WO2024160768A1 - Reinigungsgerät und verfahren zur ansteuerung eines reinigungsgeräts unter berücksichtigung von verkalkung - Google Patents

Reinigungsgerät und verfahren zur ansteuerung eines reinigungsgeräts unter berücksichtigung von verkalkung Download PDF

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WO2024160768A1
WO2024160768A1 PCT/EP2024/052151 EP2024052151W WO2024160768A1 WO 2024160768 A1 WO2024160768 A1 WO 2024160768A1 EP 2024052151 W EP2024052151 W EP 2024052151W WO 2024160768 A1 WO2024160768 A1 WO 2024160768A1
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WO
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cleaning device
heating device
cleaning
control unit
heating
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PCT/EP2024/052151
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French (fr)
Inventor
Denys Maiier
Christian Henn
Original Assignee
Carl Freudenberg Kg
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Publication date
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47LDOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L11/00Machines for cleaning floors, carpets, furniture, walls, or wall coverings
    • A47L11/40Parts or details of machines not provided for in groups A47L11/02 - A47L11/38, or not restricted to one of these groups, e.g. handles, arrangements of switches, skirts, buffers, levers
    • A47L11/408Means for supplying cleaning or surface treating agents
    • A47L11/4086Arrangements for steam generation
    • AHUMAN NECESSITIES
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    • A47L11/4011Regulation of the cleaning machine by electric means; Control systems and remote control systems therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47LDOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L13/00Implements for cleaning floors, carpets, furniture, walls, or wall coverings
    • A47L13/10Scrubbing; Scouring; Cleaning; Polishing
    • A47L13/20Mops
    • A47L13/22Mops with liquid-feeding devices
    • A47L13/225Steam mops

Definitions

  • the invention relates to a cleaning device with a liquid container, a current-operated heating device for heating a liquid and with a control unit for controlling it.
  • the invention also relates to a method for operating such a cleaning device.
  • WO 2016/046 554 A1 describes a steam cleaning device that has a steam generator and a cleaning element. Steam is applied in the contact area of the cleaning element with the surface to be cleaned. In order to heat the water in a container and generate steam, the steam generator has a heating device, such as a boiler.
  • the cleaning device can only be used for cleaning when the operating temperature is reached and a sufficient amount of steam is generated.
  • Household appliances with a liquid container and heating device that are similar to cleaning devices such as steam cleaners include irons, steam cookers or coffee machines.
  • limescale deposits can form on the heating device of the cleaning device.
  • the limescale deposits form an insulating layer on the surface of the boiler, which is in contact with the water to be heated. The water can then be heated to a lower temperature or in smaller quantities. If steam is generated by the heating device, the amount of steam that can be provided is reduced or the water is not completely evaporated. This can reduce the cleaning effect of the cleaning device.
  • the object of the present invention is to create a cleaning device and to describe a method for operating a cleaning device, whereby a required descaling can be initiated depending on the degree of calcification of the heating device and the cleaning device does not become more complicated in terms of construction, in order to at least partially eliminate the disadvantages of the prior art. This is intended to ensure long-term functionality and high cleaning performance of the cleaning device.
  • the cleaning device is equipped with a cleaning element, a liquid container, a current-operated temperature-controlled heating device, in particular with a steam generator, for heating a liquid and with a control unit for controlling the heating device.
  • the cleaning device is connected to a voltage source such as a household socket. Alternatively, it could have a battery.
  • Temperature-controlled heating device means that the heating device maintains a fixed or predetermined temperature range and is switched on and off, i.e. with electricity. is applied so that this temperature range is maintained between the lower and upper switching temperature.
  • the cleaning device may be provided with a pump for transporting the liquid, which transports the liquid from the liquid container to the heating device.
  • the control unit has a device for determining the electrical power consumption of the heating device or a variable proportional thereto and at least one reference curve of the course of the electrical power consumption of the heating device or a variable proportional thereto stored in the control unit.
  • the reference curves can be determined in tests and stored in production before the cleaning device is sold.
  • the reference curves show the course of the electrical power consumption of the heating device or a variable proportional thereto over time. It has been found that the electrical power consumption of the temperature-controlled heating device or a variable proportional thereto is inversely proportional to the degree of calcification of the heating device. As the calcification of the heating device, e.g.
  • the surface of a boiler increases, the lime forms an insulating layer on the heating device, since the thermal conductivity of lime is poorer than the thermal conductivity of the material of the heating device.
  • the thermal conductivity of lime is poorer than the thermal conductivity of the material of the heating device.
  • aluminum is often used on the surface of a boiler, which has good thermal conductivity.
  • the heating device Due to the increasing insulating layer and insulating effect of the lime, the heat transfer from the heating device to the liquid used for cleaning deteriorates.
  • the heating device therefore retains the heat longer and needs to be activated less often in order to maintain the set or predetermined temperature range, which means a reduction in the electrical power consumption of the heating device or a value proportional to it.
  • the degree of calcification can be determined from the value of the electrical power consumption of the heating device or a value proportional to it, and the degree of calcification is determined by an indirect measurement. Such a solution can be implemented easily and inexpensively.
  • the heating device can be operated with a constant heating output and a temperature controller is provided for switching the heating device on and off, whereby the temperature controller has fixed switching temperatures.
  • the temperature controller can, for example, have a lower switching temperature of 150°C and an upper switching temperature of 250°C.
  • the specific switching temperatures depend on the purpose of the cleaning device. In the case of steam cleaning, they are of course higher than in the case of cleaning with hot water.
  • Such a cleaning device has a particularly simple and cost-effective design.
  • the temperature controller is possible by using a bimetal switch.
  • the temperature controller could also be implemented using a temperature sensor in combination with a microcontroller in the control unit.
  • the cleaning device has an output unit for outputting information to the device operator.
  • the output unit can be designed, for example, as a display unit with one or more warning lights or as an acoustic device which, for example, produces a humming or beeping sound.
  • the information to the device operator may be a note about reduced cleaning performance or a request to descale the cleaning device. It may also be a request to Adjustment of the pump output. If the heating system is designed as a steam generator, it can also be a warning that an increased amount of residual water is to be expected, which can pose a risk to water-sensitive floors such as wooden parquet. It can also be a request to stop the device due to a critical lime content in order to prevent danger to the device operator or damage to the cleaning device.
  • control unit could also include a control circuit for carrying out automatic descaling of the cleaning device.
  • the cleaning device can advantageously have a controllable and, if necessary, adjustable pump for transporting the liquid, whereby the pump can be operated with different pump outputs, so that the pump output can be varied or adjusted in stages by selecting between different fixed pump outputs.
  • a reference curve of the electrical power consumption of the heating device or a value proportional to it is then stored in the control unit for each of the different pump outputs.
  • continuously adjustable with variable pump output e.g. by means of a rotary potentiometer
  • an infinite number of reference curves would have to be stored.
  • a plurality of reference curves can then be stored, whereby each reference curve is assigned to a certain performance range of the pump.
  • the cleaning device can be designed as a steam cleaning device or as a floor cleaning device for floor cleaning and the cleaning element can be designed as a textile mop.
  • the invention also relates to a method for operating a cleaning device as described above.
  • the device for determining the electrical power consumption of the heating device or a variable proportional to it records the electrical power consumption of the heating device or the variable proportional to it.
  • the recorded value is compared with a reference curve stored in the control unit to determine the degree of calcification of the heating device.
  • information is output to the device operator in an output unit, e.g. optically, haptically and/or acoustically.
  • the output can either be one-off - e.g. a short hum - or permanent - e.g. permanent display of a warning. If the condition for outputting the information is no longer met after a new measuring mode (detection and comparison), the output of the information can be stopped.
  • the reference curve can have at least one limit value, the passing of which causes the output of information by an output unit.
