EP0327936A2 - Einbauvorrichtung für Sensoren und Geber - Google Patents

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EP0327936A2
EP0327936A2 EP89101683A EP89101683A EP0327936A2 EP 0327936 A2 EP0327936 A2 EP 0327936A2 EP 89101683 A EP89101683 A EP 89101683A EP 89101683 A EP89101683 A EP 89101683A EP 0327936 A2 EP0327936 A2 EP 0327936A2
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EP
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sensor
channel
sensors
sensitive area
air flow
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Gerhard Kurz
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    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
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    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2805—Parameters or conditions being sensed
    • A47L9/281—Parameters or conditions being sensed the amount or condition of incoming dirt or dust
    • A47L9/2815—Parameters or conditions being sensed the amount or condition of incoming dirt or dust using optical detectors

Definitions

  • the invention relates to an installation device for sensors and sensors according to the preamble of claim 1.
  • the invention relates to an installation device for optical dust detection means, for example in the form of the pairing of light emitting diode / phototransistor in vacuum cleaners, and therefore this area is discussed in more detail below, but it is understood that the invention is not restricted to this.
  • a manual cleaning of the sensor surfaces is not excluded, but not always possible, for example not if, when applied to the vacuum cleaner area, the optical dust detection means are located on both sides of a longer, narrow channel, i.e. at an installation location where you can use your fingers or a device or can only access it to a limited extent. In addition, it is not to be expected that such a cleaning will be carried out under all circumstances.
  • the invention is therefore based on the object Installation device for sensors of any kind and especially for the optical dust detection means to create a vacuum cleaner, which is designed so that an automatic cleaning takes place by itself.
  • the installation device solves this problem with the characterizing features of the main claim and has the advantage that an effective automatic even with any design of the sensitive area of the sensor, so even in cases where this area does not immediately transition into the adjacent wall Cleaning and blowing free in the sensitive area is possible, taking advantage of overpressure or underpressure of the ambient air at the installation site.
  • the invention thus makes use of the respective pressure difference in order to conduct air volumes or air flows on and along the sensor via longitudinal channels which are guided in the area of the installation site adjacent to the sensors so that its sensitive area during normal operation of the system, in which there is the sensors are located, by blowing on or at least flowing past air quantities in each case free or blown free.
  • the measures listed in the subclaims permit advantageous developments and improvements of the installation device specified in the main claim.
  • the construction of the installation device in one piece with the surrounding tube wall is particularly advantageous, so that the installation device, for example, forms a cylindrical protuberance, which receives the cylindrical, rotationally symmetrical sensor in its inner bore, but at the same time realizes longitudinal channels around the sensor, for example by forming a distance in certain peripheral areas, which when used on the suction channel of a vacuum cleaner from the inside of the pipe are open to the outside of the tube, so that air flows through these longitudinal channels due to the vacuum developed by the vacuum cleaner in the intake manifold, which for the vacuum cleaner itself represent external air or false air, but are so small that they play no role, but on the other hand for the air currents swept sensors and their sensitive areas are particularly important with regard to the cleaning effect thereby developed.
  • the basic idea of the present invention is to utilize or generate negative pressures or excess pressures present in the installation area of sensors, and to form air flows along the sensors and via their sensitive areas with the formation of longitudinal channels, which in particular also include the sensitive areas of the sensors cause that they have a constant cleaning effect.
  • optical dust detection means consisting of a light-emitting diode and a photo transistor in the suction tube of a vacuum cleaner; part of the remote intake manifold is designated by 10 in FIG. 1; the installation location for the sensor or sensors bears the reference symbols 11 or 11a, 11b.
  • optical dust detection means for example opposite one another a light transmitter 12 as a light emitting diode and a light receiver 13 as a photo transmission arranged and held so that their sensitive areas face each other, that is, the phototransistor receives the radiation emanating from the light transmitter, each interrupted by dusts and dirt particles carried in the direction of flow along the arrows A, so that a dust detection signal is generated as a result and with the help of suitable downstream evaluation
  • sensors In order to prevent the danger that, as the illustration in FIG. 2 also shows, sensors generally designed in a non-flush manner, but of any shape in their sensitive area in general, that is to say here the light-emitting diode and the phototransistor, are increasingly covered by the dirt particles and dusts , which are at any point in the suction channel, but preferably at these edges, breaks, protruding parts and the like.
