EP2187793A1 - Verfahrbare vorrichtung zum durchführen von arbeiten an vorzugsweise ebenen flächen - Google Patents

Verfahrbare vorrichtung zum durchführen von arbeiten an vorzugsweise ebenen flächen

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EP2187793A1
EP2187793A1 EP08803133A EP08803133A EP2187793A1 EP 2187793 A1 EP2187793 A1 EP 2187793A1 EP 08803133 A EP08803133 A EP 08803133A EP 08803133 A EP08803133 A EP 08803133A EP 2187793 A1 EP2187793 A1 EP 2187793A1
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EP
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differential pressure
suction
unit
motor current
monitoring
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EP08803133A
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Joachim Damrath
Martin Huettner
Gerhard Wetzl
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BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
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    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L1/00—Cleaning windows
    • A47L1/02—Power-driven machines or devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
    • A47L2201/04—Automatic control of the travelling movement; Automatic obstacle detection

Definitions

  • the invention relates to a movable device for performing work on preferably flat surfaces, in particular for cleaning windows in the form of an autonomous unit provided with a cleaning part, with a suction device for generating a negative pressure between the device and the surface, further comprising a safety device for preventing a detachment and subsequent crash of the device from the surface to be machined.
  • Such a device is known, for example, from EP 1 237 456 B1, which generates an attractive force to the surface lying against it by the built-up negative pressure and in this way can move along obliquely extending or vertical surfaces.
  • Such devices are used in particular for performing work on hard to reach areas, so for example, the cleaning of the outer surfaces of large buildings.
  • the invention is therefore based on the object to improve a device of the type mentioned in that conditions or circumstances that can lead to a release of the device from the surface, are detected early in order to initiate appropriate countermeasures.
  • a device which solves this problem is characterized by a monitoring unit for the self-adjusting differential pressure generated by the suction unit, the monitoring unit initiating countermeasures when the pressure falls below a predetermined pressure difference threshold.
  • the advantage achieved by the invention is essentially that a change of the differential pressure to smaller values is detected early by the continuous monitoring, so that there is the possibility, early on, so before reaching a critical operating condition, to initiate appropriate countermeasures.
  • the described monitoring can serve directly for triggering a fall arrestor, which, for example, mechanically couples to the surface.
  • a fall arrestor which, for example, mechanically couples to the surface.
  • the monitoring of the differential pressure is used as an additional security measure in connection with other measures for preventing falls.
  • the monitoring unit for determining the differential pressure continuously detects the motor current of the suction device, wherein the differential pressure is determined from the characteristic curve representing the relationship between differential pressure and motor current of the suction unit.
  • the characteristic curve is determined taking into account the design-related characteristics and flow conditions of the device. As a result, the specific properties of the device are taken directly into account.
  • the monitoring unit recognizes the structure of the differential pressure when placing the device on the surface to be machined from the change in the motor current and signals the occurrence of the proper operating state. This can be done visually or acoustically and signal to the user whether the device is in "free-blowing" or in proper operating condition.
  • the task of monitoring a device provided for working on preferably flat, obliquely or vertically extending surfaces against detachment and subsequent crash of the device from the surface to be processed, in particular for cleaning windows in the form of an autonomous unit provided with a cleaning part, with a suction device for generating a negative pressure between the device and the surface is achieved by detecting the motor current of the suction device by means of a monitoring unit and from this the device holding in contact with the surface differential pressure is determined, wherein falls below a minimum differential pressure, the detachment and subsequent crashes the device is triggered by the surface to be machined preventing safety device.
  • the size of the motor current for triggering the safety device can be used directly in an advantageous manner, after usually a linear relationship between the motor current and differential pressure is observed.
  • FIG. 2 shows a diagram of characteristic curves of a suction device designed as a fan as a function of the volume flow
  • Fig. 3 shows the dependence of the differential pressure on the device of the current of the suction device to a specific embodiment.
  • the movable device shown schematically in Fig. 1 is used to perform work on preferably flat surfaces 1, in particular for cleaning windows in the form of a provided with a cleaning part 6 autonomous unit. 2
  • the device is provided with an only indicated drive unit 8 and with a suction device not shown for generating a negative pressure between the device and the surface 1. Furthermore, the device has a safety device for preventing detachment and subsequent crash of the device from the surface 1 to be processed.
  • a monitoring unit for the adjusting, generated by the suction differential pressure, wherein the monitoring unit initiates countermeasures when falling below a predetermined pressure difference threshold, which serve to secure the device.
  • a predetermined pressure difference threshold which serve to secure the device.
  • the monitoring unit which may for example be arranged in a cavity 4 of the autonomous unit 2, is set up in such a way that it constantly detects the motor current of the suction device in order to determine the differential pressure.
  • the differential pressure is then determined from the characteristic curve representing the relationship between the differential pressure and the motor current of the suction unit. 2 shows the characteristic curves of a fan used as a suction unit, as a function of the volume flow.
  • the characteristic curve can be determined in individual cases, taking into account the design-related peculiarities and flow conditions of the device and thus take particular account of structural characteristics influencing the characteristic curve.
  • a further advantageous possibility also for the operation monitoring of the device is that the monitoring unit recognizes when mounting the device on the surface to be machined from the change of the motor current the building up differential pressure, whereupon the occurrence of the proper operating state can be signaled. This can be done acoustically or optically; Another type of signal transmission is conceivable here, so that a remote monitoring is possible.