  • an automatic descaling of the cleaning device could also be started.
  • Various limit values are possible, as already explained above: a warning that the cleaning performance is already impaired, a request to descale or a request to adjust the pump performance, a request to stop the device, whereby the information can be issued as the calcification increases.
  • the device for determining the activation time of the heating device within at least one switching cycle of the heating device is recorded.
  • a switching cycle means from “on” to “on” again, i.e. from the start of the heating device being energized to the next start of the energization.
  • the relative activation time can also be determined, i.e. the relative time share of the activation within at least one switching cycle. If the evaluation is carried out over several switching cycles, fluctuations between individual switching cycles can be filtered out.
  • At least one reference curve represents activation times with increasing calcification of the heating device over time.
  • the type of surface to be cleaned is determined in a preceding process step, e.g. by input from the device operator or by detection of the cleaning device itself, e.g. using sensors and/or evaluation electronics. In this way, different types of surfaces to be cleaned such as stone surfaces, wooden surfaces, textile surfaces, plastic surfaces, etc. can be distinguished.
  • the reference curves then have type-specific limit values, e.g. in the case of the heating device being designed as a steam generator, a special limit value for cleaning wooden surfaces, which warns against excessive water ingress due to calcification.
  • the device operator can confirm that he has acknowledged the information by pressing a switching element (e.g. reset button) and the information output is then terminated.
  • a switching element e.g. reset button
  • the continuous recording of the electrical power consumption of the heating device or a variable proportional to it or the comparison with a reference curve stored in the control unit can only take place after a start-up time.
  • the start-up time can be fixed or determined by the control unit. The degree of calcification should only be determined when the processes in the cleaning device and the temperatures are stable. The start-up time is taken into account when the cleaning device is switched on and when the pump output is changed.
  • a fixed start-up time can be implemented in an electronic circuit in the control unit, for example by means of a delay element. If determined by the control unit, the start-up time can be regarded as ended when the values determined no longer fluctuate but stabilize.
  • a calibration is advantageously provided, which allows for consideration of properties of the heating device that deviate within the range of tolerances, which in turn can significantly increase the accuracy of the statement regarding the actual degree of calcification:
  • the at least one reference curve stored in the control unit is calibrated using the following steps: a) Determination of the electrical power consumption of the heating device or a value proportional thereto b) Correction, i.e. shifting of the reference curve of the electrical power consumption of the heating device or the value proportional thereto so that the value of the initial determination corresponds to the stored initial value.
  • Steps a) and b) are carried out for all available power levels of a pump and all power-specific reference curves are corrected.
  • the activation time of the heating device within a switching cycle of the heating device is extended in an operating mode depending on the degree of calcification of the heating device.
  • a correction factor can be provided for this purpose (t_corr or T_corr).
  • the correction factor can be a time correction factor, namely a fixed time value (t_corr) which is applied from a certain degree of calcification, i.e. from a certain value of the electrical power consumption of the heating device or the value proportional to it, e.g. 5 seconds for a low degree of calcification, 10 seconds for a medium degree of calcification and 15 seconds for a high degree of calcification. It can also be designed as an individually calculated correction factor.
  • An alternative correction factor T_corr could change the upper switching temperature of the temperature-controlled heater and increase it with increasing degree of calcification, e.g. 5 °C for a low, 10 °C for a medium and 15 °C for a high degree of calcification.
  • the correction factor can be determined or calculated by a microcontroller depending on a specific degree of calcification, i.e. from a specific value of the electrical power consumption of the heating device or the value proportional to it.
  • the application of the correction factor t_corr or T_corr is suppressed for the duration of the determination of the electrical power consumption of the heating device or the value proportional to it.
  • the determination of the electrical power consumption of the heating device or the value proportional to it is therefore not distorted by the correction factor t_corr or T_corr.
  • the activation time t initial of the heating device which can also be referred to as the preheating time, is extended by a correction factor t_corr after the cleaning device is switched on, depending on the degree of calcification of the heating device, i.e. adjusted depending on the recorded value of the electrical power consumption of the heating device or the variable proportional to it.
  • the control unit can make such an adjustment of the activation time
  • the value of the degree of calcification recorded during the last operation of the cleaning device is stored in a memory.
  • the correction factor t_corr can be the same value which - as previously stated - extends the activation time in operating mode. Alternatively, it can be another value stored in the control unit or calculated by a microcontroller of the control system.
  • Fig. 1 a representation of the functional elements of the cleaning device
  • Fig. 2 an electrical replacement diagram of the cleaning device
  • Fig. 3a and b Representations of the activation times (on-time) of the heating device in new and calcified condition
  • Fig. 3c Representation of the activation time taking into account a correction factor
  • Fig. 4a a reference curve stored in the control unit with three limit values
  • Fig. 4b the process of calibration by shifting a reference curve Fig. 4c different reference curves, where a respective
  • Cleaning device taking into account a correction factor shows a representation of the functional elements of the cleaning device 10.
  • liquid 100 is transported from a liquid container 1 to a heating device 2, where the liquid is heated to form steam 101.
  • the steam 101 is provided to a cleaning element 8, which can be designed as a textile pad of a mop. The cleaning takes place by moving the cleaning element 8 relative to a surface 1000 to be cleaned.
  • a control unit 3 is provided to control the cleaning device 10.
  • the control unit 3 can be connected to an output unit 3.1 or have one for outputting information to a machine operator. It can also have input units such as electrical switches.
  • the heating device 2 is operated electrically (power source 5 not shown here).
  • the heating device 2 with its heating element 2.1 is temperature-controlled and maintains a fixed or predetermined temperature range.
  • a temperature controller 4 is provided for switching on and off, i.e. temporarily applying current, which has fixed switching temperatures here.
  • the temperature controller is designed as a bimetal switch.
  • the heat transfer from the heating device 2 to the liquid 100 takes place on the surface of the heating element 2 that is in contact with the liquid. As shown in the figure, the surface is already covered with a layer of lime 20, which impairs the heat transfer. shows an electrical replacement diagram of the cleaning device 10 The
  • Heating element 2.1 is connected to a power source 5 and can thus be supplied with electrical current. For clocked activation of the
  • a temperature controller 4 is provided for the heating element 2.1, which ensures that the heating device 2 maintains a predetermined or fixed temperature.
  • an optional electrical fuse 6 is also provided in the embodiment shown.
  • a hydraulic pump 7 is provided for transporting the liquid 100, which is also connected to a power source 5. The pumping power of the hydraulic pump 7 can be adjusted, either continuously or by selecting different power levels.
  • the control unit 3 (not shown) has a device for determining the electrical energy consumption (E) of the heating device 2 or a value proportional thereto (ROT) and at least one reference curve R stored in the control unit 3.
  • the device for determining continuously records the electrical power consumption (E) of the heating device 2 or a value proportional to it (ROT).
  • a comparison is made with a reference curve (R) stored in the control unit 3 to determine the degree of calcification of the heating device 2. Tests were carried out in advance during production to determine the reference curves. The values of the electrical power consumption (E) of the heating device 2 or the value proportional to it (ROT) associated with a certain critical degree of calcification are thus known.
  • information is output to the device operator by the output unit 3.1.
  • Fig 3a and b show representations of the activation times (on-time) of the
  • Heating device 2 in a) new and in b) calcified condition.
  • the Activation times of the heating device are plotted against time, as recorded by the device for determining the electrical energy consumption (E) of the heating device 2 or the variable proportional thereto (ROT).
  • a switching cycle of the heating device extends to the sum of the activation time t_on and the time t_off during which the heating device 2 is not activated. It can be seen that the activation time t_on of the heating device 2 and thus the period of energy consumption E decreases with increasing calcification, i.e. t_on becomes smaller. This can also be expressed as the relative activation time decreasing, i.e. t_on /(t_on+t_off) becomes smaller.
