EP1396222A2 - Sauggerät, insbesondere Vorsatz oder Teil eines Elektro-Staubsaugers - Google Patents

Sauggerät, insbesondere Vorsatz oder Teil eines Elektro-Staubsaugers Download PDF

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EP1396222A2
EP1396222A2 EP03020058A EP03020058A EP1396222A2 EP 1396222 A2 EP1396222 A2 EP 1396222A2 EP 03020058 A EP03020058 A EP 03020058A EP 03020058 A EP03020058 A EP 03020058A EP 1396222 A2 EP1396222 A2 EP 1396222A2
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EP
European Patent Office
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suction device
bristle
bristle roller
actuator
particular according
Prior art date
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EP03020058A
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English (en)
French (fr)
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EP1396222B1 (de
EP1396222A3 (de
Inventor
Bernhard Scheuren
Markus Cornelissen
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Vorwerk and Co Interholding GmbH
Original Assignee
Vorwerk and Co Interholding GmbH
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Application filed by Vorwerk and Co Interholding GmbH filed Critical Vorwerk and Co Interholding GmbH
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Publication of EP1396222A3 publication Critical patent/EP1396222A3/de
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/02—Nozzles
    • A47L9/04—Nozzles with driven brushes or agitators
    • A47L9/0405—Driving means for the brushes or agitators
    • A47L9/0411—Driving means for the brushes or agitators driven by electric motor
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A47L9/04—Nozzles with driven brushes or agitators
    • A47L9/0427—Gearing or transmission means therefor
    • A47L9/0444—Gearing or transmission means therefor for conveying motion by endless flexible members, e.g. belts

Definitions

  • the invention first relates to a suction device, in particular attachment or part an electric vacuum cleaner, preferably a suction brush device with a suction channel for the care of carpets, with a suction channel and an electric motor and one or more bristle rollers driven thereby, wherein the bristle rollers in the vertical direction for different effects are movably supported on the carpet.
  • an electric vacuum cleaner preferably a suction brush device with a suction channel for the care of carpets, with a suction channel and an electric motor and one or more bristle rollers driven thereby, wherein the bristle rollers in the vertical direction for different effects are movably supported on the carpet.
  • Suction devices in particular suction brush devices of the type in question known and serve in particular the suction brush cleaning of carpets
  • the suction is supported by electric motor driven, rotating bristle rollers, the bristle tufts by mechanical action loosen the dust / dirt in the carpet.
  • the interpretation of the action force Such bristle rollers are compromised because on the one hand a high dust absorption and on the other hand a gentle action on the Carpet is desired.
  • Benefit from high dust absorption as stiff as possible bristles or tufts of bristles and a high bristle board over the underbody and high speeds. In this way high mechanical force can be brought from the bristles into the carpet become.
  • such an interpretation has a negative effect on the carpet damage.
  • the parameter for keeping the force introduced constant the vacuum detected in the suction channel or in the suction mouth area used.
  • the Measurement signals of a pressure sensor actively set the action of the bristle roller become.
  • the negative pressure is direct for active control, for example of a pneumatically acting on the bristle roller Adjustment element is used.
  • the invention further relates to a suction device according to the features of Preamble of claim 1.
  • the action can be influenced by changing the speed of the bristle roller.
  • the speed of the electric motor driving the bristle rollers is corresponding controlled, so preferably by changing the speed by means of a electronic speed control of the electric motor.
  • a leading edge control, a plus-width modylation or others appropriate procedures are used.
  • the action by changing the board position of the bristle roller in vertical Direction.
  • the bristle roller can do this be stored in a vertical slot.
  • a solution is preferred in which the bristle roller is attached to a rocker. proposed In this regard, the management board position of the bristle roller will change a spring action on the bristle roller acting in the vertical direction can be influenced. For example, via an actuator or the like adjusted the spring preload acting on the bristle roller the measured rotational resistance and / or negative pressure can be varied.
  • the adjustment path describes the bristle roller axis a circular line section, but the radius is chosen so large that a change in the bristle board position in the The sense of the invention is achieved in the vertical direction.
  • the adjustment of the bristle roller in the vertical direction can be done by an actuator which, for example. in the form of an electromechanically operating actuating stamp is.
  • This actuator can thus be an electrically extendable element. Is conceivable also a pneumatically extendable element or a bimetal element. Further In this regard, a piezo actuator or electrochemical actuator is also conceivable. It is further proposed that without the influence of the influence of Bristle roller in the carpet actively adjustable element the bristle roller is lifted off the carpet rather than pressed on it.
  • the vertical control of the bristle roller can also be used to For example, the bristle rollers in the hard floor area manually by the user or by automatic floor covering detection from the suction mouth area with which coarser suction goods pass this area can.
