EP0373353A1 - Vorrichtung zur Regelung und/oder Anzeige des Betriebs von Staubsaugern - Google Patents

Abstract

Bei einer Vorrichtung zur Regelung des Betriebs eines Staubsaugers sowie zur Signalisierung des Staubbeutelfüllungsgrads, einer Rohrverstopfung, von Falschluftöffnungen u. dgl. wird vorgeschlagen, in den von einem Staubsaugergebläse erzeugten Abluftstrom hinter dem Gebläse und hinter dem Staubbeutel (13) eine Luftturbine (19) anzuordnen, deren Drehzahl berührungsfrei erfaßt und in ein elektrisches Anzeigesignal umgewandelt und einer Regelschaltung für die Ansteuerung des Gebläsemotors (15) zugeführt wird. Je nach erfaßter Abluftmenge lassen sich so ferner der jeweilige Betriebszustand des Staubsaugers bzw. der Staubbeutelfüllungsgrads erfassen, Wechselsignale zur Anzeige bringen und auch feingestufte prozentuale Angaben sowie schriftliche Mitteilungen an den Benutzer optisch darstellen. Eine Kombination mit durch Membranschalter erfaßten Druckwerten ermöglicht schließlich eine sichere Diskriminierung der anzuzeigenden Betriebszustände.

Description

Stand der Technik
• Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-OS 30 30 059 ist bei einem auf konstanten Luftdurchsatz zu regelndem Staubsauger in dessen Ansaugbereich als einziger Außensensor eine kleine Luftturbine angeordnet, die einen Tacho­generator antreibt, der dann seinerseits mit seiner Ausgangsspannung eine gleichzurichtende Regelspannung erzeugt. Die Regelspannung arbeitet auf eine Phasen­anschnittsteuerung für den Gebläsemotor des Staubsau­ gers in dem Sinne, daß bei geringer werdendem Luft­durchsatz der das Staubsaugergebläse antreibende elektrische Motor von der Phasenanschnittsteuerung stärker angesteuert wird, während bei einem Staubsau­gerluftdurchsatz, der den vorgegebenen konstanten Luftstrom übersteigt, die Phasenansteuerung im Sinne einer Leistungsreduzierung des Gebläsemotors arbei­tet.
• Problematisch ist bei dieser bekannten Lösung der Umstand, daß sich die Luftturbine im angesaugten, von Staubpartikelchen durchsetzten Staubsaugerluft­strom befindet, so daß es auch bei der Schaffung möglichst glatter Flächen im Luftturbinenbereich nicht auszuschließen ist, daß sich allmählich Staub­teilchen in bestimmten Bereichen anhäufen, den Luft­durchsatz allgemein verengen und jedenfalls im mecha­nischen Turbinenbereich soweit durch Schmutzteilchen, die unter Umständen ja auch aus fettigen oder flüs­sigen Substanzen bestehen können oder diese mitfüh­ren, allgemein eine solche Zusetzung und Anhäufung erfolgt, daß ein einwandfreies Arbeiten der Luft­turbine nicht mehr erwartet werden kann, mindestens jedoch eine erhebliche Verfälschung der Meßergebnis­se zu erwarten ist.
• Hierzu trägt ferner der Umstand bei, daß die Luft­turbine einen Tachogenerator antreibt, also in Form eines elektrischen Generators aufgebaut ist, wobei das Luftschraubenelement auf die den Rotor des Genera­tors antreibende Welle aufgesetzt ist.
• Ein solcher Luftstromsensor verhält sich schon deshalb problematisch, weil für den Antrieb des Generators Leistung benötigt wird, beispielsweise um die Schleif­bewegung des Kollektors an den Kohlen zu überwinden und um überhaupt in den Statorwicklungen über die sich drehenden Magnetfelder die gewünschte elektri­sche Spannung zu induzieren.
• Der Sensor ist daher nicht rückwirkungsfrei und auch nicht in der Lage, eine getreue Aussage über den Istwert der Luftströmung zu liefern, weil er selbst das Meßergebnis durch sein eigenes Verhalten verfälscht und jedenfalls im Bereich geringerer Luftdurchsätze nicht mehr hinreichend genau anzeigen kann, aus beiden genannten Gründen, nämlich Zusetzen mit Staubteilchen, was alterungsbedingte Änderungen des Meßsignals bedeutet, und unerwünschte Reibungs­einflüsse im Bereich des Rotors.