  • This variable is referred to as ROT, relative on-time, in the figures described below.
  • Fig. 3c shows the activation time t_on taking into account a correction factor t_corr.
  • the activation time t_on of the heating device 2 within a switching cycle of the heating device 2 can be extended depending on the degree of calcification of the heating device 2 in the operating mode of the cleaning device 10 shown here.
  • a correction factor t_corr is provided for this purpose. The duration of the electrical energy consumption E in a respective switching cycle is thus extended.
  • Fig. 4a shows a reference curve R stored in the control unit 3 with three defined limit values G1, G2, G3.
  • a first limit value G1 is reached or passed, at a second time t2, a second limit value G2, and at a third time t3, a third limit value G3.
  • the control unit 3 outputs information to the device operator via the output unit 3.1.
  • the output unit 3.1 For the possible design and output of the information, please refer to the above explanations.
  • the at least one reference curve R stored in the control unit 3 is calibrated with the following steps: a) Determination of the variable (ROT) proportional to the electrical power consumption (E) of the heating device 2 b) Correction of the reference curve R by correcting it, i.e. shifting it, so that its starting value matches the value determined in a) at time tO. If the determined value is higher, for example, and is around 90% as in the example shown, the reference curve R0 is shifted upwards (see arrow) so that its value for tO is raised from around 75% to around 90%.
  • the calibrated reference curve is labeled Real in the figure.
  • FIG. 4c shows, by way of example, roughly schematically different reference curves, whereby a respective reference curve is assigned to a specific pump output of a hydraulic pump 7 of the cleaning device 10, i.e. a first
  • Reference curve R1 of a first pump output a second reference curve R2 of a second pump output and a third reference curve R3 of a third Pump performance.
  • the reference curves are therefore pump performance specific and are selected according to the prevailing pump performance.
  • Fig. 5 shows a representation of the activation time t_on after switching on the cleaning device 10 at time tO, taking into account a correction factor t_corr.
  • the activation time t_initial of the heating device 2 can be extended by a correction value t_corr after switching on the cleaning device 10, depending on the degree of calcification of the heating device 2. The duration of the electrical energy consumption E during preheating is thus extended.
  • Heating device e.g. boiler
  • Temperature controllers e.g. temperature switches
  • Cleaning element e.g. wiping pad
  • liquid e.g. water

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  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Reinigungsgerät (10) mit einem Reinigungselement (8), einem Flüssigkeitsbehälter (1), einer strombetriebenen temperaturgesteuerten Heizeinrichtung (2), insbesondere mit einem Dampferzeuger, zur Erhitzung einer Flüssigkeit (100) und mit einer Steuereinheit (3) zur Ansteuerung des Reinigungsgeräts (10). Erfindungsgemäß verfügt die Steuereinheit (3) über eine Einrichtung zur Bestimmung der elektrischen Leistungsaufnahme (E) der Heizeinrichtung und über mindestens eine in der Steuereinheit (3) hinterlegte Referenzkurve (R). Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines Reinigungsgeräts (10) wobei ein Abgleich der elektrischen Leistungsaufnahme (E) mit einer in der Steuereinheit (3) hinterlegten Referenzkurve (R) vorgenommen wird zur Bestimmung des Verkalkungsgrads der Heizeinrichtung (2) und abhängig vom Ergebnis des Abgleichs eine Ausgabe einer Information an den Gerätebediener erfolgt, nämlich eine Aufforderung zu einer erforderlichen Entkalkung. So kann in vorteilhafter Weise eine lange Funktionsfähigkeit und hohe Reinigungsleistung des Reinigungsgeräts gewährleistet werden.

Description

Reinigungsgerät und Verfahren zur Ansteuerung eines Reinigungsgeräts unter Berücksichtigung von Verkalkung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Reinigungsgerät mit einem Flüssigkeitsbehälter, einer ström betriebenen Heizeinrichtung zur Erhitzung einer Flüssigkeit und mit einer Steuereinheit zur Ansteuerung. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Reinigungsgeräts.
Stand der Technik
Zur Reinigung von Flächen, wie z.B. Fußböden, sind die unterschiedlichsten Reinigungsgeräte bekannt. Eine besonders wirksame Methode zur Reinigung von Hartflächen besteht in der Verwendung von Dampf. So ist beispielsweise in der WO 2016 / 046 554 A1 ein Dampfreinigungsgerät beschrieben, welches einen Dampferzeuger und ein Reinigungselement besitzt. Im Kontaktbereich des Reinigungselements mit der zu reinigenden Fläche wird Dampf aufgebracht. Um das sich in einem Behälter befindliche Wasser zu erhitzen und Dampf zu generieren verfügt der Dampferzeuger über eine Heizeinrichtung, wie z.B. einen Boiler.
Das Reinigungsgerät kann nur dann zur Reinigung eingesetzt werden, wenn die Betriebstemperatur erreicht ist und eine ausreichende Menge Dampf erzeugt wird. Dazu ist es im Stand der Technik bekannt, die Heizeinrichtung getaktet mit elektrischem Strom zu versorgen und somit zu aktivieren, sodass z.B. eine Temperatur im Bereich zwischen 150 und 220°C gehalten wird.
Zu Reinigungsgeräten wie Dampfreinigungsgeräten ähnliche Haushaltsgeräte mit Flüssigkeitsbehälter und Heizeinrichtung sind beispielsweise Bügeleisen, Dampfgarer oder Kaffeemaschinen.
Abhängig von der Qualität des verwendeten Wassers, insbesondere von dessen Härte, kommt es zu Kalkablagerungen an der Heizeinrichtung des Reinigungsgeräts. Mit zunehmender Kalkablagerung am Boiler verschlechtert sich die Wärmeübertragung und damit Aufheizung des Wassers. Die Kalkablagerungen bilden eine Isolationsschicht auf der Oberfläche des Boilers, welche mit dem zu erwärmenden Wasser in Kontakt ist. Das Wasser kann dann weniger heiß oder in geringeren Mengen erhitzt werden. Im Falle der Dampferzeugung durch die Heizeinrichtung ergibt sich, dass die bereitstellbare Dampfmenge vermindert wird oder das Wasser nicht vollständig verdampft wird. Damit kann in Folge die Reinigungswirkung des Reinigungsgeräts reduziert werden.
Daher ist es üblich, dass Haushalts- und Reinigungsgeräte regelmäßig entkalkt werden, beispielsweise unter Verwendung von Zitronensäure nach einer bestimmten Betriebszeit oder abhängig von einer wasserhärtenabhängigen Betriebszeit. Die Wasserhärte kann dazu von dem Gerätebediener in der Steuereinheit hinterlegt werden. Dann kann von dem Reinigungsgerät an den Bediener des Geräts eine Aufforderung zur Entkalkung ausgegeben werden, beispielsweise unter Verwendung einer Warnlampe oder eines Warntons.
Die tatsächliche Verkalkung der Heizeinrichtung und der tatsächlich vorherrschende Bedarf einer Entkalkung werden bei dieser im Stand der Technik üblichen Lösung nicht berücksichtigt. Somit kann eine noch unnötige Entkalkung veranlasst werden oder die Entkalkung erfolgt bereits zu spät, um eine dauerhaft zuverlässige Funktionsweise des Reinigungsgeräts sicherzustellen.
Erstrebenswert wäre es daher, die tatsächliche Verkalkung zu ermitteln und darauf basierend Handlungsempfehlungen zur Entkalkung erteilen zu können. Eine direkte Messung des Verkalkungsgrades ist jedoch mit vertretbarem Aufwand nicht möglich.
