EP3821778B1

EP3821778B1 - Staubsauger und verfahren zum betrieb eines staubsaugers

Info

Publication number: EP3821778B1
Application number: EP20203197.7A
Authority: EP
Inventors: Thomas Rech; Klaus Schaefer-Van Den Boom; Andreas Kiefer; Eugen Balzer
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 2019-11-15
Filing date: 2020-10-22
Publication date: 2023-06-28
Anticipated expiration: 2040-10-22
Also published as: EP3821778A1; DE102019130910A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Staubsauger zur Reinigung und Pflege von Bodenflächen mit einem Gebläse zur Erzeugung eines Unterdruckes zur Aufnahme von Schmutz mittels eines Luftstromes, einem Abscheidesystem zur Reinigung der aufgenommenen Luft vom Schmutz und einen Frequenzumrichter zur Einstellung der Leistung des Gebläses. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Einstellung einer Gebläseleistung eines Staubsaugers.
Im privaten Haushalt sowie im Gewerbe kommen Staubsauger zur Reinigung von Flächen wie textilen Bodenbelägen und glatten Böden zum Einsatz. Dabei wird zur Staubaufnahme eine Bodendüse des Staubsaugers auf einer Bodenfläche kontinuierlich vor- und zurückgeschoben. Im Zuge des Energy-Labels für Staubsauger werden für Haushaltsstaubsauger Energieklassen vorgegeben, in denen wesentlich niedrigere elektrische Aufnahmeleistungen zulässig sind. Außerdem werden zur Einordung in die Energieklassen Verbrauchsmessungen auf zwei unterschiedlichen Bodenbelägen durchgeführt. Der elektrische Energieverbrauch beim Saugen der beiden unterschiedlichen Böden geht dann in die Bewertung zur Einordnung in die Energieklassen des Energy-Labels ein. Eine Optimierung des Energieverbrauchs auf den beiden unterschiedlichen Bodenbelägen sorgt somit für eine besonders gute Klassifizierung des Staubsaugers bei den Energieklassen. Eine solche Optimierung der Energieverbräuche hinsichtlich einer guten Klassifizierung sollte bei Verwendung einer Glattbodendüse eine niedrige Saugleistung vorsehen, während bei Verwendung der Universaldüse eine höhere Saugleistung vorgesehen werden kann, um die Kriterien zu erfüllen.
Die EP 3 351 160 A1 beschreibt einen Staubsauger und ein Verfahren zum Betreiben eines Staubsaugers, wo über die Erkennung der verwendeten Saugdüse die Saugleistung geregelt wird. Dies erfolgt in der hier beschriebenen Lösung über einen Unterdruckschalter der zur Erkennung der Saugdüse abgefragt wird. Diese Erkennung der Saugdüse ist nicht sehr fehlertolerant, sodass beispielsweise kurzzeitiges Festsaugen an einer Gardine oder Fußmatte den Unterdruckschalter charakteristisch wie eine bekannte Saugdüse schalten kann, was zu einer unerwünschten Reduzierung der Saugleistung führt, die anschließend nur durch manuelle Eingriffe des Benutzers in die Leistungsstufenauswahl korrigiert werden kann.
Die DE 37 18 263 A1 offenbart einen Staubsauger mit einem Gebläse zur Erzeugung eines Unterdruckes zur Aufnahme von Schmutz mittels eines Luftstromes, einem Abscheidesystem zur Reinigung der aufgenommenen Luft vom Schmutz und einen Frequenzumrichter zur Einstellung der Leistung des Gebläses.
Der Erfindung stellt sich somit das Problem, einen verbesserten Staubsauger und ein verbessertes Verfahren zur Einstellung einer Gebläseleistung eines Staubsaugers anzugeben.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch einen Staubsauger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Einstellung einer Gebläseleistung eines Staubsaugers gemäß Anspruch 6 gelöst. Dadurch, dass zur Einstellung der Leistung des Gebläses ein vom Gebläse erzeugter Unterdruck als modelspezifische Sollwertkurve in Abhängigkeit von elektrischer Leistung und Drehzahl des Gebläses vorgegeben ist und der Frequenzumrichter auf Basis von hierzu hinterlegter elektrischer Leistung und Drehzahl anhand der Sollwertkurve einen vorgegebenen Sollwert für den Unterdruck über die Vorgabe von elektrischer Leistung und Überprüfung der sich einrichtenden Drehzahl einstellt, kann der Energieverbrauch des Staubsaugers bei Verwendung unterschiedlicher Saugdüsen dahingehend optimiert werden, dass der Staubsauger im Reinigungsbetrieb energieeffizient arbeitet und gleichzeitig zufriedenstellende Reinigungsleistungen erreicht.