• Um auf konstanten Luftdurchsatz oder, was einer solchen Regelung entspricht, auf gleiche Unterdrucks­leistung bei einem Staubsauger regeln zu können, ist es auch bekannt (DE-OS 24 43 945), unmittelbar am Staubsaugerkörper unterschiedliche, manuell zu betätigende Drucktasten anzuordnen, die sich mechanisch gegenseitig verriegeln und auch lediglich insofern eine mechanische Wirkung entfalten, als sie Zusatzluft im Sinne eines Bypass in den Unterdruckbereich des Staubsaugers einführen, so daß aufgrund des Ansaugens entsprechender, eigentlich als Falschluftmengen zu bezeichnender Luftmengen der jeweils entwickelte Unterdruck stufig innerhalb größerer Grenzen gehalten werden kann. Eine solche Lösung setzt voraus, daß die beispielsweise im Handgriff von Staubsaugern angeordneten Bypass-Luftklappen von der Bedienungs­person richtig manuell eingestellt werden, womit jedoch meistens nicht gerechnet werden kann.
• Grundsätzlich erscheint es wünschenswert, den Betrieb eines Staubsaugers weitgehend automatisch zu regeln und der Bedienungsperson entsprechende Entscheidungs­arbeit abzunehmen, wobei es praktisch ist, wenn die Bedienungsperson lediglich noch bestimmte Wünsche, etwa hinsichtlich der Bodenbeschaffenheit oder einer gewünschten Leistungsvorgabe (Soft-Stufe; Max-Stufe) vorgibt und der Staubsauger dann entsprechend solchen vorgegebenen Werten regelt bzw. längs bestimmter Kennlinien arbeitet, wobei es sinnvoll sein kann, hier zur Steuerung des Staubsaugergebläses Mikropro­zessoren, Kleinrechner u. dgl. einzusetzen, also Regel- oder Steuerbausteine, deren Verwendung sich zunehmend auch im haushaltstechnischen Bereich durch­setzt.
• Solche logischen Schaltzentralen benötigen jedoch möglichst umfassende Istwertangaben, um einen ein­wandfreien Betrieb durchzuführen, wobei auch Angaben über den jeweiligen Staubbeutelfüllungsgrad, über den Umstand, ob eine Rohrverstopfung oder Falschluft­öffnungen vorliegen o. dgl., erwünscht sind, damit das zentrale Steuerorgan auch eine entsprechende Meldung an die Bedienungsperson, beispielsweise an einem geeigneten Display am Staubsaugerkörper, vornehmen kann.
• Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine auch eine Anzeige des Betriebsverhal­tens einschließende umfassende Regelung eines Staub­saugers zu schaffen, die in der Lage ist, in einem breiten Empfindlichkeitsbereich den geregelten Be­trieb des Staubsaugers zu gewährleisten.
• Zur Anzeige des Staubbeutelfüllungsgrads bei Staub­saugern ist es ferner bekannt (DE-PS'en 27 12 201 und 28 35 473), auf Druckschwankungen reagierende Druckschalter, üblicherweise Unterdruckschalter insbesondere im Ansaugbereich des Staubsaugers anzu­ordnen und dem Benutzer durch von außen sichtbare Anzeigeleuchten mindestens auf den Zeitpunkt aufmerk­sam zu machen, zu welchem der Staubbeutel zu wechseln ist.
• Das Grundprinzip der Staubbeutelfüllungsgrad-Anzeige beruht darauf, daß bei leerem oder nur teilweise gefülltem Staubbeutel ein Unterdruck im Staubsauger­bereich, zunächst an beliebiger Stelle, herrscht, der unter Zugrundelegung eines hinreichend empfind­lichen Drucksensors oder Druckschalters auch für die angestrebten Meß- und Anzeigezwecke eine hinrei­chende Druckdifferenz mit Bezug auf den bei vollem bzw. leerem Staubbeutel herrschenden Unterdruck aufweist. Dies kann im einzelnen so verlaufen, daß der von dem Sauggebläse des Staubsaugers erzeugte Unterdruck bei leerem oder nur teilweise gefülltem Staubbeutel vergleichsweise niedrig ist, da die zu Reinigungszwecken beispielsweise über die Boden­düse des Staubsaugers abgesaugten Luftmengen noch vergleichsweise freien Durchtritt durch den Staubbeu­tel haben und daher bei hoher Geschwindigkeit der Unterdruck gering ist, d. h. nur wenig beispielsweise unterhalb des Atmosphärendrucks liegt.