Aus dem Stand der Technik ist es grundsätzlich bekannt, Haushaltsgeräte zu deren Überwachung und Ansteuerung mit Sensoren zu versehen. So besteht auch die Möglichkeit das Haushaltsgerät mit einem Temperatursensor zu versehen und die Boilertemperatur zu überwachen. Von der Boilertemperatur kann auf die Verkalkung geschlossen werden. Es kann also durch eine Temperaturmessung mittelbar der Verkalkungsgrad bestimmt werden. Eine derartige Lösung wird in der EP 0 947 767 A2 verfolgt. Alternativ könnte auch die Wassertemperatur und/oder der Wasser- bzw. Dampfdurchfluss gemessen werden. Zu letzterem Ansatz wird in der US 7 966 683 B2 eine Lösung beschrieben.
Nachteilig an solchen Lösungen mit einem zusätzlichen Sensor ist jedoch neben dem Kostenaufwand und Integrationsaufwand für den zusätzlichen Sensor, dass eine aufwändige Isolierung der Leitungen erforderlich ist. Es müssten die Leitungen des Sensors im Bereich des Boilers thermisch stabil ausgeführt sein, d.h. es müsste ein teureres Material mit hoher Schmelztemperatur Verwendung finden. Anderenfalls bestünde nach Aufschmelzen der Leitungen die Gefahr von Kurzschlüssen. Eine solche Lösung geht somit einher mit einer höheren Komplexität im Aufbau des Reinigungsgeräts sowie mit höheren Kosten. Aufgabenstellung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Reinigungsgerät zu schaffen und ein Verfahren zum Betreiben eines Reinigungsgeräts zu beschreiben, wobei eine erforderliche Entkalkung abhängig vom Verkalkungsgrad der Heizeinrichtung veranlasst werden kann und das Reinigungsgerät im Aufbau nicht komplizierter wird, um so die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu beheben. So soll eine lange Funktionsfähigkeit und hohe Reinigungsleistung des Reinigungsgeräts gewährleistet werden.
Technische Lösung
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Reinigungsgerät und ein Verfahren zum Betreiben eines Reinigungsgeräts wie nachfolgend beschrieben und beansprucht.
Erfindungsgemäß wurde als vorteilhaft erkannt die elektrische Energieaufnahme der Heizeinrichtung mit einem in der Steuereinheit vorab hinterlegten Verlaufswert zu vergleichen.
Das Reinigungsgerät ist mit einem Reinigungselement, einem Flüssigkeitsbehälter, einer ström betriebenen temperaturgesteuerten Heizeinrichtung, insbesondere mit Dampferzeuger, zur Erhitzung einer Flüssigkeit und mit einer Steuereinheit zur Ansteuerung der Heizeinrichtung ausgestattet. Das Reinigungsgerät ist z.B. angeschlossen an eine Spannungsquelle wie eine Haushaltssteckdose. Alternativ könnte es über einen mitgeführten Akku verfügen. Temperaturgesteuerten Heizeinrichtung meint, dass die Heizeinrichtung einen festgelegten oder vorgegebene Temperaturbereich hält und so an und ausgeschaltet wird, also mit Strom beaufschlagt wird, dass dieser Temperaturbereich zwischen unterer und oberer Schalttemperatur gehalten wird.
In dem Reinigungsgerät kann ggfs. eine Pumpe zum Transport der Flüssigkeit vorgesehen sein, welche die Flüssigkeit vom Flüssigkeitsbehälter zur Heizeinrichtung transportiert.
Erfindungsgemäß verfügt die Steuereinheit über eine Einrichtung zur Bestimmung der elektrischen Leistungsaufnahme der Heizeinrichtung oder einer dazu proportionalen Größe und über mindestens eine in der Steuereinheit hinterlegte Referenzkurve des Verlaufs der elektrischen Leistungsaufnahme der Heizeinrichtung oder einer dazu proportionalen Größe. Die Referenzkurven können in Versuchen ermittelt und fertigungsseitig vor Verkauf des Reinigungsgeräts hinterlegt werden. Die Referenzkurven bilden den Verlauf der elektrischen Leistungsaufnahme der Heizeinrichtung oder einer dazu proportionalen Größe über der Zeit ab. Es wurde herausgefunden, dass die elektrische Leistungsaufnahme der temperaturgesteuerten Heizeinrichtung oder einer dazu proportionalen Größe umgekehrt proportional ist zum Verkalkungsgrad der Heizeinrichtung. Mit zunehmender Verkalkung der Heizeinrichtung, z.B. der Oberfläche eines Boilers, bildet der Kalk eine Isolierschicht auf der Heizeinrichtung, da die Wärmeleitfähigkeit von Kalk schlechter ist als die Wärmeleitfähigkeit des Materials der Heizeinrichtung. An der Oberfläche eines Boilers kommt beispielsweise häufig Aluminium zum Einsatz, was eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist.
Auf Grund der zunehmenden Isolierschicht und Isolationswirkung des Kalks verschlechtert sich die Wärmeübertragung von der Heizeinrichtung auf zur Reinigung eingesetzte Flüssigkeit. Die Heizeinrichtung hält die Wärme somit länger und muss seltener aktiviert werden, um den festgelegten bzw. vorgegebenen Temperaturbereich zu halten, was eine Verringerung der elektrischen Leistungsaufnahme der Heizeinrichtung oder einer dazu proportionalen Größe bedeutet. Von dem Wert der elektrischen Leistungsaufnahme der Heizeinrichtung oder einer dazu proportionalen Größe kann somit auf den Verkalkungsgrad geschlossen werden und der Verkalkungsgrad wird durch eine indirekte Messung bestimmt. Eine derartige Lösung lässt sich einfach und kostengünstig realisieren.
In einem besonders vorteilhaften und daher bevorzugten Reinigungsgerät ist die Heizeinrichtung mit konstanter Heizleistung betreibbar und es ist ein Temperaturregler vorgesehen, zum An- und Ausschalten der Heizeinrichtung, wobei der Temperaturregler über feste Schalttemperaturen verfügt. Der Temperaturregler kann beispielsweise eine untere Schalttemperatur von 150°C und eine obere Schalttemperatur von 250°C aufweisen. Die konkreten Schalttemperaturen sind dabei abhängig vom Einsatzzweck des Reinigungsgeräts. Im Falle der Dampfreinigung sind sie selbstverständlich höher als im Falle der Reinigung mit heißem Wasser.
Ein solches Reinigungsgerät hat einen besonders einfachen und kostengünstigen Aufbau.
Eine mögliche besonders einfache und kostengünstige Ausgestaltung des Temperaturreglers ergibt sich bei der Verwendung eines Bimetallschalters. Alternativ könnte der Temperaturregler auch durch einen Temperatursensor in Kombination mit einem Microcontroller in der Steuereinheit realisiert sein.
In Weiterbildung verfügt das Reinigungsgerät über eine Ausgabeeinheit, zur Ausgabe einer Information an den Gerätebediener. Die Ausgabeeinheit kann z.B. als Anzeigeeinheit mit einer oder mehreren Warnlampen oder als akustische Einrichtung ausgeführt sein, welche z.B. ein Summen oder Piepen erzeugt.
Bei der Information an den Gerätebediener kann es sich um einen Hinweis auf reduzierte Reinigungsleistung bzw. eine Aufforderung zur Entkalkung des Reinigungsgeräts handeln. Auch kann es sich um eine Aufforderung zur Anpassung der Pumpenleistung handeln. Auch kann es sich im Falle der Ausbildung der Heizeinrichtung als Dampferzeuger um einen Hinweis handeln, dass mit erhöhter Restwassermenge zu rechnen ist, was eine Gefährdung für wasserempfindliche Böden wie z.B. Holzparkett darstellen kann. Auch kann es sich um eine Aufforderung zum Gerätestopp wegen betriebskritischem Kalkgehalt handeln, um Gefahren für den Gerätebediener oder eine Zerstörung des Reinigungsgeräts zu verhindern.