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  • Electric Vacuum Cleaner (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)

Description

Verfahrbare Vorrichtung zum Durchführen von Arbeiten an vorzugsweise ebenen Flächen
Die Erfindung betrifft eine verfahrbare Vorrichtung zum Durchführen von Arbeiten an vorzugsweise ebenen Flächen, insbesondere zur Reinigung von Fenstern in Form einer mit einem Reinigungsteil versehenen autonomen Einheit, mit einer Saugeinrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks zwischen der Vorrichtung und der Fläche, ferner mit einer Sicherheitseinrichtung zur Verhinderung eines Ablösens und anschließenden Abstürzens der Vorrichtung von der zu bearbeitenden Fläche.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der EP 1 237 456 B1 bekannt, die durch den aufgebauten Unterdruck eine Anziehungskraft zu der ihnen anliegenden Fläche erzeugt und sich auf diese Weise entlang von schräg verlaufenden oder auch senkrecht stehenden Flächen bewegen kann. Derartige Vorrichtungen dienen insbesondere zum Durchführen von Arbeiten an schwer zugänglichen Flächen, also beispielsweise dem Reinigen der Außenflächen von großen Gebäuden.
Entscheidend ist hierbei, sicherzustellen, dass die vom Unterdruck abhängige Haltekraft einen bestimmten Wert nicht unterschreitet, so dass eine im Betrieb befindliche Vorrichtung am Herabfallen gehindert und somit Personen- und Sachschäden vermieden werden können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass Bedingungen oder Umstände, die zu einem Lösen der Vorrichtung von der Fläche führen können, frühzeitig erkannt werden, um geeignete Gegenmaßnahmen einleiten zu können.
Eine diese Aufgabe lösende Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Überwachungseinheit für den sich einstellenden, durch die Saugeinheit erzeugten Differenzdruck, wobei die Überwachungseinheit bei Unterschreiten einer vorgegebenen Druckdifferenz-Schwelle der Sicherung der Vorrichtung dienende Gegenmaßnahmen einleitet.
Der durch die Erfindung erreichte Vorteil besteht im wesentlichen darin, dass eine Änderung des Differenzdruckes zu kleineren Werten hin durch die kontinuierliche Überwachung frühzeitig erkannt wird, so dass die Möglichkeit besteht, schon frühzeitig, also vor Erreichen eines kritischen Betriebzustandes, geeignete Gegenmaßnahmen einzuleiten.
Grundsätzlich kann die beschriebene Überwachung unmittelbar zum Auslösen einer Absturzsicherung, die beispielsweise mechanisch an die Fläche ankoppelt, dienen. Im Rahmen der Erfindung ist jedoch bevorzugt vorgesehen, dass die Überwachung des Differenzdrucks als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme im Zusammenhang mit anderen Maßnahmen zur Absturzvermeidung eingesetzt wird.
Ferner wird in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, dass die Überwachungseinheit zur Ermittlung des Differenzdrucks den Motorstrom der Saugeinrichtung ständig erfasst, wobei der Differenzdruck aus dem die Beziehung zwischen Differenzdruck und Motorstrom der Saugeinheit wiedergebenden Kennlinienverlauf ermittelt wird.
Hierbei kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass der Kennlinienverlauf unter Berücksichtigung der bauartbedingten Eigenheiten und Strömungsverhältnisse der Vorrichtung ermittelt ist. Dadurch werden die spezifischen Eigenschaften der Vorrichtung unmittelbar berücksichtigt.
In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass der erzielte Unterdruck unmittelbar dem Motorstrom folgt, so dass für den Kennlinienverlauf ein linearer Zusammenhang zwischen Motorstrom der Saugeinheit und Differenzdruck zugrunde gelegt werden kann.