Mit der Einstellung der Gebläseleistung mittels der elektrischen Leistung des Gebläses über eine modelspezifische Sollwertkurve für einen zur Reinigung erforderlichen Unterdruck, kann in Abhängigkeit von der vom Frequenzumrichter zur Verfügung gestellten Leistung, die sich einrichtende Drehzahl überprüft werden, um einfach Rückschlüsse über die verwendete Saugdüse und den sich einstellenden Unterdruck zu erhalten. Hierdurch ist sehr einfach eine Unterdruckregelung und Saugdüsenerkennung realisierbar, die ohne einen Unterdruckschalter auskommt, da die maßgeblichen Größen zur Einstellung eines Unterdrucksollwertes durch die zur Verfügung gestellte Leistung und die sich einrichtende Drehzahl des Gebläses seitens des Frequenzumrichters bekannt sind. Hierzu wird die elektrische Leistung im Zwischenkreis des Frequenzumrichters gemessen. Falls es sich bei dem Antrieb des Gebläses um einen BLDC oder Synchronmotor handelt ist deren Drehzahl dem Frequenzumrichter bekannt. Bei einem PMDC-Motor kann ein Frequenzumrichter die Drehzahl über die Kommutierung ermitteln.
Mit der Einstellung der Gebläseleistung anhand der modellspezifischen Sollwertkurve kann ein definierter Unterdruck eingestellt werden. Die modellspezifische Sollwertkurve muss bei der Entwicklung und Konstruktion des Staubsaugers ermittelt werden und kann beispielsweise als Algorithmus oder als Tabelle bevorzugt in der Software des Frequenzumrichters abgelegt sein. In dieser modellspezifischen Sollwertkurve sind die erforderliche elektrische Leistung, die der Umrichter dem Gebläse zur Verfügung stellt, und die sich beim vorgegebenen Unterdruck einrichtende Drehzahl des Gebläses für das jeweilige Staubsaugermodell hinterlegt. Mit der Hinterlegung der Leistung und der Drehzahl in dem Frequenzumrichter kann das Gebläse sehr einfach zur Erzeugung eines definierten Unterdruckes eingestellt werden, da die Einstellgrößen dem Frequenzumrichter zur Verfügung stehen und die Einhaltung des Sollwertes für den Unterdruck bei der Entwicklung und Konstruktion des Staubsaugers für die Einstellgrößen im Labor sichergestellt wurde. Da die genutzte modellspezifische Sollwertkurve nach der Ermittlung im Labor für alle baugleichen Staubsaugermodelle und Saugdüsen verwendet werden kann, muss eine solche Untersuchung nur bei Abweichungen der Baureihen wiederholt werden, die Einfluss auf den vom Gebläse erzeugten Unterdruck haben.
Die unterschiedlichen Bodenflächen können durch einen textilen Bodenbelag, wie einen Teppich oder Teppichboden, oder durch einen Glattboden, wie z. B. ein Holzparkett, Laminat oder einen PVC-Bodenbelag, gebildet werden.
Der Staubsauger weist ein Gebläse zur Erzeugung eines Unterdruckes auf, durch den die über eine zu reinigende Bodenfläche geführte Bodendüse Staub und Schmutz von der Bodenfläche aufnimmt. Hierzu wird die Bodendüse durch den Benutzer mittels Schub- und Zugbewegungen in Bearbeitungsrichtung vor und zurückbewegt. Hierdurch gleitet die Bodendüse über die zu reinigende Bodenfläche. Der Benutzer kann dazu beispielsweise einen mit dem Saugrohr verbundenen Griff des Staubsaugers handhaben. Damit die Reinigung und Pflege des Bodenbelags möglichst effektiv ausgeführt werden kann, ist der Saugmund der Bodendüse länglich ausgebildet und verläuft im Wesentlichen quer zur Bearbeitungsrichtung. Länglich ausgebildet bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der vorzugsweise im Wesentlichen rechteckige Saugmund eine größere Länge quer zur Bearbeitungsrichtung aufweist, als Breite in Bearbeitungsrichtung. Der Saugmund ist vorzugsweise zwischen 10 und 30 cm quer zur Bearbeitungsrichtung lang.
Der Staubsauger kann auch als selbstständig fahrender Staubsauger, insbesondere Saugroboter, ausgebildet sein, sodass die Bearbeitungsrichtung der Bodendüse der Fahrtrichtung des selbstständig fahrenden Staubsaugers entspricht. Ein Staubsaugergehäuse des Staubsaugers kann eine Staubaufnahmekammer aufweisen, in welcher der über die Bodendüse aufgenommene Staub beispielsweise in einem Staubbeutel gesammelt werden kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden abhängigen Ansprüchen. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale auch in beliebiger und technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und somit weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sollwertkurve in Abhängigkeit von Leistung und Drehzahl einen zumindest abschnittsweise linearen Verlauf aufweist. Die Sollwertkurve kann auch einen anderen Verlauf haben, aber gerade mit dem linearen Verlauf kann sehr einfach ein Leistungs- und Drehzahl-Paar ermittelt werden, bei dem sich ein vorgegebener Sollwert für den Unterdruck erreichen lässt. Die Veränderung der elektrischen Leistung durch den Frequenzumrichter führt zu einfach nachvollziehbaren Drehzahländerungen des Gebläses bei Einhaltung des vorgegebenen Sollwerts für den vom Gebläse erzeugten Unterdruck.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist, dass die Sollwertkurve in Abhängigkeit von Leistung und Drehzahl einen abschnittsweise unterschiedlichen Verlauf aufweist. Mit einem abschnittsweise unterschiedlichen Verlauf der Sollwertkurve für den vom Gebläse erzeugten Unterdruck, können unterschiedlich ausgebildete Saugdüsen sehr einfach auf unterschiedlichen Abschnitten der Sollwertkurve betrieben werden, sodass die Einstellung der Gebläseleistung abhängig von der adaptierten Saugdüse unterschiedlich verlaufen kann.
Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass die Sollwertkurve in einem ersten Abschnitt bei Steigerung der Leistung um einen festen Wert in einem unteren Leistungsbereich eine größere Steigerung der sich einrichtenden Drehzahl vorsieht als in einem zweiten Abschnitt, wo bei Steigerung der Leistung um den festen Wert in einem oberen Leistungsbereich eine geringere Steigerung der sich einrichtenden Drehzahl als im ersten Abschnitt vorgesehen ist. Bei einem solchen Verlauf der Sollwertkurve kann beispielsweise eine als Glattbodendüse ausgebildete adaptierbare Saugdüse im ersten Abschnitt betrieben werden, wobei die Veränderung der elektrischen Leistung hier größere Drehzahlveränderungen bei Einhaltung des Unterdrucksollwertes vorsieht, als dies im zweiten Abschnitt der Fall ist. Im zweiten Abschnitt könnte beispielsweise, eine weitere, als Universaldüse ausgebildete Saugdüse betrieben werden, sodass bei Veränderungen der elektrischen Leistung geringere Drehzahlveränderungen bei Einhaltung des Unterdrucksollwertes erwartet werden.
Besonders vorteilhaft ist auch die Ausführung der Erfindung, dass der Staubsauger eine als Glattbodendüse ausgebildete adaptierbare Saugdüse und mindestens eine weitere, adaptierbare Saugdüse aufweist, wobei die Glattbodendüse gegenüber der weiteren Saugdüse einen reduzierten Blendendurchmesser aufweist. Über den reduzierten Blendendurchmesser ist der begrenzende Querschnitt für den vom Gebläse erzeugten Luftstrom reduziert in einer Art und Weise, dass die sich einrichtenden Drehzahlen bei Änderung der elektrischen Leistung über den Frequenzumrichter einer Glattbodendüse zuordnen lassen. Dabei wird die Sollwertkurve für die Unterdruckregelung derart parametriert, dass bei einer verwendeten Glattbodendüse sich die erforderlichen elektrischen Leistungen einstellen. Über den durch den reduzierten Blendendurchmesser erreichbaren charakteristischen Zusammenhang zwischen vorgegebener Leistung und sich einstellender Drehzahl des Gebläses kann sehr schnell über den Frequenzumrichter ermittelt werden, dass die Glattbodendüse an den Staubsauger adaptiert ist. Mit Erkennung der angeschlossenen Glattbodendüse kann nun die Einstellung des Gebläses über die Vorgabe der Leistung so begrenzt werden, dass die Kriterien für eine gute Klassifizierung des Staubsaugers bei den Energieklassen problemlos eingehalten werden können, wobei das Gebläse weiterhin auf die adaptierte Saugdüse hin optimiert zur Erzielung guter Reinigungsergebnisse und einer zufriedenstellenden Handhabung betrieben werden kann. So lässt sich über den in der Sollwertkurve vorgegeben Unterdruck ein Luftstrom erzeugen, der bei unterschiedlichen an den Staubsauger angeschlossenen Saugdüsen eine optimierte Aufnahme von Schmutz bei gleichzeitiger Einhaltung der über das Energy-Label geschaffenen Erfordernisse zur Einhaltung eines definierten Energieverbrauchs bietet.