Alternativ bzw. in Ergänzung zur Ausgabe der Information könnte in der Steuereinheit auch ein Regelkreis zur Durchführung einer automatischen Entkalkung des Reinigungsgeräts vorgesehen sein.
Das Reinigungsgerät kann vorteilhafter Weise eine steuerbare und ggfs. auch regelbare Pumpe besitzen zum Transport der Flüssigkeit, wobei die Pumpe mit unterschiedlichen Pumpenleistungen betreibbar ist, sodass die Pumpleistung variabel oder durch Auswahl zwischen verschiedenen festen Pumpenleistungen stufenweise eingestellt werden kann. In der Steuereinheit ist dann für jede der verschiedenen Pumpenleistungen eine Referenzkurve der elektrischen Leistungsaufnahme der Heizeinrichtung oder einer dazu proportionalen Größe hinterlegt. Im Falle einer stufenlosen Einstellbarkeit mit variabler Pumpenleistung z.B. mittels Dreh-Poti (Potentiometer) müssten unendlich viele Referenzkurven hinterlegt sein. Für eine wirtschaftliche Ausgestaltung des Reinigungsgeräts kann dann eine Mehrzahl von Referenzkurven hinterlegt sein, wobei eine jeweilige Referenzkurve jeweils einem gewissen Leistungsbereich der Pumpe zugeordnet ist.
Das Reinigungsgerät kann z.B. als Dampfreinigungsgerät oder als Bodenreinigungsgerät zur Bodenreinigung und das Reinigungselement kann als textiler Wischmopp ausgeführt sein. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines wie vorstehend beschriebenen Reinigungsgeräts.
Beim Verfahren zum Betreiben eines Reinigungsgeräts erfolgt in einem Messmodus in einem ersten Schritt durch die Einrichtung zur Bestimmung der elektrischen Leistungsaufnahme der Heizeinrichtung oder einer dazu proportionalen Größe eine Erfassung der elektrischen Leistungsaufnahme der Heizeinrichtung oder der dazu proportionalen Größe. In einem nächsten Schritt wird dann ein Abgleich des erfassten Werts mit einer in der Steuereinheit hinterlegten Referenzkurve vorgenommen zur Bestimmung des Verkalkungsgrads der Heizeinrichtung. Diese beiden Schritte werden kontinuierlich oder zumindest in gewissen Zeitabständen wiederholt. Abhängig vom Ergebnis des Abgleichs erfolgt eine Ausgabe einer Information an den Gerätebediener in einer Ausgabeeinheit, z.B. optisch, haptisch und/oder akustisch. Die Ausgabe kann entweder einmalig erfolgen - z.B. kurzes Summen - oder dauerhaft - z.B. permanente Anzeige einer Warnung. Ist nach einem erneuten Messmodus (Erfassung und Abgleich) die Bedingung für die Ausgabe der Information nicht mehr erfüllt, dann kann die Ausgabe der Information beendet werden.
In Ausgestaltung des Verfahrens zum Betreiben eines Reinigungsgeräts kann die Referenzkurve mindestens einen Grenzwert aufweisen, dessen Passieren die Ausgabe einer Information durch eine Ausgabeeinheit bewirkt.
Passieren meint dabei ein Über- bzw. Unterschreiten, abhängig von der Art der Referenzkurve. Wenn die Referenzkurve - wie nachfolgend ausgeführt - Aktivierungszeiten abbildet, dann führt grundsätzlich ein Unterschreiten eines Grenzwertes zur Ausgabe einer Information an den Gerätebediener.
Alternativ bzw. in Ergänzung zur Ausgabe der Information könnte auch eine automatische Entkalkung des Reinigungsgeräts gestartet werden. Es sind verschiedene Grenzwerte möglich, wie bereits obenstehend ausgeführt wurde: eine Warnung, dass die Reinigungsleistung bereits beeinträchtigt ist, eine Aufforderung zur Entkalkung oder Aufforderung zur Anpassung der Pumpenleistung, eine Aufforderung zum Gerätestopp, wobei die Informationen mit zunehmender Verkalkung ausgegeben werden können.
In einer möglichen Ausführungsvariante des Verfahrens zum Betreiben eines Reinigungsgeräts wird von der Einrichtung zur Bestimmung die Aktivierungszeit der Heizeinrichtung innerhalb mindestens eines Schaltzyklus' der Heizeinrichtung erfasst. Ein Schaltzyklus meint dabei von „An“ bis wieder „An“, also einem Beginn des unter Strom Setzens der Heizeinrichtung bis zum nächsten Beginn des unter Strom Setzens. Insbesondere kann auch die relative Aktivierungszeit bestimmt werden, also der relative Zeitanteil der Aktivierung innerhalb mindestens eines Schaltzyklus. Erfolgt die Auswertung über mehrere Schaltzyklen, so können Schwankungen zwischen einzelnen Schaltzyklen herausgefiltert werden.
In dieser Ausführungsvariante bildet die mindestens eine Referenzkurve Aktivierungszeiten bei zunehmender Verkalkung der Heizeinrichtung über der Zeit ab.
In Weiterbildung des Verfahrens zum Betreiben eines Reinigungsgeräts erfolgt in einem vorgelagerten Verfahrensschritt eine Festlegung des Typs der zu reinigenden Fläche z.B. durch Eingabe des Gerätebedieners oder durch Erfassung des Reinigungsgeräts selbst z.B. mittels Sensorik und/oder Auswerteelektronik. So können unterschiedliche Typen von zu reinigenden Flächen wie Steinfläche, Holzfläche, Textilfläche, Kunststofffläche, etc. unterschieden werden. Die Referenzkurven verfügen dann über typspezifische Grenzwerte z.B. im Falle der Ausgestaltung der Heizeinrichtung als Dampferzeuger einen speziellen Grenzwert für die Reinigung von Holzflächen, welcher vor einem zu hohen Wassereintrag auf Grund der Verkalkung warnt. In Fortbildung des Verfahrens zum Betreiben eines Reinigungsgeräts kann nach erfolgter Ausgabe einer Information an den Gerätebediener die Kenntnisnahme der Information durch den Gerätebediener bestätigbar sein durch Betätigen eines Schaltelements (z.B. Reset-Knopf) und die Informationsausgabe wird danach beendet.
Um unnötige Informationen an den Gerätebediener zu vermeiden kann die kontinuierliche Erfassung der elektrischen Leistungsaufnahme der Heizeinrichtung oder einer dazu proportionalen Größe oder kann der Abgleich mit einer in der Steuereinheit hinterlegte Referenzkurve erst nach einer Anlaufzeit erfolgen. Die Anlaufzeit kann festgelegt sein oder von der Steuereinheit bestimmt werden. Erst wenn die Prozesse in dem Reinigungsgerät und die Temperaturen stabil sind soll so eine Bestimmung des Verkalkungsgrads erfolgen. Die Anlaufzeit wird beim Einschalten des Reinigungsgeräts sowie beim Umschalten der Pumpenleistung berücksichtigt. Eine fest hinterlegte Anlaufzeit kann in einer elektronischen Schaltung der Steuereinheit beispielsweise durch ein Verzögerungsglied realisiert sein. Bei Bestimmung durch die Steuereinheit kann die Anlaufzeit als beendet angesehen werden, wenn die ermittelten Werte nicht mehr schwanken, sondern sich stabilisieren.