• Dies ändert sich, wenn der Staubbeutel sich allmäh­lich zusetzt, wodurch sich ein immer größer werdender Strömungswiderstand aufbaut, der auf der Motorseite einen deutlichen Anstieg des Unterdrucks zur Folge hat. Hierdurch wird im ganzen gesehen auch die Ar­beitsleistung des Staubsaugers geringer, da dieser höhere Unterdruck zwar zwischen dem Staubbeutel und dem Gebläse des Staubsaugers herrscht, nicht aber, um ein Beispiel zu nennen, zwischen der Boden­düse und dem Staubbeutel. Die durchgesetzten Luft­mengen und auch der an der Bodendüse wirksame Unter­druck nehmen daher in diesem Bereich ab.
• Hinreichend empfindliche Membrandruckschalter sind in der Lage, die hierbei entstehenden Druckdifferen­zen, die für sich gesehen in absoluten Werten äußerst gering sind, beispielsweise zwischen leerem und vollem Staubbeutel lediglich etwa 25 mbar betragen können, sicher zu erfassen und eine Signalgabe dann zu veran­lassen, wenn der Staubbeutel voll oder nahezu voll ist. Ein ordnungsgemäßer Wechsel ist dann möglich, wobei gleichzeitig auch sichergestellt ist, daß die vom Staubsauger angebotenen Reinigungsmöglichkei­ten voll ausgenutzt werden und die Umweltbelastung gering bleibt.
• Probleme können sich allerdings bei bestimmten Typen von Staubsaugern dann ergeben, wenn aus bestimmten Gründen die Unterdruck­differenz zwischen leerem und vollem Staubbeutel sehr gering bzw. gar nicht vorhanden ist und sich erst dann bemerkbar macht, wenn der Staubbeutel eindeutig überfüllt ist oder wenn man bei solchen auf Druckmessungen ohnehin problematisch reagierenden Staubsaugern, weil diese von ihrer Bauart her eine zu geringe Druckdifferenz erzeugen, noch weitere periphere Randbedingungen anzeigen möchte wie bei­spielsweise Rohrverstopfungen oder größere Falsch­luftöffnung, falls das Gehäuse des Staubsaugers nicht geschlossen worden ist.
Vorteile der Erfindung
• Die Erfindung löst die weiter vorn angegebene Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und hat den Vorteil, daß durch die direkte Messung des Luftdurchsatzes eine primäre Istgröße des Staub­saugerbetriebs zur Interpretation seines jeweiligen Arbeitszustandes herangezogen wird, wobei aufgrund der Feinfühligkeit der Messung auch bei geringen oder sehr geringen Luftdurchsätzen über den gesamten Arbeitsbereich gesehen eine sehr genaue Information gewonnen, zur Regelung des Staubsaugerbetriebs heran­gezogen bzw. nach außen dem Benutzer optisch und/oder akustisch mitgeteilt werden kann.
• Besonders vorteilhaft ist daher die Anordnung eines direkt den Luftdurchsatz erfassenden, also auf den einwirkenden Luftstrom ansprechenden Luftschraubenele­ments im Abluftstrom des Staubsaugers, also hinter Staubbeutel und Staubsaugergebläse in einem gegebenen­falls durch Zwischenfilter weiter beruhigten Bereich. Da wegen der allseitigen Umschließung des Luftkanals im Staubsauger die Abluft ein genaues Abbild des angesaugten Arbeitsluftzustroms sein muß, ist das Luftschraubenelement auch in der Lage, besonders feinfühlig auf einen weiten Bereich von Luftstromver­hältnissen des Staubsaugers reagieren zu können, so daß es beispielsweise auch möglich ist, etwa den Staubbeutelfüllungsgrad in prozentualen Zahlen­werten, z. B. über eine 7-Segment-Leuchtanzeige oder über eine Dünnschicht-Kristallanzeige anzuzeigen.