Ferner ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Einstellung einer Gebläseleistung eines bereits und im Folgenden näher beschriebenen Staubsaugers zur Reinigung und Pflege von Bodenflächen, wobei ein Frequenzumrichter zur Einstellung der Leistung des Gebläses vorgesehen ist, wobei zur Einstellung der Leistung des Gebläses ein vom Gebläse erzeugter Unterdruck als modelspezifische Sollwertkurve in Abhängigkeit von elektrischer Leistung und Drehzahl des Gebläses vorgegeben wird und der Frequenzumrichter auf Basis von hierzu hinterlegter Leistung und Drehzahl anhand der Sollwertkurve einen vorgegeben Sollwert für den Unterdruck über die Vorgabe von Leistung und Überprüfung der sich einrichtenden Drehzahl einstellt. Ein mit diesem Verfahren betriebener Staubsauger kann hinsichtlich des Energieverbrauchs bei Verwendung unterschiedlicher Saugdüsen dahingehend optimiert werden, dass die Kriterien des Energy-Labels für eine gute Klassifizierung des Staubsaugers hinsichtlich des Energieverbrauchs eingehalten werden und der Staubsauger außerdem eine zufriedenstellende Reinigung und Pflege von Bodenflächen gewährleistet. Die Einstellung der Gebläseleistung auf einen zur Reinigung der Bodenflächen erforderlichen Unterdruck kann über die modelspezifische Sollwertkurve in Abhängigkeit von der vom Frequenzumrichter zur Verfügung gestellten Leistung und der sich einrichtenden Drehzahl erreicht werden. Hierdurch sind einfach Rückschlüsse auf die verwendete Saugdüse und den sich einstellenden Unterdruck zu ziehen. Die Unterdruckregelung und auch die Saugdüsenerkennung sind so einfach realisierbar, da diese Lösung keinen Unterdruckschalter benötigt. Die maßgeblichen Größen zur Einstellung eines Unterdrucksollwertes sind durch die zur Verfügung gestellte Leistung und die sich einrichtende Drehzahl des Gebläses dem Frequenzumrichter bekannt. Die Größen können dabei direkt gemessen werden beispielweise über einen Sensor zur Drehzahlerfassung des Gebläses. Alternativ lassen sich die Größen auch indirekt ermitteln, beispielweise anhand eines Algorithmus, welcher den Verlauf der Motorströme oder Spannungen auswertet.
Die Einstellung der Gebläseleistung über die modellspezifische Sollwertkurve ermöglicht die Einstellung eines definierten Unterdrucks. Hierzu muss die modellspezifische Sollwertkurve bei der Entwicklung und Konstruktion des Staubsaugers einmal im Labor ermittelt werden. Die Sollwertkurve für den Unterdruck kann bevorzugt als Algorithmus oder als Tabelle beispielsweise in der Software des Frequenzumrichters hinterlegt sein. Die modellspezifische Sollwertkurve beinhaltet die erforderliche elektrische Leistung, die der Umrichter dem Gebläse zur Verfügung stellt, und die sich bei vorgegebenen Unterdruck einrichtende Drehzahl des Gebläses. Mit dem Frequenzumrichter kann das Gebläse sehr einfach über die Hinterlegung der Leistung und der Drehzahl zur Erzeugung eines definierten Unterdruckes eingestellt werden, da die Einstellgrößen dem Frequenzumrichter zur Verfügung stehen. Die korrekten Einstellgrößen sollten bei der Entwicklung und Konstruktion des Staubsaugers im Labor ermittelt werden. Die so ermittelte modellspezifische Sollwertkurve kann für alle baugleichen Staubsaugermodelle verwendet werden, muss aber bei Abweichungen der Baureihen, die Einfluss auf den vom Gebläse erzeugten Unterdruck haben, wiederholt werden.
Weiter vorteilhaft ist die Ausgestaltung des Verfahrens, dass eine mit dem Staubsauger adaptierbare Saugdüse bei Adaptierung mit dem Staubsauger anhand der vom Frequenzumrichter vorgegebenen Leistung und der sich einrichtenden Drehzahl erkannt wird. Anhand eines charakteristischen Zusammenhangs zwischen vorgegebener Leistung und sich einstellender Drehzahl des Gebläses kann sehr schnell über den Frequenzumrichter ermittelt werden, welche der mit dem Staubsauger adaptierbaren Saugdüsen mit dem Staubsauger verbunden ist. Über die Erkennung der angeschlossenen Saugdüse kann dann die vorgegebene Leistung bei der Einstellung des Gebläses so begrenzt werden, dass die Energieverbräuche für eine gute Klassifizierung des Staubsaugers beim Energy-Label einfach eingehalten werden, wobei dennoch ein gutes Reinigungsergebnis und eine zufriedenstellende Handhabung der Saugdüse erreicht werden. Über den in der Sollwertkurve vorgegeben Unterdruck kann ein Luftstrom erzeugt werden, der auch bei unterschiedlichen an den Staubsauger angeschlossenen Saugdüsen eine optimierte Aufnahme von Schmutz sicherstellt, wobei zugleich die definierte Einhaltung der über das Energy-Label geschaffenen Erfordernisse hinsichtlich des Stromverbrauchs erreicht wird.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass die Leistung bei einer als Glattbodendüse ausgebildeten, adaptierbaren Saugdüse reduziert wird. Mit der Reduzierung der Leistung des Gebläses bei der Verwendung der Glattbodendüse, kann ein zufriedenstellendes Reinigungsergebnis auf Glattböden bei einem geringen Stromverbrauch sichergestellt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Leistung wieder erhöht wird, wenn die Bedingungen für die vorgegebene Leistung und die sich einrichtende Drehzahl für die als Glattbodendüse ausgebildete, adaptierbare Saugdüse nicht mehr erfüllt werden. Mit der Erhöhung der Leistung bei Verwendung einer anderen als der Glattbodendüse kann ein Luftstrom erzeugt werden, bei dem zufriedenstellende Reinigungsergebnisse erzielbar sind.