In einer möglichen Weiterentwicklung des Verfahrens zum Betreiben eines Reinigungsgeräts wird in vorteilhafter Weise eine Kalibrierung vorgesehen, welche eine Berücksichtigung von im Bereich von Toleranzen abweichenden Eigenschaften der Heizeinrichtung ermöglicht, was wiederum die Aussagegenauigkeit bezüglich des tatsächlichen Verkalkungsgrads wesentlich erhöhen kann:
Bei der ersten Inbetriebnahme des Reinigungsgeräts erfolgt eine Kalibrierung der in der Steuereinheit hinterlegten mindestens einen Referenzkurve, mit nachfolgenden Schritten: a) Bestimmung der elektrischen Leistungsaufnahme der Heizeinrichtung oder einer dazu proportionalen Größe b) Korrektur, d.h. Verschiebung der Referenzkurve der elektrischen Leistungsaufnahme der Heizeinrichtung oder der dazu proportionalen Größe, sodass der Wert der initialen Bestimmung mit dem hinterlegten initialen Wert übereinstimmt.
Die Schritte a) und b) werden dabei für alle verfügbaren Leistungsstufen einer Pumpe durchgeführt und alle leistungsspezifischen Referenzkurven werden korrigiert.
In einer möglichen Weiterbildung des Verfahrens zum Betreiben eines Reinigungsgeräts wird in einem Betriebsmodus die Aktivierungszeit der Heizeinrichtung innerhalb eines Schaltzyklus der Heizeinrichtung abhängig vom Verkalkungsgrad der Heizeinrichtung verlängert. Dazu kann ein Korrekturfaktor vorgesehen sein (t_corr oder T_corr). Bei dem Korrekturfaktor kann es sich in einer ersten Variante um einen zeitlichen Korrekturfaktor handeln, nämlich um einen fixen Zeitwert (t_corr) handeln, welcher ab einem bestimmten Verkalkungsgrad, also ab einem bestimmten Wert der elektrischen Leistungsaufnahme der Heizeinrichtung oder der dazu proportionalen Größe zur Anwendung kommt, z.B. 5 Sekunden bei einem geringen, 10 Sekunden bei einem mittleren und 15 Sekunden bei einem hohen Verkalkungsgrad. Auch die Ausgestaltung als individuell berechneter Korrekturfaktor ist möglich.
Ein alternativer Korrekturfaktor T_corr könnte die obere Schalttemperatur der temperaturgesteuerten Heizeinrichtung ändern und mit zunehmendem Verkalkungsgrad erhöhen, z.B. 5 °C bei einem geringen, 10°C bei einem mittleren und 15 °C bei einem hohen Verkalkungsgrad.
Schaltungstechnisch kann der Korrekturfaktor von einem Microcontroller abhängig von einem konkreten Verkalkungsgrad, also ab einem konkreten Wert der elektrischen Leistungsaufnahme der Heizeinrichtung oder der dazu proportionalen Größe bestimmt bzw. berechnet werden. Bei dieser Weiterbildung wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass die Erhitzung und ggfs. Verdampfung der Flüssigkeit trotz zunehmendem Verkalkungsgrad umfassend erfolgt und nicht Flüssigkeit mit zu geringer Temperatur oder Dampf mit hohem Restflüssigkeitsanteil erzeugt wird.
Soll erneut ein Messmodus des Reinigungsgeräts erfolgen, also eine erneute Bestimmung des Verkalkungsgrades vorgenommen werden, so wird die Anwendung des Korrekturfaktors t_corr bzw. T_corr für die Dauer der Bestimmung der elektrischen Leistungsaufnahme der Heizeinrichtung oder der dazu proportionalen Größe unterdrückt. Die Bestimmung der elektrischen Leistungsaufnahme der Heizeinrichtung oder der dazu proportionalen Größe wird somit durch den Korrekturfaktor t_corr bzw. T_corr nicht verfälscht.
In einer möglichen Weiterbildung des Verfahrens zum Betreiben eines Reinigungsgeräts wird die Aktivierungszeit t nitial der Heizeinrichtung, welche auch als Vorheizzeit bezeichnet werden kann, nach dem Anschalten des Reinigungsgeräts abhängig vom Verkalkungsgrad der Heizeinrichtung um einen Korrekturfaktor t_corr verlängert, also abhängig vom erfassten Wert der elektrischen Leistungsaufnahme der Heizeinrichtung oder der dazu proportionalen Größe angepasst. Damit die Steuereinheit eine solche Anpassung der Aktivierungszeit vornehmen kann, wird der beim letzten Betrieb des Reinigungsgeräts erfasste Wert des Verkalkungsgrads in einem Speicher hinterlegt. Bei dem Korrekturfaktor t_corr kann es sich um denselben Wert handeln, welcher - wie zuvor ausgeführt - im Betriebsmodus die Aktivierungszeit verlängert. Alternativ kann es sich um einen weiteren in der Steuereinheit hinterlegten oder von einem Microcontroller der Steuerung berechneten Wert handeln.
Im Gegensatz zur aus dem Stand der Technik bekannten unveränderlichen Vorheizzeit kann durch die Berücksichtigung eines verkalkungsgradabhänigen Korrekturfaktors sichergestellt werden, dass eine Pumpe des Reinigungsgeräts erst angeschaltet wird, wenn die Temperatur trotz vorliegender Verkalkung der Heizeinrichtung ausreichend ist. Dies ist besonders relevant, wenn die Heizeinrichtung über einen Dampferzeuger verfügt und Flüssigkeit verdampft wird.
Die beschriebene Erfindung und die beschriebenen vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung stellen auch in Kombination miteinander - soweit dies technisch sinnvoll ist - vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.
Hinsichtlich weiterer Vorteile und in konstruktiver und funktioneller Hinsicht vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren verwiesen.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll anhand beigefügter Figuren noch näher erläutert werden.
Es zeigen
Fig. 1 eine Darstellung der Funktionselemente des Reinigungsgeräts
Fig. 2 ein elektrisches Ersatzschaubild des Reinigungsgeräts
Fig. 3a und b Darstellungen der Aktivierungszeiten (On-Time) der Heizeinrichtung in neuem und in verkalktem Zustand
Fig. 3c Darstellung der Aktivierungszeit unter Berücksichtigung eines Korrekturfaktors
Fig. 4a eine in der Steuereinheit hinterlegte Referenzkurve mit drei Grenzwerten
Fig. 4b den Vorgang der Kalibrierung durch Verschiebung einer Referenzkurve Fig. 4c unterschiedliche Referenzkurven, wobei eine jeweilige
Referenzkurve einer bestimmten Pumpenleistung zugeordnet ist
Fig. 5 Darstellung der Aktivierungszeit nach dem Anschalten des
Reinigungsgeräts unter Berücksichtigung eines Korrekturfaktors zeigt eine Darstellung der Funktionselemente des Reinigungsgeräts 10.
Im Reinigungsgerät 10 wird Flüssigkeit 100 von einem Flüssigkeitsbehälter 1 zu einer Heizeinrichtung 2 transportiert, wo die Flüssigkeit durch Erhitzen in Dampf 101 übergeht. Der Dampf 101 wird an einem Reinigungselement 8 bereitgestellt, welches als textiles Pad eines Wischmopps ausgeführt sein kann. Durch Relativbewegung des Reinigungselements 8 über eine zu reinigende Fläche 1000 erfolgt deren Reinigung.
Zur Ansteuerung des Reinigungsgeräts 10 ist eine Steuereinheit 3 vorgesehen. Die Steuereinheit 3 kann mit einer Ausgabeeinheit 3.1 verbunden sein oder über eine solche verfügen, zur Ausgabe von Informationen an einen Maschinenbediener. Weiter kann sie über Eingabeeinheiten wie z.B. elektrische Schalter verfügen.
Die Heizeinrichtung 2 wird elektrisch betrieben (Stromquelle 5 hier nicht dargestellt). Die Heizeinrichtung 2 mit ihrem Heizelement 2.1 ist temperaturgesteuert und hält einen festgelegten oder vorgegebenen Temperaturbereich. Zum An- und Ausschalten, also temporär mit Strom beaufschlagen, ist ein Temperaturregler 4 vorgesehen, der hier über feste Schalttemperaturen verfügt. Der Temperaturregler ist im dargestellten Beispiel als Bimetallschalter ausgeführt.