• Eine vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß das Luftschraubenelement frei drehbar mit nur geringsten einwirkenden Rei­bungskräften, die lediglich auf seine eigene Lagerung zurückgehen, im Abluftstrom des Staubsaugers ange­ordnet ist, wobei die Drehbewegung des Luftschrauben­elements berührungslos erfaßt und in ein elektrisches Signal umgesetzt wird. Hierdurch ist sichergestellt, daß bis zu minimalen Luftgeschwindigkeiten ein getreu­es Abbild des Abluftdurchsatzes in Form einer elektri­schen Signalabfolge geliefert wird, wobei es durch entsprechende Lagerungen des Luftschraubenelements möglich ist, praktisch rückwirkungsfrei, also ohne Reibungseinflüsse arbeiten zu können. Hierzu können in geeigneter Weise Kunststofflager oder Kugellager vorgesehen sein, die beidseitig oder zentral des Luftschrauben- oder Turbinenrad lagern, während die Erfassung der Drehbewegung separat berührungslos erfolgt, etwa über eine Lichtschrankenanordnung, die eine sich im Luftstrom bewegende Scheibe beim Vorbeilaufen erfaßt und darauf anspricht.
• Für die berührungslose Abtastung der Drehbewegung des Luftschraubenelements können auch andere Systeme eingesetzt werden, die beispielsweise auf induktiver oder kapazitiver Basis (Näherungsschalter) oder unter Verwendung von Hall-Generatoren arbeiten.
• Hierdurch gelingt es in vorteilhafter Weise, ein linear dem Abluftdurchsatz entsprechendes Ausgangs­signal zu erzeugen, welches dann in geeigneter Weise ausgewertet wird.
• Der Luftdurchsatz (und letztlich auch die Druckverhält­nisse) eines Staubsaugers sind direkt bezogen auf solche Größen wie Staubbeutelfüllungsgrad, verstopfte Rohre, nicht geschlossene Staubsaugergehäuse u.dgl., so daß es möglich ist, aus der vom mit Hilfe des Luftschraubenelements erzeugten Ausgangsspannung auf den jeweiligen Betriebszustand des Staubsaugers zurückzuschließen. Es ist daher auch möglich, unter Vorgabe eines geeigneten Schwellwertes festzustellen, wann das Maß der vom Luftschraubenelement des Abluft­sensors erfaßten Abluft so weit abgesunken ist, daß auf einen nahezu oder vollständig gefüllten Staubbeutel geschlossen werden kann. In diesem Fall ergeht eine entsprechende Staubbeutel-Wechsel­anzeige; zu ähnlichen Ergebnissen, also Absinken des Abluftvolumens, führen verstopfte Rohre, so daß auch ein solcher Zustand von der Luftturbine erfaßt werden kann. In einem anderen Bereich, nämlich wesentlich zu hoher Abluftdurchsatz, arbeitet das Gerät beispielsweise dann, wenn gar kein Staubbeutel eingesetzt ist oder Falschluftöffnungen vorhanden sind. Auch dies kann erfaßt und durch geeignete Schwellwertmittel zu einer optischen oder akustischen Anzeige ausgewertet werden, vorzugsweise unter Einbe­ziehung von zusätzlich durch Messung gewonnenen Druckangaben.
• Dabei ist es vorteilhaft, wenn zusätzlich noch durch Leuchtdiodenanzeige in geeigneten Farben, beispiels­weise rot für defekt oder voller Staubbeutel und grün für einwandfreie Funktion eine sogenannte JA-/­NEIN-Anzeige vorgenommen wird.
• Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnah­men sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbes­serungen der Vorrichtung zur Regelung bzw. Anzeige des Staubsaugerbetriebs möglich. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung kann darin bestehen, daß durch den gleichzeitigen Einsatz geeigneter Drucksensoren an geeigneten Stellen im durchgehenden Saugkanal, also beispielsweise vor dem Staubbeutel, zwischen dem Staubbeutel und dem Gebläse bzw. hinter dem Gebläse im Abluftbereich weitere Istwertanga­ben in Form von Unterdrücken gewonnen und einer zentra­len Regelschaltung zugeführt werden. Diese kann dann beispielsweise selbsttätig entscheiden, ob der Füllungsgrad des Staubsaugers eine sofortige Leerung erforderlich macht oder ob durch erhöhte Gebläseleistung, die dann entsprechend anzusteuern wäre, eine Kompensation noch möglich ist. Dabei kann die Steuerschaltung, vorzugsweise in Form eines Mikroprozessors, auch probeweise bestimmte Betriebs­zustände des Staubsaugers ansteuern und die gewonne­nen Istwerte (Luftturbinen-Ausgangsspannung bzw. die Druckwerte von Drucksensoren) mit gespeicherten Werten vergleichen und hieraus Rückschlüsse auf den jeweiligen Zustand des Staubsaugers ziehen, die dann im geregelten Betrieb entweder eingesetzt werden oder zu Mitteilungen an die Bedienungsperson ausgenutzt werden können.