Eine bevorzugte Ausführung des Verfahrens sieht vor, dass die Leistung kontinuierlich verändert wird. Mit der kontinuierlichen Veränderung der Leistung können starke Unterdruck- und Drehzahlschwankungen vermieden werden, die das Benutzerempfinden beeinträchtigen. Die kontinuierliche Veränderung sorgt im Gegensatz zu der stufenweisen Verstellung der Leistung für weniger wahrnehmbare Eingriffe in die Steuerung des Gebläses.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnungen. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den folgenden Zeichnungen rein schematisch dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigt

Figur 1: Erfindungsgemäßer Staubsauger mit Bodendüse,
Figur 2: Drehzahl-/Leistungskurven für unterschiedliche Unterdrücke,
Figur 3: Drehzahl-/Leistungskurve mit nichtlinearer Abbildung, und
Figur 4: Beispiel für eine Leistungsregelung.

In der Figur 1 mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist ein Staubsauger 1 mit adaptierter Bodendüse 5 rein schematisch dargestellt. Die Darstellung gemäß Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Staubsauger 1 mit einer an den Staubsauger 1 angeschlossenen Bodendüse 5. Bei dem im Ausführungsbeispiel dargestellten Staubsauger 1 handelt es sich um einen sogenannten Kanister-Staubsauger. Die Bodendüse 5 ist hier über ihren Anschlussstutzen 6 mit einem vorzugsweise teleskopierbar ausgestalteten Saugrohr 7 verbunden. Weiterhin weist die Bodendüse 5 bei diesem gezeigten Ausführungsbeispiel ein eigenes vom Staubsaugergehäuse 8, 8a unabhängiges Gehäuse 9 auf. Das teleskopierbare Saugrohr 7 geht in einen Handgriff 10 über, an dem ein Saugschlauch 11 angeschlossen ist, der mit dem Staubsaugergehäuse 8, 8a verbunden ist. Über ein elektrisches Anschlusskabel 12 wird ein in dem Staubsaugergehäuse 8, 8a integriertes (nicht gezeigtes) Gebläse des Staubsaugers 1 mit Strom betrieben, um einen Unterdruck zu erzeugen. Mittels dieses Unterdruckes werden Schmutz und Dreck von der zu reinigenden Bodenfläche 30 durch einen Luftstrom über den Saugmund der Bodendüse 5 aufgenommen und über das Saugrohr 7 und den Saugschlauch 11 in das Gehäuse 8, 8a des Staubsaugers 1 abtransportiert. Der Staubsauger weist einen nicht gezeigten Frequenzumrichter zur Einstellung der Leistung des nicht gezeigten Gebläses auf. In dem Gehäuse 8, 8a ist ein Abscheidesystem 2 vorgesehen, welches im Ausführungsbeispiel als Staubbeutel ausgebildet ist. Dieses Abscheidesystem 2 befindet sich in einem durch die Gehäuseteile 8, 8a und des Staubsaugers 1 gebildeten Staubraum 13. Dieser Staubraum 13 ist durch einen Klappmechanismus zwischen den Staubsaugergehäuseteilen 8 und 8a zugänglich und geöffnet dargestellt, sodass das Abscheidesystem 2 sichtbar und entnehmbar ist. Für den Betrieb des Staubsaugers 1 wird der Staubraum 13 geschlossen und ein Unterdruck erzeugt. Der durch den Unterdruck erzeugte Luftstrom wird in dem Abscheidesystem 2 von Schmutz und Dreck befreit und über ein Abluftgitter 14 aus dem Staubsauger 1 herausgeleitet. Zum Ein- und Ausschalten des Staubsaugers 1 weist dieser eine Benutzerschnittstelle 4 in Form einer Trittschaltung 4 auf. Diese Trittschaltung 4 umfasst Schalter, die ausreichend groß sind, damit ein Benutzer diese mit dem Fuß betätigen kann. Die Trittschaltung 4 weist üblicherweise auch einen Schalter zur Betätigung der im Staubsaugergehäuse 8, 8a integrierten (nicht gezeigten) Wickelautomatik für das Anschlusskabel 12 auf. An dem Handgriff 10 befindet sich zudem eine Benutzerschnittstelle 3 in Form einer Handschaltung 3, mit der Funktionen des Staubsaugers 1 aktiviert werden können. Außerdem kann der Staubsauger 1 über die Handschaltung 3 ein- und ausgeschaltet werden und es können Leistungsstufen des (nicht gezeigten) Gebläses ausgewählt werden. Ein Benutzer des Staubsaugers 1 kann diesen an dem Handgriff 10 ergreifen und so die Bodendüse 5 in einer mittels einer Schub- und Zugbewegung in der als Doppelpfeil gekennzeichneten Bearbeitungsrichtung 15 vor- und zurückschieben, um die Bodenfläche 30 zu reinigen. Hierbei gleitet die Bodendüse 5 über die zu reinigende Bodenfläche 30. Besonders bei langflorigen Teppichen gleitet die Unterseite der Bodendüse 5 über die Bodenfläche 30, während die Unterseite bei Hartböden beabstandet, gegebenenfalls durch Abstandsborsten, über diese Bodenflächen 30 hinweg schwebt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Bodendüse 5 außerdem Abstützelemente 16 in Form von Rädern auf, welche einen definierten Abstand der Unterseite zu den zu reinigenden Bodenflächen 30 und eine einfache Handhabung beim Vor- und Zurückschieben der Bodendüse 5 sicherstellen.
Erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass zur Einstellung der Leistung p des Gebläses ein vom Gebläse erzeugter Unterdruck P1, P2, P3 als modelspezifische Sollwertkurve K1, K2, K3 in Abhängigkeit von elektrischer Leistung p und Drehzahl n vorgegeben ist. Solche Sollwertkurven sind in Figur 2 als Drehzahl-/Leistungskurven für unterschiedliche Unterdrücke beispielhaft eingezeichnet. Diese Sollwertkurven K1, K2, K3 lassen sich einfach im Labor beispielsweise durch Anordnung eines Drucksensors im Saugrohr 7 (Fig. 1) ermitteln. Die abgebildeten Messungen zeigen, dass sich bei einer eingestellten Leistung p abhängig vom Volumenstrom, beeinflusst durch die Saugdüse 5 (Fig. 1) und den Bodenbelag 30 (Fig. 1), eine bestimmte Drehzahl n am Gebläse einstellt. Zu diesen Wertepaaren aus Leistung p und Drehzahl n kann eine Sollwertkurve K1, K2, K3 als Kennlinie für den gewünschten Unterdruck P1, P2, P3 eingemessen werden und als Tabelle oder Algorithmus in der Software des Frequenzumrichters abgelegt werden. Der Frequenzumrichter kann dann auf Basis von zum Unterdruck P1, P2, P3 hinterlegter Leistung p und Drehzahl n anhand der Sollwertkurve K1, K2, K3 einen vorgegebenen Sollwert für den Unterdruck P1, P2, P3 über die Vorgabe von Leistung p und Überprüfung der sich einrichtenden Drehzahl n einstellen. Während Sollwertkurve K1 den Verlauf bei einem Unterdruck P1 von beispielsweise 70 mBar anzeigt, gibt die Sollwertkurve K2 den Verlauf bei einem Unterdruck P2 von beispielsweise 80 mBar an. Die Sollwertkurve K3 kann in diesem Beispiel den Verlauf bei einem Unterdruck P3 von 90 mBar markieren. Die gezeigten Sollwertkurven K1, K2 und K3 weisen in Abhängigkeit von Leistung p und Drehzahl n einen linearen Verlauf auf. Die Unterdruckkurven, die als Sollwert dienen, können auch andere Kurvenverläufe aufweisen.
Die Sollwertkurve kann auch derart angepasst werden, dass sie, wie in Figur 3 für die Sollwertkurve K4 gezeigt, für unterschiedliche Saugdüsen eine optimierte Leistung p bietet. Die hier gezeigte Sollwertkurve K4 weist in Abhängigkeit von Leistung p und Drehzahl n einen zumindest abschnittsweise linearen Verlauf auf, wobei die Abschnitte in Abhängigkeit von Leistung p und Drehzahl n einen unterschiedlichen Verlauf aufweisen.
In einem ersten Abschnitt A1 des unteren Leistungsbereichs wird bei Steigerung der Leistung p um eine größere Steigerung der sich einrichtenden Drehzahl n vorgesehen, als in einem zweiten Abschnitt A2 in einem oberen Leistungsbereich, wo bei Steigerung der Leistung p eine geringere Steigerung der sich einrichtenden Drehzahl n als im ersten Abschnitt A1 vorgesehen ist. Der hier in Figur 3 gezeigte Verlauf der Sollwertkurve K4 kann beispielsweise zum Betrieb einer als Glattbodendüse 5 (Fig. 1) ausgebildeten adaptierbaren Saugdüse im ersten Abschnitt A1 genutzt werden. Die Veränderungen der elektrischen Leistung p haben in diesem ersten Abschnitt A1 größere Drehzahlveränderungen bei Einhaltung des Unterdrucksollwertes P4 zur Folge. Im zweiten Abschnitt A2 kann beispielsweise, eine weitere, beispielsweise als Universaldüse ausgebildete Saugdüse 17 (Fig. 1) betrieben werden, sodass bei Veränderungen der elektrischen Leistung p geringere Drehzahlveränderungen bei Einhaltung des Unterdrucksollwertes P4 erwartet werden. Die Glattbodendüse 5 (Fig. 1) kann gegenüber einer weiteren Saugdüse 17 einen reduzierten Blendendurchmesser aufweisen. Über diesen reduzierten Blendendurchmesser ist der Querschnitt, der den vom Gebläse erzeugten Luftstrom begrenzt, reduziert. Über diese Reduzierung des Querschnitts lassen sich die sich einrichtenden Drehzahlen n bei Änderung der elektrischen Leistung p über den Frequenzumrichter eindeutig der Glattbodendüse 5 (Fig. 1) zuordnen. Der mit dem reduzierten Blendendurchmesser