Die Wärmeübertragung von der Heizeinrichtung 2 an die Flüssigkeit 100 erfolgt an der mit der Flüssigkeit in Kontakt stehenden Oberfläche des Heizelements 2. Wie in der Figur dargestellt ist die Oberfläche bereits mit einer Kalkschicht 20 überzogen, welche die Wärmeübertragung beeinträchtigt. zeigt ein elektrisches Ersatzschaubild des Reinigungsgeräts 10 Das
Heizelement 2.1 ist mit einer Stromquelle 5 verbunden und kann so mit elektrischem Strom beaufschlagt werden. Zum getakteten Aktivieren des
Heizelements 2.1 ist ein Temperaturregler 4 vorgesehen, welcher sicherstellt, dass die Heizeinrichtung 2 eine vorgegebene oder festgelegt Temperatur hält. Zum Schutz des Heizelements 2.1 ist in der dargestellten Ausführungsvariante zusätzlich noch eine fakultative elektrische Sicherung 6 vorgesehen. Zum Transport der Flüssigkeit 100 ist eine Hydraulikpumpe 7 vorhanden, welche ebenfalls mit einer Stromquelle 5 verbunden ist. Die Pumpleistung der Hydraulikpumpe 7 kann eingestellt werden, entweder stufenlos oder durch Auswahl unterschiedlicher Leistungsstufen.
Die Steuereinheit 3 (nicht dargestellt) verfügt über eine Einrichtung zur Bestimmung der elektrischen Energieaufnahme (E) der Heizeinrichtung 2 oder einer dazu proportionalen Größe (ROT) und über mindestens eine in der Steuereinheit 3 hinterlegte Referenzkurve R.
Durch die Einrichtung zur Bestimmung erfolgt eine kontinuierliche Erfassung der elektrischen Leistungsaufnahme (E) der Heizeinrichtung 2 oder einer dazu proportionalen Größe (ROT). In einem nächsten Schritt wird dann ein Abgleich mit einer in der Steuereinheit 3 hinterlegte Referenzkurve (R) vorgenommen zur Bestimmung des Verkalkungsgrads der Heizeinrichtung 2. Fertigungsseitig wurden vorab Versuche unternommen zur Festlegung der Referenzkurven. Die zu einem bestimmten kritischen Verkalkungsgrad gehörigen Werte der elektrischen Leistungsaufnahme (E) der Heizeinrichtung 2 oder der dazu proportionalen Größe (ROT) sind somit bekannt. Abhängig vom Ergebnis des Abgleichs erfolgt eine Ausgabe einer Information an den Gerätebediener durch die Ausgabeeinheit 3.1.
Fig 3a und b zeigen Darstellungen der Aktivierungszeiten (On-Time) der
Heizeinrichtung 2 in a) neuem und in b) verkalktem Zustand. Dazu sind die Aktivierungszeiten der Heizeinrichtung über der Zeit aufgetragen, wie sie von der Einrichtung zur Bestimmung der elektrischen Energieaufnahme (E) der Heizeinrichtung 2 oder der dazu proportionalen Größe (ROT) erfasst werden. Ein Schaltzyklus der Heizeinrichtung erstreckt sich dabei auf die Summe der Aktivierungszeit t_on und der Zeit t_off , in welcher die Heizeinrichtung 2 nicht aktiviert ist. Es ist zu erkennen, dass die Aktivierungszeit t_on der Heizeinrichtung 2 und damit der Zeitraum der Energieaufnahme E mit zunehmender Verkalkung abnimmt, t_on also kleiner wird. Dies kann auch so ausgedrückt werden, dass die relative Aktivierungszeit abnimmt, also t_on /(t_on+t_off) kleiner wird. Diese Größe wird in den nachfolgend beschriebenen Figuren als ROT, als relative On-Time bezeichnet.
Fig. 3c zeigt die Darstellung der Aktivierungszeit t_on unter Berücksichtigung eines Korrekturfaktors t_corr.
Soll die Erhitzung und ggfs. Verdampfung der Flüssigkeit 100 trotz zunehmendem Verkalkungsgrad umfassend erfolgen und nicht Flüssigkeit 100 mit zu geringer Temperatur oder Dampf 101 mit hohem Restflüssigkeitsanteil erzeugt werden, so kann in dem hier dargestellten Betriebsmodus des Reinigungsgeräts 10 die Aktivierungszeit t_on der Heizeinrichtung 2 innerhalb eines Schaltzyklus' der Heizeinrichtung 2 abhängig vom Verkalkungsgrad der Heizeinrichtung 2 verlängert werden. Dazu ist ein Korrekturfaktor t_corr vorgesehen sein. Die Dauer der elektrischen Energieaufnahme E in einem jeweiligen Schaltzyklus wird somit verlängert.
Fig. 4a zeigt eine in der Steuereinheit 3 hinterlegte Referenzkurve R mit drei definierten Grenzwerten G1 , G2, G3. Zu einem ersten Zeitpunkt t1 wird ein erster Grenzwert G1 erreicht bzw. passiert, zu einem zweiten Zeitpunkt t2 ein zweiter Grenzwert G2 und zu einem dritten Zeitpunkt t3 ein dritter Grenzwert G3. Mit passieren der jeweiligen Grenzwerte G1 , G2, G3 bewirkt die Steuereinheit 3 über die Ausgabeeinheit 3.1 die Ausgabe einer Information an den Gerätebediener. Zur möglichen Ausgestaltung und Ausgabe der Information wird auf die obenstehenden Ausführungen verwiesen.
Die Referenzkurve ist hier und in den im Folgenden beschriebenen Abbildungen als linear abfallende Gerade dargestellt. Diese Darstellung wurde zu Vereinfachung gewählt. Sich aus Versuchen und Messungen ergebende Kurven weichen davon in der Regel ab und weisen unterschiedlichste Krümmungen auf. zeigt den Vorgang der Kalibrierung durch Verschiebung einer
Referenzkurve R.
Bei der Inbetriebnahme des Reinigungsgeräts 2 erfolgt zum Zeitpunkt tO eine Kalibrierung der in der Steuereinheit 3 hinterlegten mindestens einen Referenzkurve R, mit nachfolgenden Schritten: a) Bestimmung der zur elektrischen Leistungsaufnahme (E) der Heizeinrichtung 2 proportionalen Größe (ROT) b) Korrektur der Referenzkurve R indem diese so korrigiert, also verschoben wird, dass ihr Startwert mit dem in a) bestimmten Wert zum Zeitpunkt tO übereinstimmt. Ist der bestimmte Wert z.B. höher und wie im dargestellten Beispiel bei ca. 90%, so wird die Referenzkurve R0 so nach oben verschoben (siehe Pfeil), dass ihr Wert für tO von ca. 75% auf ca. 90% angehoben wird. Die kalibrierte Referenzkurve ist in der Figur mit Real bezeichnet.
4c zeigt beispielhaft grob schematisch unterschiedliche Referenzkurven, wobei eine jeweilige Referenzkurve einer bestimmten Pumpenleistung einer Hydraulikpumpe 7 des Reinigungsgeräts 10 zugeordnet ist, also eine erster
Referenzkurve R1 einer ersten Pumpenleistung, eine zweite Referenzkurve R2 einer zweiten Pumpenleistung und eine dritte Referenzkurve R3 einer dritten Pumpenleistung. Die Referenzkurven sind somit pumpenleistungsspezifisch und werden entsprechend der vorherrschenden Pumpenleistung ausgewählt.