  • the mounting device for the sensor is designed such that at least one longitudinal channel 14 open from the outside is provided, in the illustrated embodiment, as shown in FIG.
  • Installation device preferably as a one-piece protuberance or as a cylindrical extension from the suction channel tube wall extending receiving part with an internal passage, which receives the sensor, that is, the light emitting diodes or the phototransistor in the present case.
  • the sensor that is, the light emitting diodes or the phototransistor in the present case.
  • axial wall parts 15 located at a distance from one another on the outer wall of the sensor bear directly against the outer wall of the sensor, the special configuration or shape of the (remaining) axial channels 14 which also form any desired shape between them. Wall pieces can be shaped as desired.
  • An advantageous embodiment of the present invention can consist in the fact that in the case of tapering sensor surfaces or such sensitive sensor regions which are essentially flush with the surface of the inner tube wall and which guide the air flows Axial channels 14 towards the inside, i.e. where they open into the free interior of the suction channel adjacent to the sensitive areas of the sensors, have bevels 17 which, as can also be seen from the dashed lines of the arrows, center the air flows more strongly, i.e. on the Open up the middle area of the sensor (sensitive area) and support effective cleaning.
  • These bevels can be referred to as baffles, which ensure that the air flows generated by the negative pressure are deflected, particularly into the sensitive area of the dust detection means.

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Abstract

Bei einer Einbauvorrichtung für Sensoren (13) und Geber (12) als Stauberkennungsmittel bei Staubsaugern, insbesondere in Form von Leuchtdioden und Fototransistoren angrenzend zum Saugkanal des Staubsaugers wird vorgeschlagen, im Fassungsbereich (11) des Sensors mindestens einen axialen Kanal (14) unmittelbar angrenzend zu diesem von innen nach außen zu bilden, durch welchen aufgrund von im Bereich des Sensors (12, 13) herrschendem Unter- oder Überdruck eine den sensitiven Bereich des Sensors fortlaufend freiblasende Luftströmung geführt ist.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Einbauvorrichtung für Sensoren und Geber nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ohne die umfassende Tätigkeit von Sensoren und Gebern sind moderne technische Probleme nicht bewältigbar; solche Sensoren sind im übertragenen Sinn die Augen und Ohren jedes elektrischen Regelgeräts, im Grunde jedes selbsttätig ablaufenden technischen Vorgangs.
  • Allerdings ergeben sich bei solchen technischen Sensoren, beispielsweise optischen Systemen wie Lichtschranken, induktiven oder kapazitiven Gebern, Ultraschallsensoren und zugeordneten -empfängern u. dgl. nicht selten Probleme, weil am Einbauort deren sensitive Bereiche zunehmend verschmutzen oder durch unerwünschte Schichten überlagert werden, beispielsweise wenn sich die Sensoren in einer schmutzerfüllten Umgebung befinden oder diese sogar beobachten müssen.
  • Die Erfindung betrifft in der bevorzugten Ausführungsform eine Einbauvorrichtung für optische Stauberkennungsmittel, beispielsweise in Form der Paarung Leuchtdiode/Foto­transistor bei Staubsaugern, und daher wird im folgenden auf diesen Bereich genauer eingegangen, wobei es sich aber versteht, daß die Erfindung hierauf nicht beschränkt ist.
  • Bei Staubsaugern ist es beispielsweise bekannt, angrenzend zu dem von den angesaugten Schmutz- und Staubpartikeln durchströmten Kanal mindestens einen Lichtsender und einen zugeordneten Lichtempfänger so anzuordnen, daß entsprechend der Menge der den Saugkanal jeweils (noch) durchströmenden Staub- und Schmutzteilchen und Vergleich mit einem Schwellenwert eine entsprechende Anzeige über den erfaßten Verschmutzungsgrad oder eine Leistungsumschal­tung des das Gebläse antreibenden Elektromotors erfolgt (DE-OS 34 31 164). In diesem Zusammenhang ist es auch bekannt, die optischen Stauberkennungsmittel in einem separaten Gehäuse anzubringen, welches an den Staubsauger­saugkanal befestigt oder zwischen Saugbürste und dem Saugrohr zwischengeschaltet und von einem separaten, auf den Unterdruck im Saugrohr reagierenden Unterdruck­schalter jeweils eingeschaltet wird (offengelegte europäi­sche Patentanmeldung 0 231 419).
