiten Unterdruck-Be reich gespeichert.

Die Auswertung der an sich in bekannter Weise vorzugsweise elektronisch sen sierten Motorstrom- und Unterdruckgrößen erfolgt in unscharfer Logik ("Fuzzy Co gik") unter Berücksichtigung der in den verschiedenen Motorstrom- und/oder Un terdruck-Bereichen gespeicherten Werte entsprechend den nachstehenden Bedin gungen:

a) WENN Motorstrom zu groß, DANN Bürstenwalze ausschalten, Steuerung stoppen, Selbstanlauf ber Bürstenwalze verhindern;
b) WENN Unterdruck normal UND (Motorstrom normal ODER Motorstrom klein), DANN Bürstenwalze einschalten;
c) WENN Unterdruck klein UND Motorstrom klein, DANN Bürstenwalze ausschalten.

Die Steuereinrichtung veranlaßt die Ein- oder Ausschaltung der Bürstenwalze ent sprechend diesen Aussagen elektrisch oder elektromechanisch. Dabei schließt ein kleiner Motorstrom auch den Stromwert Null mit ein.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind darin zu sehen, daß sich die Bürsten walze im Saugebetrieb beim Übergang von einem Teppich auf einen glatten Boden automatisch ausschaltet und beim Teppichsaugen wieder einschaltet. Auch beim Anheben der Elektrobürste vom Teppich wird ein Ausschalten des Bürstenwalzen antriebs bewirkt, da hierfür die Bedingung "Unterdruck klein UND Motorstrom klein" (Bedingung -c-) sensiert wird. Diese Bedingung entspricht derjenigen für das Saugen von Glattböden. Bei Überlastung des Antriebsmotors (Blockieren der Bür ste) hingegen erfolgt ebenfalls eine Ausschaltung des Bürstenwalzenantriebs, da für diesen Fall die Bedingung "Motorstrom zu groß" (Bedingung -a-) gilt. Gleichzei tig mit dem Ausschalten des Antriebs wird bei dieser Bedingung eine weitere Steuerung unterbunden, so daß auch ein Selbstanlauf der Bürstenwalze nach dem Beheben der Störung verhindert ist. Darüber hinaus kann als dritte Möglichkeit die Bedingung "Bürstenwalzenantrieb einschalten" sensiert werden, wenn "Unterdruck normal UND Motorstrom normal, oder wenn "Unterdruck normal UND Motorstrom klein" erkannt wird. Dies entspricht der Bedingung -b-. In dieser Mög lichkeit ist auch der Fall eingeschlossen, daß eine Bürste mit ausgeschaltetem Bürstenantrieb auf einen Teppich gesetzt und dann der Motor eingeschaltet wird, weil die Bedingung "Unterdruck normal UND Motorstrom klein" erfüllt wird.

Claims

1. Verfahren zur Bürstenwalzensteuerung einer Staubsaugerbodendüse mit elek tromotorischem Bürstenantrieb in Abhängigkeit von sensierten Belastungsänderungen und -unregelmäßigkeiten beim Saugbetrieb, wobei als direkte Folge der Sensierung von Änderungen des Motorstromes des Bürstenantriebs Einfluß auf die Walzendrehzahl der Bürstenwalze mittels einer zugeordneten Steuereinrichtung genommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Motorstrom auch der herrschende Unterdruck an der Bodendüse sensiert wird, daß die sensierten Werte mit für das Saugen von Teppichböden und Glattböden gespeicherten typischen Strom- und Unterdruckwerten verglichen werden und der Antrieb der Bürstenwalze entsprechend dem Vergleichsergebnis ein- oder ausgeschaltet wird.

2. Verfahren zur Bürstenwalzensteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zu überwachende Motorstrom des Bürstenantriebs einerseits und der zu überwachende Unterdruck an der Bodendüse andererseits - ausgehend von einem Mindestwert bis zu einem Maximalwert - in verschiedene Motorstrom-Bereiche bzw. Unterdruck-Bereiche unterteilt ist, welchen die typischen Motorstrom- oder Unter druckwerte als Bereichswerte für das Saugen von Teppichböden und Glattböden zugeordnet und in einem nicht flüchtigen Speicher (EPROM) gespeichert sind.

3. Verfahren zur Bürstenwalzensteuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorstrom in drei Bereiche und der Unterdruck in mindestens zwei Bereiche unterteilt ist, wobei der erste Motorstrom-Bereich Stromwerte unterhalb eines für das Saugen von Teppichen zugeordneten Normalbereichs (zweiter Bereich) und der dritte Motorstrom-Bereich die Stromwerte oberhalb des Normalbereichs umfaßt, und daß der erste Unterdruck-Bereich die Unterdruckwerte umfaßt, welche in einem für Par kett, Fliesen oder dergl. Glattböden typischen Bereich liegen, wobei diese im ersten Unterdruck-Bereich gespeicherten Unterdruckwerte unterhalb der für Teppichböden typischen Druckwerte liegen, welche im zweiten Unterdruck-Bereich gespeichert sind.

4. Verfahren zur Bürstenwalzensteuerung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung der erfaßten Motorstrom- und/oder Unterdruckgrößen in un scharfer Logik ("Fuzzy Logik") unter Berücksichtigung der in den verschiedenen Motorstrom- und/oder Unterdruck-Bereichen gespeicherten Werte nach folgenden Bedingungen erfolgt:

a) WENN Motorstrom zu groß, DANN Bürstenwalze ausschalten, Steuerung stoppen, Selbstanlauf der Bürstenwalze verhindern;
b) WENN Unterdruck normal UND (Motorstrom normal ODER Motorstrom klein), DANN Bürstenwalze einschalten;
c) WENN Unterdruck klein UND Motorstrom klein, DANN Bürstenwalze ausschalten;

und daß die Steuereinrichtung die Ein- oder Ausschaltung der Bürstenwalze ent sprechend diesen Aussagen elektrisch oder elektromechanisch veranlaßt.