Weiter besteht hierdurch im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass die Überwachungseinheit beim Aufsetzen der Vorrichtung auf die zu bearbeitende Fläche aus der Änderung des Motorstroms den Aufbau des Differenzdrucks erkennt und das Eintreten des ordnungsgemäßen Betriebszustands signalisiert. Dies kann optisch oder akustisch erfolgen und dem Benutzer signalisieren, ob die Vorrichtung sich in "freiblasendem" oder in ordnungsgemäßem Betriebszustand befindet.
In verfahrensmäßiger Hinsicht wird die Aufgabe der Überwachung einer zum Arbeiten an vorzugsweise ebenen, schräg oder senkrecht verlaufenden Flächen vorgesehenen Vorrichtung gegen Ablösen und anschließendem Abstürzen der Vorrichtung von der zu bearbeitenden Fläche, insbesondere zur Reinigung von Fenstern in Form einer mit einem Reinigungsteil versehenen autonomen Einheit, die mit einer Saugeinrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks zwischen der Vorrichtung und der Fläche versehen ist, dadurch gelöst, dass mittels einer Überwachungseinheit der Motorstrom der Saugeinrichtung erfasst und hieraus der die Vorrichtung in Anlage an der Fläche haltende Differenzdruck ermittelt wird, wobei bei Unterschreiten eines minimalen Differenzdrucks eine das Ablösen und anschließende Abstürzen der Vorrichtung von der zu bearbeitenden Fläche verhindernde Sicherheitseinrichtung ausgelöst wird.
Hierbei kann in vorteilhafter Weise unmittelbar die Größe des Motorstroms für das Auslösen der Sicherheitseinrichtung herangezogen werden, nachdem gewöhnlich ein linearer Zusammenhang zwischen Motorstrom und Differenzdruck zu beobachten ist.
Im Folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2 ein Diagramm von charakteristischen Kennlinien einer als Lüfter ausgebildeten Saugeinrichtung in Anhängigkeit vom Volumenstrom,
Fig. 3 ein die Abhängigkeit des Differenzdruckes an der Vorrichtung von der Stromstärke der Saugeinrichtung an einer speziellen Ausführungsform.
Die in Fig. 1 schematisch dargestellte verfahrbare Vorrichtung dient zum Durchführen von Arbeiten an vorzugsweise ebenen Flächen 1 , insbesondere zur Reinigung von Fenstern in Form einer mit einem Reinigungsteil 6 versehenen autonomen Einheit 2.
Dazu ist die Vorrichtung mit einer nur angedeuteten Antriebseinheit 8 sowie mit einer nicht näher dargestellten Saugeinrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks zwischen der Vorrichtung und der Fläche 1 versehen. Ferner weist die Vorrichtung eine Sicherheitseinrichtung zur Verhinderung eines Ablösens und anschließenden Abstürzens der Vorrichtung von der zu bearbeitenden Fläche 1 auf.
Um frühzeitig die Gefahr eines Ablösens der Vorrichtung von der Fläche zu erkennen, ist eine Überwachungseinheit für den sich einstellenden, durch die Saugeinheit erzeugten Differenzdruck vorgesehen, wobei die Überwachungseinheit bei Unterschreiten einer vorgegebenen Druckdifferenz-Schwelle Gegenmaßnahmen einleitet, die der Sicherung der Vorrichtung dienen. Dies kann auf unterschiedliche, insbesondere mechanische Weise geschehen, wofür Lösungen aus der Praxis bekannt sind. Die Überwachung des Differenzdrucks kann dabei sowohl als alleinige, insbesondere jedoch auch als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme zur Absturzvermeidung eingesetzt werden.
Die Überwachungseinheit, die beispielsweise in einem Hohlraum 4 der autonomen Einheit 2 angeordnet sein kann, ist so eingerichtet, dass sie zur Ermittlung des Differenzdrucks den Motorstrom der Saugeinrichtung ständig erfasst. Der Differenzdruck wird dann aus dem die Beziehung zwischen Differenzdruck und Motorstrom der Saugeinheit wiedergebenden Kennlinienverlauf ermittelt. Fig. 2 zeigt hierzu die charakteristischen Kennlinien eines als Saugeinheit eingesetzten Lüfters, in Abhängigkeit vom Volumenstrom.
Der Kennlinienverlauf kann im Einzelfall unter Berücksichtigung der bauartbedingten Eigenheiten und Strömungsverhältnisse der Vorrichtung ermittelt sein und somit die Kennlinie beeinflussende bauliche Eigenschaften besonders berücksichtigen.