  • Bei allen diesen Sensoren ergibt sich das Problem, daß deren sensitive Bereiche in ihrer Wirksamkeit eingeschränkt oder ganz unterbunden werden können, weil diese sich aus Verschmut­zungen durch die Umgebung oder speziell bei Staubsaugern aufgrund vorbeiströmender Stäube u. dgl. ganz oder teilweise zusetzen, also abgedeckt werden.
  • Da eine absolut glatte Fläche bzw. Innenfläche bei optischen Stauberkennungsmitteln, die sich in einen Saugkanal erstrecken, schwierig oder gar nicht herzustellen ist, denn mindestens der sensitive Bereich des jeweiligen Sensors oder optischen Senders oder Empfängers muß ja, die Wandung des Kanals durchbrechend, oder flächenbündig zu dieser angeordnet werden, ergibt sich die Gefahr, daß in diesem Übergangsbereich Staubteilchen oder Fusseln hängenbleiben, weitere Stäube und Festteilchen aufnehmen und so den sensitiven Bereich allmählich abdecken. Das gleiche kann bei Lichtschranken oder Ultraschallgebern bei Maschinen oder sonstigen Systemen geschehen, wenn aus der Umgebung sich über den sensitiven Bereich allmählich Ablagerungen aufbauen.
  • Eine manuelle Reinigung der Sensorflächen ist zwar nicht ausgeschlossen, aber nicht immer möglich, beispielsweise dann nicht, wenn, angewendet auf den Staubsaugerbereich, sich die optischen Stauberkennungsmittel beidseitig eines längeren schmalen Kanals befinden, an einem Einbauort also, wo man von innen mit den Fingern oder einem Gerät nicht oder nur beschränkt herankommen kann. Außerdem ist nicht zu erwarten, daß unter allen Umständen eine solche Reinigung durchgeführt wird.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einbauvorrichtung für Sensoren beliebiger Art und speziell für die optischen Stauberkennungsmittel bei einem Staubsauger zu schaffen, die so ausgebildet ist, daß eine automatische Reinigung von selbst stattfindet.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Einbauvorrichtung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den Vorteil, daß auch bei beliebiger Ausbildung des sensitiven Bereichs des Sensors, also auch in solchen Fällen, wo dieser Bereich nicht unmittelbar ohne Unterbre­chung in die angrenzende Wandung übergeht, eine wirksame selbsttätige Reinigung und ein Freiblasen im sensitiven Bereich möglich ist, unter Ausnutzung von am Einbauort herrschenden Über- oder Unterdrücken der Umgebungsluft. Die Erfindung nutzt also die jeweilige Druckdifferenz aus, um über Längskanäle, die im Bereich des Einbauortes angrenzend zu den Sensoren geführt sind, Luftmengen oder Luftströmungen auf und längs des Sensors so zu leiten, daß dessen sensitiver Bereich beim normalen Arbeiten des Systems, in welchem sich die Sensoren befinden, durch das Anblasen oder mindestens Vorbeiströmen von Luftmengen jeweils freigehalten bzw. freigeblasen wird.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einbauvorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung der Einbauvorrichtung einstückig mit der umgebenden Rohrwandung, so daß die Einbauvorrichtung beispielsweise eine zylindrische Ausstülpung bildet, die in ihrer inneren Bohrung den beispielsweise zylindrischen, rotationssymmetrischen Sensor aufnimmt, dabei aber gleichzeitig, beispielsweise durch Abstandsbildung in bestimmten peripheren Bereichen Längskanäle um den Sensor realisiert, die bei Anwendung auf den Saugkanal eines Staubsaugers vom Rohrinneren zum Rohräußeren offen sind, so daß durch diese Längskanäle aufgrund des vom Staubsauger entwickelten Unterdrucks im Saugrohr Luftströmungen fließen, die für den Staubsauger selbst zwar Fremdluft oder Falschluft darstellen, aber so gering sind, daß sie keine Rolle spielen, andererseits aber für die von diesen Luftströmungen überstrichenen Sensoren und deren sensitive Bereiche hinsichtlich der hierdurch entfalteten Reinigungswirkung besonders wichtig sind.
    • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 einen in sich abgesetzten Rohrwandungsabschnitt speziell für das Saugrohr eines Staubsaugers im Anwendungsbeispiel mit einem in der Wandung angeordneten Sensor von an sich beliebiger Art in Draufsicht und
    • Fig. 2 die gleiche Darstellung der Fig. 1 im Schnitt, wobei erkennbar wird, daß Sensoren gegenüberliegend angeordnet sind nach Art einer hierdurch gebildeten Lichtschranke.
    Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, im Einbaubereich von Sensoren vorhandene Unterdrücke oder Überdrücke auszunutzen bzw. solche zu erzeugen und unter Ausbildung von Längskanälen, die insbesondere auch eine Einbeziehung der sensitiven Bereiche der Sensoren ermöglichen, Luftströmungen längs der Sensoren und über deren sensitive Bereiche so zu führen, daß diese eine ständige Reinigungswirkung ausüben.
  • Das spezielle Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung betrifft optische Stauberkennungsmittel, bestehend aus einer Leuchtdiode und einem Fototransistor im Saugrohr eines Staubsaugers; ein Teil des abgesetzten Saugrohrs ist in Fig. 1 mit 10 bezeichnet; der Einbauort für den oder die Sensoren trägt das Bezugszeichen 11 bzw. 11a, 11b.
  • Genauere Ausführungen zu Aufbau und Wirkungsweise dieser optischen Stauberkennungsmittel lassen sich den weiter vorn schon genannten Veröffentlichungen entsprechend DE-OS 34 31 164 bzw. der genannten offengelegten europäi­schen Patentanmeldung entnehmen, so daß hierauf nicht weiter eingegangen zu werden braucht.
  • Wie die Fig. 2 zeigt, sind in einem Saugkanalbereich - und hier kann es sich natürlich auch um ein inneres Rohrstück eines separaten zwischengeschalteten Gehäuses mit optischen Stauberkennungsmitteln handeln - beispiels­weise einander gegenüberliegend ein Lichtsender 12 als Leuchtdiode und ein Lichtempfänger 13 als Fototransi­ stor angeordnet und so gehalten, daß ihre sensitiven Bereiche einander zugewandt sind, d.h der Fototransistor empfängt die vom Lichtsender ausgehende Strahlung, jeweils unterbrochen durch in Strömungsrichtung längs der Pfeile A getragene Stäube und Schmutzteilchen, so daß sich hierdurch und unter Mitwirkung geeigneter nachgeschalteter Auswerteschaltungen ein Stauberkennungs­signal erzeugen und auswerten läßt.
  • Um der Gefahr vorzubeugen, daß die, wie gerade die Darstellung der Fig. 2 auch zeigt, nicht flächenbündig, sondern von beliebiger Form in ihrem sensitiven Bereich ausgebildeten Sensoren allgemein, hier also der Leuchtdiode und des Fototransistors,sich durch die Schmutzteilchen und Stäube zunehmend abdecken, die sich an jeder Stelle im Saugkanal, aber bevorzugt an diesen ohnehin Kanten, Abbrechungen, vorspringende Teile u. dgl. aufweisenden Bereiche festsetzen können, ist die Einbauvorrichtung für den Sensor so ausgebildet, daß mindestens ein von außen nach innen offener Längskanal 14 vorgesehen ist, wobei bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, wie die Fig. 1 zeigt, vier gleichmäßig über den Umfang verteilte Längskanäle 14 gebildet sind, und zwar zwischen der beispielsweise im Querschnitt kreisrunden Innenwandung der Einbauvorrichtung und der angrenzenden Außenwandung des in die Einbauvorrichtung eingesetzten bzw. von dieser aufgenommenen Sensors, der somit auch durch die bündige Anlage allein (und gegebenenfalls durch eine zusätzliche Verklebung u. dgl.)in der Bohrung der Einbauvorrichtung gehalten sein kann.
  • Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Einbauvorrichtung bevorzugt als einstückige Ausstülpung bzw. sich als zylindrischer Fortsatz aus der Saugkanal-­Rohrwandung erstreckendes Aufnahmeteil mit innerem Durchlaß, der den Sensor, also die Leuchtdioden oder den Fototransistor im vorliegenden Fall, aufnimmt. Durch die Bildung der Längskanäle 14 liegen an der äußeren Wandung des Sensors im Abstand zueinander befindliche axiale Wandungsteile 15 direkt an der Außenwandung des Sensors an, wobei die spezielle Ausgestaltung oder Form der zwischen sich die ebenfalls in ihrer Form beliebigen axialen Kanäle 14 bildenden (restlichen) Wandungsstücke beliebig geformt sein können. Man erkennt, daß einerseits der hier länglich zylindrisch ausgebildete Sensor fest in der Einbauöffnung der Einbauvorrichtung gehalten ist und gleichzeitig durchgehende Kanäle gebildet sind, die aufgrund des im Inneren 16 des Saugkanals des Staubsaugers herrschenden Unterdrucks mit einigermaßen hoher Geschwindigkeit Luftströme von außen nach innen führen, die durch die gestrichelte Linienführung in Fig. 2 gekennzeichnet sind.
  • Diese Luftströmungen blasen wirkungsvoll jede mögliche Staub- oder Festkörperansammlung im Bereich der Sensoren weg, halten die sensitiven Bereiche von Schmutzteilchen frei und sichern so eine einwandfreie Funktion der Sensoren über lange Zeiträume.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung vorliegender Erfindung kann dabei darin bestehen, daß bei sich verjüngenden Sensorflächen oder bei solchen sensitiven Sensorbereichen, die im wesentlichen bündig mit der Fläche der inneren Rohrwandung abschließen, die die Luftströmungen führenden Axialkanäle 14 nach innen zu, also dort, wo diese angrenzend an die sensitiven Bereiche der Sensoren in den freien Innenraum des Saugkanals münden, Anschrägungen 17 aufweisen, die, wie auch aus der gestrichelten Linienführung der Pfeile erkennbar, die Luftströmungen stärker zentrieren, also auf den mittleren Bereich dese Sensors (sensitiver Bereich) auflenken und die wirksame Reinigung unterstützen. Man kann diese Anschrägungen als Prallflächen bezeichnen, die für eine Umlenkung der durch den Unterdruck erzeugten Luftströme gerade in den sensitiven Bereich der Stauberken­nungsmittel sorgen.
  • Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (4)

1. Einbauvorrichtung für Sensoren oder Geber bei Staub­saugern, die als Stauberkennungsmittel angrenzend zu einem von angesaugten Stäuben und Schmutzteilchen durchsetzten Kanal angeordnet und am Einbauort einer Verschmutzung oder Überdeckung ihrer sensitiven Be­reiche ausgesetzt sind, insbesondere optische oder elektrische Stauberkennungsmittel, dadurch gekenn­zeichnet, daß im Fassungsbereich (11) des Sensors mindestens ein Kanal (14) unmittelbar angrenzend zum Körper des Sensors (12, 13) und zu dessen sensitiven Bereich gebildet ist, durch welchen aufgrund von vom Staubsaugergebläse selbst erzeugten Unter- bzw. Über­drücken eine den sensitiven Bereich hierdurch fort­laufend freiblasende Luftströmung geführt ist.
2. Einbauvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß der mindestens eine Kanal (14) mit Bezug auf die Längsachse des Sensors axial so geführt ist, daß die Blaswirkung der Luftströmung den sensi­tiven Bereich des Sensors erreicht.
3. Einbauvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß der mindestens eine Kanal (14) in Höhe des sensitiven Bereichs des Sensors eine Anschrägung (17) zur Bildung von Prallzonen für die durch den Kanal geführte Luftströmung aufweist derart, daß die Luftströmung in Richtung auf den sensitiven Bereich des Sensors abgelenkt wird.
4. Einbauvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß zur Aufnahme des (optischen) Sensors als Stauberkennungsmittel bei Staubsaugern der Saug­kanal eine einstückige, nach außen aufgestülpte Fassung von allgemein zylindrischer Form bildet, wobei Innenwandbereiche (15) über die Länge der Fassung im peripher verteilten Abstand nach innen zur Halterung der aufgenommenen Leuchtdiode oder des Fototransistors vorspringen und zwischen sich mehrere axiale Kanäle (14) bilden, durch die aufgrund des im Saugrohr herrschenden Unterdrucks die reinigende Luftströmung strömt.
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EP0327936A3 EP0327936A3 (en) 1990-09-12
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