  • Another significant advantage of the present invention is that that the force brought into the carpet is independent of the particular one Degree of wear of the bristles is, which means over the entire permissible operating time the bristle rollers always care for carpets differently Type is guaranteed.
  • Through the configuration according to the invention is an improvement in the dust absorption of robust carpets achieved without increasing carpet wear on sensitive carpets.
  • a system is created that applies the contact pressure of the bristles the carpet and thus the height relative to the chassis of the suction device is active, i.e. without manual influence by the user.
  • FIG. 1 A motor-driven one is shown and described with reference to FIG Suction device 1 in the form of a suction brush device, which is shown in the Embodiment is designed as an attachment for a vacuum cleaner.
  • the brush device 1 essentially consists of a housing 2 and a Pipe connection piece 3 together.
  • a suction channel extends in the housing 2 4 starting from the pipe connection piece 3 into a suction space 5.
  • the latter is located in a front area, which is the pipe connection piece 3 faces away and extends almost over the entire width of the housing.
  • the toothed belt drive or the belt housing 9 extends approximately from the Center of the suction chamber 5 starting perpendicular to the drive shaft 8 up to the axis x.
  • the toothed belt 7 engages at the end assigned to the drive shaft 8, at least within a receiving part 10, on a drive pulley 11, of the two-sided drive shaft 8 goes out. The latter extends so each starting from the drive pulley 11 into a lateral end region the suction chamber 5.
  • the device base 13 partially broken open in FIG. 1 becomes on the suction space 5 opposite side, d. H. at the level of the pipe connection 3, from two rollers 14 arranged on both sides of the pipe connecting piece 3 pass through.
  • the brush device 1 is for use as a conventional attachment for an electric vacuum cleaner for caring for carpets, especially for vacuuming the like, equipped with bristle rollers 16.
  • These bristle rollers 16 are in 1 shown in broken lines.
  • Each bristle roller 16 is a hollow body formed and is on the outside with two rows of bristles offset by 180 ° 18, which extend from an end region of the bristle roller 16 extend spirally around 180 ° starting from the latter.
  • the bristle rollers 16 are pushed onto the drive shafts 8 and extend in the installed state starting from the receiving part 10 to in the end area of the suction chamber 5.
  • the drive shafts 8 carrying belt housing 9 mounted like a seesaw about the axis x of the electric motor 6.
  • the alignment is selected here so that the bristles of the rows of bristles 18 are separated by a the bottom 13 provided suction chamber opening 19 of the suction chamber 18 down protrude above the bottom 13, whereby the bristles when the bristle rollers rotate 16 engage mechanically in the carpet 20 to be cleaned.
  • a schematically indicated measuring device 21 is provided, with which the rotational resistance of the bristle rollers 16 is determined, this by evaluating the motor current that is in turn dependent is of the type of carpet to be cared for 20.
  • About control algorithms is introduced into the carpet 20 via the bristle rollers 16 Force kept at a constant value. This can be done, for example, by changing the speed of the electric motor 6, this speed change is preferably achieved by a phase control.
  • the bristle board b adjustable to keep the force applied constant.
  • FIG. 3 An alternative solution is shown in FIG. 3. This solution is about the measuring device 21 controls a servomotor, not shown, by means of which an eccentric disc acting on the rocker-like belt housing 9 24 is rotatable. This also means that the bristle board b is through Change of the bristle roller axis y variable in the vertical direction (arrow a) adjustable.
  • Another option is to combine speed adjustment and change in the board position of the bristle rollers 16 depending from the determined values within the measuring device 21.
  • a force-generating air spring 30 in the form of a pneumatic bellows provided that depending on the prevailing in the suction chamber 5 Negative pressure affects the vertical position of the bristle roller 16.
  • An increased Vacuum is detected when the carpet is partially in the suction mouth the suction chamber 5 is sucked in and the brushes deeper into the carpet pile intervene when a gentle carpet treatment allows.
  • Corresponding the air spring adjusting element 30 is used to adjust the lifting Bristle roller 16. In the event of insufficient vacuum in the suction chamber 5 the engagement of the bristles is increased by lowering the bristle roller 16.
  • So 4 is the pneumatic unit (air spring 30) according to the embodiment in FIG. arranged in the ambient pressure range, the interior of the air spring 30 connected via a line 31 to the suction chamber 5, which is subject to negative pressure is.
  • the air spring 30 is supported at one end on the underside of a housing cover and with a free end on the top on the rocker-like belt housing 9 from.
  • the control behavior is based on the area and material of the bellows of the air spring 30 and the force of the pneumatic element adjustable.
  • FIG. 5 shows a further embodiment with a pneumatic control element, where the air spring 30 in the room under negative pressure, i.e. in the Suction chamber 5 is arranged and the interior of the bellows-shaped air spring 30 is connected to the ambient pressure via a power 31.