erreichbare charakteristische Zusammenhang zwischen vorgegebener Leistung p und sich einstellender Drehzahl n des Gebläses kann von dem Frequenzumrichter sehr schnell ermittelt werden, sodass eine entsprechende an den Staubsauger 1 (Fig. 1) adaptierte Glattbodendüse 5 (Fig. 1) schnell erkannt wird. Nach Erkennung der angeschlossenen Glattbodendüse 5 (Fig. 1) kann anschließend die Einstellung des Gebläses über die Vorgabe der Leistung p so begrenzt werden, dass die Kriterien für eine gute Klassifizierung des Staubsaugers 1 (Fig. 1) bei den Energieklassen problemlos eingehalten werden können. Da die Glattbodendüse 5 (Fig. 1) auf Glattböden durch den reduzierten Blendendurchmesser sehr dicht ist, kann mit Einstellung der Gebläseleistung p sehr einfach eine Erkennung der Glattbodendüse 5 (Fig. 1) erreicht werden. Beim Adaptieren der Glattbodendüse 5 (Fig. 1) wird somit die Leistung p reduziert. Die untere Grenze für die Leistung p kann hierzu derart gewählt werden, dass sie genau dem gewünschten Wert für die Glattboden-Messung beim Energy-Label entspricht, z. B. 70 W. Die obere Grenze für die Leistung p kann so gewählt werden, dass sie genau dem Wert für die Teppichboden-Messung entspricht, z. B. 370 W. Auf diese Weise kann das Gebläse aber weiterhin auf die adaptierte Saugdüse hin optimiert zur Erzielung guter Reinigungsergebnisse und einer zufriedenstellenden Handhabung betrieben werden.
Um beim Ansetzen und Abheben der Glattbodendüse 5 (Fig. 1) auf der zu reinigenden Bodenfläche 30 (Fig. 1) erhebliche Drehzahlschwankungen zu vermeiden, verfügt die Glattbodendüse 5 (Fig. 1) über einen sehr geringen Blendendurchmesser. Dies hat zur Folge, dass sofort beim Adaptieren der Glattbodendüse 5 (Fig. 1) ein hoher Unterdruck P1, P2, P3, P4 entsteht und die Leistung p von dem Frequenzumrichter sofort heruntergeregelt wird. Solange diese Glattbodendüse 5 (Fig. 1) adaptiert ist, würde die Leistung p niedrig bleiben. Die reduzierte Blende hat kaum Einfluss auf die Reinigung von Glattboden, da bei auf Glattboden aufgesetzter Saugdüse die resultierenden hydraulischen Querschnitte ohnehin sehr klein sind. Zudem soll die Glattbodendüse 5 (Fig. 1) nur bei kleiner Leistung zum Einsatz kommen. Wird die Glattbodendüse 5 (Fig. 1) von dem Staubsauger 1 entfernt, kann die Leistung p wieder, vorzugsweise kontinuierlich, erhöht werden.
In Figur 4 ist ein Beispiel für eine Leistungsregelung gezeigt. Soll auf den Unterdruck P1, P2, P3, P4 geregelt werden und die bestehende Leistungsregelung beibehalten werden, muss der Sollwert der Leistung p derart angepasst werden, dass sich immer der passende Unterdruck P1, P2, P3, P4 einstellt. Dazu wird die Sollwertkurve K4 aus Figur 3 verwendet, um von der aktuell vorhandenen Leistung p auf die dazugehörige Drehzahl n zu schließen, damit sich der gewünschte Unterdruck P4 einstellt. Diese Solldrehzahl n wird dann mit der Istdrehzahl verglichen. Ist die Drehzahl n zu gering, wird die Sollleistung p erhöht. Ist die Drehzahl n zu hoch, wird die Sollleistung p verringert.
Die vorgeschlagene Lösung bietet Vorteile gegenüber dem Stand der Technik, da die Leistung p nur im Zusammenhang mit dem Nutzerverhalten, beispielsweise durch Tastendruck an einer Benutzerschnittstelle 3, 4 (Fig. 1), Adaptieren einer Saugdüse 5, 17 (Fig. 1) und Ansetzen der Bodendüse 5 (Fig. 1) auf die zu reinigende Bodenfläche 30 (Fig. 1), verändert wird. Die Leistung p wird bevorzugt nicht stufig, sondern kontinuierlich verändert. Nach dem Erkennen einer Glattbodendüse 5 (Fig. 1) wird die Leistung p wieder hochgefahren, wenn die Bedingungen für die Glattbodendüse 5 (Fig. 1) nicht mehr gegeben sind.
Natürlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So kann die Bodendüse auch als Teil eines selbstfahrenden Staubsaugers ausgebildet sein.