• Ein solchermaßen ausgerüsteter Staubsauger ist in der Lage, entweder auf konstanten Luftdurchsatz zu regeln oder je nach der von ihm unter Umständen selbsttätig erfaßten Bodenbeschaffenheit, wobei hier auch entsprechende Werte vom Benutzer eingegeben werden können, also beispielsweise Absaugen von Gardinen, hochfloriger Teppichboden, glatter Linoleum­belag, den Betrieb des Staubsaugers selbsttätig in bestimmten Leistungswerten zu steuern oder längs vorgegebener Kennlinien zu fahren.
Zeichnung
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
• Fig. 1 schematisiert einen in diesem Falle rohrförmig dargestellten Durchsatzbereich eines Staubsau­ gers mit Staubsaugermotorgebläse und einem Abluftsensor, der in Strömungsrichtung hinter dem Staubbeutel und dem Motorgebläse angeordnet ist und
• Fig. 2 eine mögliche Ausführungsform des Abluftsen­sors mit optischer Abtastung über eine (Reflex)­Lichtschranke, ebenfalls schematisiert.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
• Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, hinter dem Motorgebläse und auch hinter dem Staubbeutel, unabhängig davon, wie diese beiden Hauptaggregate im Verhältnis zueinander im Staubsauger angeordnet sind, d. h. im Abluftstrom ein Luftschrau­benelement anzuordnen und durch berührungslose Abta­stung von dessen Drehbewegung reibungsfrei ein dem Luftdurchsatz linear proportionales Ausgangssignal zu erzeugen und zur Regelung auszunutzen, gegebenen­falls in Verbindung mit weiteren Drucksensoren an vorgegebenen Stellen im Luftdurchsatzkanal des Staub­saugers.
• In Fig. 1 ist der vom Staubsauger gebildete und vom erzeugten Luftstrom durchsetzte Kanal mit 10 bezeichnet, mit einem Einlaß bei 11 und einem Luftaus­tritt in den Umgebungsbereich bei 12. Wie ferner in der Zeichnung schematisiert angedeutet, ist ein Staubbeutel 13 vorgesehen, der in geeigneter Weise und abdichtend bei 14 eingespannt ist; bei dem darge­stellten Ausführungsbeispiel ist hinter dem Staubbeu­ tel das Motorgebläse 15 angeordnet, welches von einem entsprechenden elektrischen Antriebsmotor 16 angetrieben wird. Es ist eine Motorsteuerung 17 vorgesehen, die in geeigneter Weise arbeiten kann, vorzugsweise eine Phasenanschnittsteuerung umfaßt, so daß mit deren Hilfe der Antriebsmotor für das Staubsaugergebläse 15 in gewünschter, auch sehr unterschiedlicher Leistungsabgabe betrieben werden kann.
• Hinter beiden Teilaggregaten, also dem Staubbeutel 13 und dem Staubsaugergebläse 15 mit Antrieb befindet sich ein Abluftstromsensor 18 in Form eines Luft­schraubenelements 19.
• Ein mögliches erstes Ausführungsbeispiel zur Erzeugung eines abluftstrom-proportionalen elektrischen Signals ist in Fig. 2 dargestellt und umfaßt das schematisiert gezeigte Luftschraubenelement 19, welches mittels eines geeigneten Ständers im Abluftstrom des Staub­saugers gelagert ist. Es versteht sich, daß das Luftschraubenelement eine beliebige strukturelle Form aufweisen kann; es müssen lediglich im Luftstrom so angeordnete Teilelemente vorgesehen sein, daß sich bei einer entsprechenden Luftbewegung eine Drehbewegung des Luftschraubenelements ergibt. Daher kann das Luftschraubenelement wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt propellerartig ausgebildet sein; es kann aber auch nach Art eines Axialgebläses ausge­bildet sein; alle diese Ausführungsformen eines Luftschraubenelements sind daher unter diesem Begriff zu verstehen.