Häufig ist es stattdessen jedoch ausreichend, wenn für den Kennlinienverlauf ein linearer Zusammenhang zwischen Motorstrom der Saugeinheit und Differenzdruck zugrunde gelegt wird, wie dies aus dem Diagramm der Fig. 3 hervorgeht.
Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit auch für die Betriebsüberwachung der Vorrichtung besteht darin, dass die Überwachungseinheit beim Aufsetzen der Vorrichtung auf die zu bearbeitende Fläche aus der Änderung des Motorstroms den sich aufbauenden Differenzdrucks erkennt, worauf das Eintreten des ordnungsgemäßen Betriebszustands signalisiert werden kann. Dies kann auf akustische oder optische Weise erfolgen; auch eine andere Art der Signalübertragung ist hierbei denkbar, so dass auch eine Fernüberwachung möglich ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahrbare Vorrichtung zum Durchführen von Arbeiten an vorzugsweise ebenen Flächen, insbesondere zur Reinigung von Fenstern in Form einer mit einem Reinigungsteil versehenen autonomen Einheit (2), mit einer Saugeinrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks zwischen der Vorrichtung und der Fläche (1 ), ferner mit einer Sicherheitseinrichtung zur Verhinderung eines Ablösens und anschließenden Abstürzens der Vorrichtung von der zu bearbeitenden Fläche, gekennzeichnet durch eine Überwachungseinheit für den sich einstellenden, durch die Saugeinheit erzeugten Differenzdruck, wobei die Überwachungseinheit bei Unterschreiten einer vorgegebenen Druckdifferenz-Schwelle der Sicherung der Vorrichtung dienende Gegenmaßnahmen einleitet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung des Differenzdrucks als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme zur Absturzvermeidung eingesetzt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit zur Ermittlung des Differenzdrucks den Motorstrom der Saugeinrichtung ständig erfasst, wobei der Differenzdruck aus dem die Beziehung zwischen Differenzdruck und Motorstrom der Saugeinheit wiedergebenden Kennlinienverlauf ermittelt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kennlinienverlauf unter Berücksichtigung der bauartbedingten Eigenheiten und Strömungsverhältnisse der Vorrichtung ermittelt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für den Kennlinienverlauf ein linearer Zusammenhang zwischen Motorstrom der Saugeinheit und Differenzdruck zugrunde gelegt wird.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit beim Aufsetzen der Vorrichtung auf die zu bearbeitende Fläche aus der Änderung des Motorstroms den Aufbau des Differenzdrucks erkennt und das Eintreten des ordnungsgemäßen Betriebszustands signalisiert.
7. Verfahren zur Überwachung einer zum Arbeiten an vorzugsweise ebenen, schräg oder senkrecht verlaufenden Flächen vorgesehenen Vorrichtung gegen Ablösen und anschließenden Abstürzen der Vorrichtung von der zu bearbeitenden Fläche, insbesondere zur Reinigung von Fenstern in Form einer mit einem Reinigungsteil versehenen autonomen Einheit, die mit einer Saugeinrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks zwischen der Vorrichtung und der Fläche versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Überwachungseinheit der Motorstrom der Saugeinrichtung erfaßt und hieraus der die Vorrichtung in Anlage an der Fläche haltende Differenzdruck ermittelt wird, wobei bei Unterschreiten eines minimalen Differenzdrucks eine das Ablösen und anschließende Abstürzen der Vorrichtung von der zu bearbeitenden Fläche verhindernde Sicherheitseinrichtung ausgelöst wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar die Größe des Motorstroms für das Auslösen der Sicherheitseinrichtung herangezogen wird.
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