Bezugszeichenliste

1: Staubsauger
2: Abscheidesystem
3: Handschaltung (Benutzerschnittstelle)
4: Trittschaltung (Benutzerschnittstelle)
5: Glattbodendüse
6: Anschlussstutzen
7: Saugrohr
8: 8a Staubsaugergehäuse
9: Gehäuse (Bodendüse)
10: Handgriff
11: Saugschlauch
12: Anschlusskabel
13: Staubraum
14: Abluftgitter
15: Bearbeitungsrichtung
16: Abstützelemente
17: Weitere Saugdüse
30: Bodenfläche
P: Leistung des Gebläses
n: Drehzahl des Gebläses
P1: Erster Unterdruck
P2: Zweiter Unterdruck
P3: Dritter Unterdruck
P4: Vierter Unterdruck
K1: Erste Sollwertkurve
K2: Zweite Sollwertkurve
K3: Dritte Sollwertkurve
K4: Vierte Sollwertkurve
A1: Erster Abschnitt
A2: Zweiter Abschnitt

Claims

Staubsauger (1) zur Reinigung und Pflege von Bodenflächen (30) mit einem Gebläse zur Erzeugung eines Unterdruckes zur Aufnahme von Schmutz mittels eines Luftstromes, einem Abscheidesystem (2) zur Reinigung der aufgenommenen Luft vom Schmutz und einen Frequenzumrichter zur Einstellung der Leistung (p) des Gebläses,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Einstellung der elektrischen Leistung (p) des Gebläses ein vom Gebläse erzeugter Unterdruck (P1, P2, P3, P4) als modelspezifische Sollwertkurve (K1, K2, K3, K4) in Abhängigkeit von elektrischer Leistung (p) und Drehzahl (n) vorgegeben ist und der Frequenzumrichter auf Basis von hierzu hinterlegter elektrischer Leistung (p) und Drehzahl (n) anhand der Sollwertkurve (K1, K2, K3, K4) einen vorgegeben Sollwert für den Unterdruck (P1, P2, P3, P4) über die Vorgabe von Leistung (p) und Überprüfung der sich einrichtenden Drehzahl (n) einstellt.
Staubsauger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollwertkurve (K1, K2, K3, K4) in Abhängigkeit von elektrischer Leistung (p) und Drehzahl (n) einen zumindest abschnittsweise linearen Verlauf aufweist.
Staubsauger (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollwertkurve (K1, K2, K3, K4) in Abhängigkeit von elektrischer Leistung (p) und Drehzahl (n) einen abschnittsweise unterschiedlichen Verlauf aufweist.
Staubsauger (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollwertkurve (K1, K2, K3, K4) in einem ersten Abschnitt (A1) bei Steigerung der Leistung (p) um einen festen Wert in einem unteren Leistungsbereich eine größere Steigerung der sich einrichtenden Drehzahl (n) vorsieht als in einem zweiten Abschnitt (A2), wo bei Steigerung der elektrischen Leistung (p) um den festen Wert in einem oberen Leistungsbereich eine geringere Steigerung der sich einrichtenden Drehzahl (n) als im ersten Abschnitt (A1) vorgesehen ist.
Staubsauger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Staubsauger (1) eine als Glattbodendüse (5) ausgebildete adaptierbare Saugdüse (5) und mindestens eine weitere, adaptierbare Saugdüse (17) aufweist, wobei die Glattbodendüse (5) gegenüber der weiteren Saugdüse (17) einen reduzierten Blendendurchmesser aufweist.
Verfahren zur Einstellung einer Gebläseleistung eines Staubsaugers (1) zur Reinigung und Pflege von Bodenflächen (30), wobei ein Frequenzumrichter zur Einstellung der elektrischen Leistung (p) des Gebläses vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Einstellung der elektrischen Leistung (p) des Gebläses ein vom Gebläse erzeugter Unterdruck (P1, P2, P3, P4) als modelspezifische Sollwertkurve (K1, K2, K3, K4) in Abhängigkeit von elektrischer Leistung (p) und Drehzahl (n) vorgegeben wird und der Frequenzumrichter auf Basis von hierzu hinterlegter elektrischer Leistung (p) und Drehzahl (n) anhand der Sollwertkurve (K1, K2, K3, K4) einen vorgegeben Sollwert für den Unterdruck (P1, P2, P3, P4) über die Vorgabe von elektrischer Leistung (p) und Überprüfung der sich einrichtenden Drehzahl (n) einstellt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Staubsauger (1) adaptierbare Saugdüse (5, 17) bei Adaptierung mit dem Staubsauger (1) anhand der vom Frequenzumrichter vorgegebenen elektrischen Leistung (p) und der sich einrichtenden Drehzahl (n) erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leistung (p) bei Erkennung einer als Glattbodendüse (5) ausgebildeten, adaptierbaren Saugdüse (5) reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leistung (p) wieder erhöht wird, wenn die Bedingungen für die vorgegebene elektrische Leistung (p) und die sich einrichtende Drehzahl (n) für die als Glattbodendüse (5) ausgebildete, adaptierbare Saugdüse (5) nicht mehr erfüllt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leistung (p) kontinuierlich verändert wird.