• Da das Luftschraubenelement stets über Flügelteile verfügt, die zueinander einen Abstand haben, in der allgemeinsten Ausdrucksweise also Durchbrechungen des Luftschraubenelementes notwendigerweise vorhanden sind, ist es beispielsweise schon an dieser Stelle möglich, eine berührungsfrei arbeitende Abtastanord­nung einzusetzen, die auf diese Unterbrechungen oder Abstände abstellt und die Drehbewegung des Luftschraubenelements erfaßt, in zunächst grundsätz­lich beliebiger Weise, z. B. indem der Durchlauf der Flügelteile 19a über optische Sensoren 27, 28 (Sender, Empfänger) erfaßt wird.
• Bevorzugt ist allerdings, wie in Fig. 1 genauer dargestellt, im Abluftkanal ein vorzugsweise allseitig geschlossenes Gehäuse 30 anzuordnen, welches das Luftschraubenelement 19 lagert, indem dessen Welle 19b (abgedichtet) in das Gehäuse geführt und dort in geeigneter Weise, am besten mit Hilfe von Kugella­gern, gehalten ist.
• Das Gehäuse selbst kann eine stromlinienförmige vordere Form aufweisen und ist über einige Querstre­ben 31 mit der Innenwandung des Abluftkanals verbun­den und so gehalten.
• Zur Erfassung der Drehbewegung des Luftschraubenele­ments 19 ist an der in das Gehäuse 31 eingeführten Welle 19b eine Scheibe angeordnet, die sich mit der Welle dreht und selbst Durchbrechungen oder Löcher aufweisen kann, die in geeigneter Weise von berührungslos arbeitenden, optischen Sensoren 32 abgetastet werden. Es kann sich hier um Lichtsender und Lichtempfänger, auch für Infrarotlicht handeln, oder es kann natürlich auch eine Reflexlichtschranke vorgesehen sein.
• Alternativ ist es möglich, anstelle der Scheibe auch eine sich mit der Luftschraubendrehung bewegende Fahne an der Drehwelle 19b zu befestigen, deren Drehbewegung ebenfalls berührungslos abgetastet wird. Hier können natürlich auch andere Sensoren eingesetzt werden, beispielsweise induktiv oder kapazitiv arbeitende Sensorelemente, deren elektri­sches Verhalten durch den vorbeilaufenden Flügel oder die Scheibe 33 an der Welle entsprechend der Umdrehungsgeschwindigkeit des Luftschraubenelements 19 periodisch geändert wird. Der Flügel oder die Scheibe können auch aus einem magnetisch permeablen Material bestehen oder mit Magneten besetzt sein. Es ist daher auch möglich, an den einzelnen Flügel­teilen oder an der das Luftschraubenelement tragenden Welle 19b einen kleinen Permanentmagneten zu befesti­gen, der von einem Hall-Generator oder einem sonsti­gen, auf elektromagnetische Einwirkung ansprechenden Element abgetastet wird. Ein solches permanentmagneti­sches Teil kann auch an einem der Flügel angeordnet sein, so daß dann angrenzend an die Rohrwandung ein Hall-Generator die Umdrehungsfrequenz der Luft­turbine erfaßt.
• Zusätzlich zur Motorsteuerung 17 ist ein dieser vorgeschalteter Regel- und Anzeigeblock 22 vorgesehen, der auch die weiter vorn schon erwähnte zentrale elektrische oder elektronische Logikschaltung enthal­ten kann, vorzugsweise also ein Mikroprozessor, der die verschiedenen ihm zugeführten Istwertsignale von Drucksensoren 24, 25 und 26 sowie des Abluftsen­sors 18 auswertet und in die insofern dann geregelte Ansteuerung der Motorsteuerung 17 für den Gebläsean­triebsmotor 16 umsetzt,vorzugsweise über eine Phasenan­schnittschaltung.
• Dabei kann der Anzeigebereich des Regelblocks 22 Mittel zur optischen Anzeige in geeigneter Weise aufweisen, nämlich beispielsweise eine Schriftanzeige mit verschiedenen Mitteilungen (Staubbeutel gefüllt, Rohr verstopft, Staubsaugerhauptkanal offen, ordnungs­gemäße Funktion u. dgl.); ferner, falls gewünscht, eine einfache JA-/NEIN-Anzeige etwa durch eine rote oder grüne Leuchtdiode, wobei die rote Leuchtdiode eine Fehlfunktion und die grüne Leuchtdiode einen ordnungsgemäßen Betrieb anzeigen kann und schließlich, ebenfalls falls gewünscht, auch eine zahlenmäßige Feinanzeige des prozentualen Staubbeutelfüllungsgrads, wobei die Anzeige zwischen den Zahlen 0 bis 100 liegen kann und hierzu übliche optische Anzeigemittel Verwendung finden können, wie beispielsweise eine 7-Segment-Leuchtdiodenanzeige oder eine Kristallan­zeige 23.