Fig. 5 zeigt eine Darstellung der Aktivierungszeit t_on nach dem Anschalten des Reinigungsgeräts 10 zum Zeitpunkt tO unter Berücksichtigung eines Korrekturfaktors t_corr.
Um ein ausreichend langes Vorheizen der Heizeinrichtung 2 vor dem Aktivieren der Pumpe 7 des Reinigungsgeräts 10 zum Aktivierungszeitpunkt t_P sicherzustellen, kann nach dem Anschalten des Reinigungsgeräts 10 abhängig vom Verkalkungsgrad der Heizeinrichtung 2 die Aktivierungszeit t_initial der Heizeinrichtung 2 um einen Korrekturwert t_corr verlängert werden. Die Dauer der elektrischen Energieaufnahme E beim Vorheizen wird somit verlängert.
Bezugszeichenliste
1 Flüssigkeitsbehälter
2 Heizeinrichtung (z.B. Boiler)
2.1 Heizelement
3 Steuereinheit
3.1 Ausgabeeinheit
4 Temperaturregler (z.B. Temperaturschalter)
5 Stromquelle
6 elektrische Sicherung
7 Pumpe
8 Reinigungselement (z.B. Wischpad)
10 Reinigungsgerät
20 Kalkschicht
100 Flüssigkeit (z.B. Wasser)
101 Dampf (z.B. Wasserdampf)
1000 zu reinigenden Fläche (z.B. Fußboden eines Raumes)
E elektrische Energieaufnahme t_on Zeitraum, in welchem die Heizeinrichtung aktiviert (on) ist t_off Zeitraum, in welchem die Heizeinrichtung nicht aktiviert (off) ist t nitial Vorheizphase t_P Anschaltzeitpunkt der Pumpe tO Aktivierungszeitpunkt t1 erster Zeitpunkt, zu welchem ein erster Grenzwert G1 erreicht ist t2 zweiter Zeitpunkt, zu welchem ein zweiter Grenzwert G2 erreicht ist t3 dritter Zeitpunkt, zu welchem ein dritter Grenzwert G3 erreicht ist R Referenzkurve
RO unkalibrierte Referenzkurve
Real kalibrierte Referenzkurve
R1 pumpenleistungsspezifische Referenzkurve einer ersten Pumpenleistung R2 pumpenleistungsspezifische Referenzkurve einer zweiten Pumpenleistung
R3 pumpenleistungsspezifische Referenzkurve einer dritten Pumpenleistung ROT Relative Aktvierungszeit der Heizeinrichtung

Claims

Ansprüche
1. Reinigungsgerät (10) mit einem Reinigungselement (8), einem Flüssigkeitsbehälter (1 ), einer ström betriebenen temperaturgesteuerten Heizeinrichtung (2), insbesondere mit einem Dampferzeuger, zur Erhitzung einer Flüssigkeit (100) und mit einer Steuereinheit (3) zur Ansteuerung des Reinigungsgeräts (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (3) über eine Einrichtung zur Bestimmung der elektrischen Leistungsaufnahme (E) der Heizeinrichtung oder einer dazu proportionalen Größe (ROT) und über mindestens eine in der Steuereinheit (3) hinterlegte Referenzkurve (R) verfügt.
2. Reinigungsgerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (2) mit konstanter Heizleistung betreibbar ist und ein Temperaturregler (4) vorgesehen ist, zum Schalten der Heizeinrichtung (2), wobei der Temperaturregler (4) über feste Schalttemperaturen verfügt, und dass der Temperaturregler (4) insbesondere als Bimetallschalter ausgeführt ist.
3. Reinigungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsgerät (10) über eine Ausgabeeinheit (3.1 ) verfügt, zur Ausgabe einer Information an den Gerätebediener.
4. Reinigungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsgerät (10) eine steuerbare Pumpe (7) besitzt zum Transport der Flüssigkeit (100), dass die Pumpe (7) mit verschiedener Pumpenleistung betreibbar ist und dass in der Steuereinheit (3) für jede der verschiedenen Pumpenleistungen eine Referenzkurve (R1 , R2, R3) der elektrischen Leistungsaufnahme (E) der Heizeinrichtung oder einer dazu proportionalen Größe (ROT) hinterlegt ist.
5. Verfahren zum Betreiben eines Reinigungsgeräts (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Messmodus durch die Einrichtung zur Bestimmung der elektrischen Leistungsaufnahme (E) der Heizeinrichtung (2) oder einer dazu proportionalen Größe (ROT) eine Erfassung erfolgt, dass ein Abgleich mit einer in der Steuereinheit (3) hinterlegten Referenzkurve (R) vorgenommen wird zur Bestimmung des Verkalkungsgrads der Heizeinrichtung (2) und dass abhängig vom Ergebnis des Abgleichs eine Ausgabe einer Information an den Gerätebediener erfolgt.
6. Verfahren zum Betreiben eines Reinigungsgeräts nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzkurve (R) mindestens einen Grenzwert (G1 , G2, G3) aufweist, dessen passieren die Ausgabe einer Information bewirkt.
7. Verfahren zum Betreiben eines Reinigungsgeräts nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass von der Einrichtung zur Bestimmung die Aktivierungszeit (t_on) der Heizeinrichtung (2) innerhalb mindestens eines Schaltzyklus' der Heizeinrichtung (2) erfasst wird, und die Referenzkurve (R) Aktivierungszeiten (ROT) bei zunehmendem Verkalkungsgrad der Heizeinrichtung (2) über der Zeit (t) abbildet.
8. Verfahren zum Betreiben eines Reinigungsgeräts nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einem vorgelagerten Verfahrensschritt eine Festlegung des Typs der zu reinigenden Fläche erfolgt, und dass die Referenzkurven (R) über typspezifische Grenzwerte (G1 , G2, G3) verfügen.
9. Verfahren zum Betreiben eines Reinigungsgeräts nach Anspruch 7 oder
8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kenntnisnahme der Information durch den Gerätebediener bestätigbar ist durch Betätigen eines Schaltelements und die Informationsausgabe danach beendet wird.
10. Verfahren zum Betreiben eines Reinigungsgeräts nach einem der Ansprüche 5 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der elektrischen Leistungsaufnahme (E) der Heizeinrichtung (2) oder einer dazu proportionalen Größe (ROT) oder der Abgleich mit einer in der Steuereinheit (3) hinterlegten Referenzkurve (R) erst nach einer Anlaufzeit erfolgt.
11 . Verfahren zum Betreiben eines Reinigungsgeräts nach einem der Ansprüche 5 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Inbetriebnahme des Reinigungsgeräts (2) eine Kalibrierung der in der Steuereinheit (3) hinterlegten mindestens einen Referenzkurve (R) erfolgt, mit nachfolgenden Schritten: a) Bestimmung der elektrischen Leistungsaufnahme (E) der Heizeinrichtung (2) oder einer dazu proportionalen Größe (ROT) b) Korrektur der Referenzkurve (R) der elektrischen Leistungsaufnahme der Heizeinrichtung oder einer dazu proportionalen Größe.
12. Verfahren zum Betreiben eines Reinigungsgeräts nach einem der Ansprüche 5 - 11 , dadurch gekennzeichnet, dass in einem Betriebsmodus die Aktivierungszeit (t_on) der Heizeinrichtung (2) innerhalb eines Schaltzyklus' der Heizeinrichtung (2) abhängig vom Verkalkungsgrad der Heizeinrichtung (2) um einen Korrekturfaktor (t_corr)verlängert wird.
13. Verfahren zum Betreiben eines Reinigungsgeräts nach einem der Ansprüche 5 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierungszeit (t_in itial) der Heizeinrichtung (2) nach dem Anschalten des Reinigungsgeräts (10) abhängig vom Verkalkungsgrad der Heizeinrichtung (2) um einen Korrekturfaktor (t_corr)verlängert wird.
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