• Der Regelblock 22 verfügt über vorzugsweise mehrere, elektrische Schwellwerte vorgebende Schaltungen, auf die nicht genauer eingegangen zu werden braucht, da sie für sich gesehen bekannt sind und üblicher­weise aus Operationsverstärkern mit entsprechend vorgespannten Widerstandskombination für die Referenz­spannung bestehen. Diese Schwellwertschaltungen werten die eingehenden Istwertsignale aus und können diese in entsprechende, für den Mikroprozessor oder die Regelschaltung verarbeitbare Signale umsetzen. Die Regelschaltung kann auch Fensterdiskriminatoren enthalten, die mit ihren Ausgangssignalen in der Lage sind, den, den inneren Staubsaugerkanal durch­setzenden Luftstrom auf einen konstanten Wert zu regeln, indem eine Phasenanschnittsteuerung in ent­sprechender Weise in ihrem Steuerkreis beaufschlagt wird.
• Unterschreitet beispielsweise der von dem Luftschrau­benelement 19 erfaßte Abluftdurchsatz auch dann einen vorgegebenen Wert, wenn die zentrale Steuer­schaltung (Mikroprozessor) auf eine höhere Gebläse­leistung regelt, dann weist dies auf einen zu hohen Staubbeutelfüllungsgrad hin und es ergeht eine ent­sprechende optische/akustische Anzeige, die an das Leeren des Staubbeutels erinnert. Erfolgt die Leerung nicht, dann ist es auch möglich, daß die Regelschal­tung die Motorsteuerung 17 insgesamt abschaltet, um eine Schädigung in diesem Bereich bzw. des Geblä­semotors zu vermeiden.
• Eine vorteilhafte Ausgestaltung vorliegender Erfindung kann auch darin liegen, daß die Messung des Abluft­stroms kombiniert verwendet wird mit Druckmessungen an verschiedenen Stellen des Staubsaugerhauptkanals 10, wodurch sich auch solche Betriebszustände sicher erfassen lassen, die allein durch die Bestimmung der Abluftmenge mehrere Interpretationsmöglichkeiten ergeben können. Zur Druckmessung können Membran-Druck­schalter z. B. angeordnet sein im Ansaugmündungsbe­reich bei 24, und/oder zwischen Staubbeutel und Gebläse bei 25 oder auch im Abluftkanal bei 26.
• Der Regelblock 22 kann ferner sogenannte Sample-and-­Hold-Schaltungen enthalten, die auch nach einem Abschalten des Staubsaugerbetriebs, bei dem dann auch die Luftturbine nicht mehr arbeitet, die früher schon angezeigten Werte bzw. Mitteilungen weiter angezeigt werden. Hierfür können auch Speicher einge­setzt werden. Die heutige miniaturisierte Speicher­technik läßt hier ein weites Arbeitsgebiet für vielfäl­tige Ausgestaltungen offen.
• Die Auswerteschaltung im Regelblock 22 ist daher auch in der Lage, die ihr zugeführten Abluftstrom­werte mit den erfaßten Druckwerten zu kombinieren. Ergibt sich z. B.eine Rohrverstopfung, dann befindet sich diese vor dem Drucksensor 24 (Membranschalter), so daß dort, praktisch unabhängig zum Staubbeutel­füllungsgrad, ein hoher Unterdruck herrscht, während die Luftturbine nur einen schwachen Abluftdurchsatz anzeigen kann. Daher kann die Auswerteschaltung den geschlossenen Membranschalter 24 und die geringe, von dem Generator 20 abgegebene Spannung als Rohrver­stopfung interpretieren, wozu lediglich übliche Schaltungsmittel wie Gatter, Inverter oder Fenster­diskriminatoren erforderlich sind, auf die daher nicht genauer eingegangen zu werden braucht; es versteht sich, daß hier auch der Einsatz von Mikropro­ zessoren o. dgl. möglich und vorteilhaft ist.
• Im Gegensatz dazu führt ein voller Staubbeutel nur zur Entwicklung eines geringen Unterdrucks im Bereich des Druckschalters 24, der im übrigen auch mehrstufig, also auf unterschiedliche Drücke mit jeweils unter­schiedlichen Schaltzuständen reagierend, ausgelegt sein kann. Auch in diesem Fall ist die Abluftmenge gering und daher die Generatorausgangsspannung klein.
• Ist dagegen eine Falschluftöffnung vorhanden, ist der Unterdruck am Schalter gering, der Abluftstrom aber groß.
• Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Regelung und/oder Anzeige des Betriebs von Staubsaugern einschließlich Reaktion auf Staubbeutelfüllungsgrad, Rohrverstopfung, Falschluftöffnungen, Bodenbeschaffenheit u.dgl., mit einem einen Luftstrom erzeugenden, vom Antriebs­motor des Staubsaugers angetriebenen Gebläse, mit Staubbeutel und Abluftkanal sowie einer ein luftdurchsatzproportionales Ausgangssignal erzeu­genden und einer den Gebläseantriebsmotor steuern­den Regelschaltung zuführenden Luftturbine, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Luftturbine (19) im Abluftstrom des Staub­saugers hinter Staubsaugergebläse (15) und Staubbeutel (13) angeordnet ist und

b) eine die Drehbewegung der Luftturbine berüh­rungslos erfassende und in ein elektrisches Ausgangssignal umsetzende Einrichtung (20; 27, 28) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß im Abluftkanal ein das Luftschrau­benelement (19) tragendes, geschlossenes Gehäuse (30) angeordnet ist, welches die Drehwelle (19b) des Luftschraubenelements aufnimmt und lagert, und daß an der Drehwelle eine Durchbrechungen aufweisende Scheibe zur berührungslosen Abtastung durch einen Sensor befestigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der berührungslose Sensor ein optischer Sensor in Form eines Lichtsenders und eines Lichtempfän­gers bzw. einer Reflexlichtschranke ist, die die Durchbrechungen der auf der Luftschraubenele­mentwelle angeordneten Scheibe (33) erfaßt und in ein den Abluftkanal durchsetzendes Luftmengen­signal umsetzt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine (Reflex)Lichtschrankenanordnung (27, 28) die sich drehenden Flügelteile (19a) des Luftschraubenelements (19) erfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur berührungslosen Abtastung der Luftschrau­benelement-Drehbewegung induktive, kapazitive und/oder elektromagnetische Sensoren vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei einen oberen und einen unteren Schwellwert erzeugende Anordnungen für das dem Abluftdurchsatz entspre­chende Ausgangssignal vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Anzeige des Betriebszustandes eine optische, eine einwandfreie bzw. eine defekte Funktion anzeigende Anordnung (rote und grüne Leuchtdiode) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu einer Leuchtdioden-JA-/NEIN-Anzeige Schriftabfolgen mit verschiedenen Staubsaugerbetriebsmitteilungen und/oder mit einer prozentualen Zahlenanzeige des Staubsaugerfüllungsgrads vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ferner Drucksensoren in Form von für sich gesehen bekannten Membran­schaltern an weiteren Stellen im Staubsauger­hauptkanal angeordnet sind und deren Ausgangssignale ebenfalls in Kombination mit dem Ausgangssignal der Luftturbine zur Diskriminierung von Staubsauger­zuständen verwendet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein einen zu hohen Verstopfungungsgrad im Staubsaugerhauptkanal (gefüll­ter Staubbeutel, Rohrverstopfung) anzeigendes Signal der Staubsaugerantriebsmotorsteuerung (17) zugeführt ist und diesen abschaltet.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regel­einrichtung (22) zur Steuerung des Betriebs des Staub­saugers einen Mikroprozessor enthält, der in Ab­hängigkeit zu den ihm zugeführten Istwertsignalen aus berührungslos abgetastetem Abluftsensor (18) den Drucksensoren (Membrandruckschaltern 24, 25, 26) und gegebenenfalls in Abhängigkeit zu ihm weiterhin manuell von der Bedienungsperson zugeführten Befehlen über Leistungsabgabe und/oder Bodenbeschaffenheit die Ansteuerung des Gebläseantriebsmotors über eine Phasenanschnittsteuerung innerhalb vorgegebene­ner Grenzen bzw. vorgegebenen Kennlinien folgend vornimmt.

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