  • the air spring 30 is arranged on the underside of the rocker-like belt housing 9 and presses About this belt housing 9, the bristle rollers 16 tend to be up.
  • actuators 32 for adjusting the Bristle roller vertical position are provided.
  • These actuators 32 can be a bimetal element, a piezo actuator, a motor, an electrochemical actuator or be the same, both the arrangement of the actuator 32 above the Belt housing 9 according to FIG. 6 and on the underside thereof - as in FIG. 7 shown - is possible.
  • These actuators also preferably do not work with one illustrated, oppositely acting spring together.
  • the actuation of the actuator 32 takes place via the evaluation of the recorded Motor current and / or by evaluating the detected negative pressure, this vacuum being arranged above in the vacuum-laden suction chamber 5 Pressure sensor 33 is determined.
  • the measuring device 21 processes the signals of the pressure sensor 33 and the Measurement data of the motor current for a control signal for the actuator.
  • the bristle roller can be operated via an external actuation switch 34 (automatic button) 16 e.g. deliberately lifted off the ground and so on guarantee a hard floor operation or the self-regulating system activate.
  • a spring or a spring-like material can have the effect of Support or dampen the actuator or protect it from damage.
  • the motor needs Carpet an increased volume flow, but the bristle roller 16 accesses far into the carpet pile. To avoid damage to carpets and doing so The bristle roller will reduce the pushing forces and engine warming 16 raised accordingly. With high negative pressure and low Motor current is a dense carpet, the bristle roller 16 with their The bristles do not engage enough in the carpet pile. The bristle roller 16 is lowered which maintains the brushing effect.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sauggerät (1), insbesondere Vorsatz oder Teil eines Elektro-Staubsaugers, vorzugsweise Saug-Bürstengerät zur Pflege von Teppichböden (20), mit einem Saugkanal (4) sowie einem Elektromotor (6) und einer oder mehreren hiervon angetriebenen Borstenwalzen (16), wobei die Borstenwalzen (16) in vertikaler Richtung (a) zur unterschiedlichen Einwirkung auf den Teppichboden (20) einstellbar beweglich gehaltert sind. Um ein Sauggerät der in Rede stehenden Art dahingehend verbessert auszugestalten, dass in Abhängigkeit von der Art und Empfindlichkeit des zu pflegenden Teppichbodens eine optimale Staubaufnahme gewährleistet ist, wird vorgeschlagen, dass die Einwirkung einer Borstenwalze (16) in den Teppichboden (20) in Abhängigkeit von einem im Saugkanal (4) erfassten Unterdruck durchführbar ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft zunächst ein Sauggerät, insbesondere Vorsatz oder Teil eines Elektro-Staubsaugers, vorzugsweise Saug-Bürstengerät mit einem Saugkanal zur Pflege von Teppichböden, mit einem Saugkanal sowie einem Elektromotor und einer oder mehreren hiervon angetriebenen Borstenwalzen, wobei die Borstenwalzen in vertikaler Richtung zur unterschiedlichen Einwirkung auf den Teppichboden einstellbar beweglich gehaltert sind.
Sauggeräte, insbesondere Saug-Bürstengeräte der in Rede stehenden Art sind bekannt und dienen insbesondere der Saug-Bürstenreinigung von Teppichböden, wobei das Absaugen unterstützt wird von elektromotorisch angetriebenen, rotierenden Borstenwalzen, deren Borstenbüschel durch mechanische Einwirkung in den Teppichboden den Staub/Schmutz lösen. Die Auslegung der Einwirkungskraft derartiger Borstenwalzen ist kompromissbehaftet, da einerseits eine hohe Staubaufnahme und andererseits ein schonendes Einwirken auf den Teppichboden gewünscht ist. Günstig auf eine hohe Staubaufnahme wirken sich möglichst steife Borsten bzw. Borstenbüschel sowie ein hoher Borstenvorstand über den Geräteunterboden und hohe Drehzahlen aus. Auf diese Weise kann eine hohe mechanische Kraft von den Borsten in den Teppichboden eingebracht werden. Gleichzeitig wirkt sich eine solche Auslegung jedoch negativ auf die Teppichschädigung aus. Weiterhin gilt, dass empfindlichere Teppichböden, bspw. Velour, auch bei geringerer eingebrachter Mechanik gute Staubaufnahmewerte liefern, während bei robusteren Teppichen, bspw. Schlingenware, mehr Mechanik erforderlich ist. Bekannte Lösungen dieses Problems sehen bspw. eine bewegliche Halterung der Borstenwalzen in vertikaler Richtung vor, womit ein variabler Borstenvorstand ermöglicht ist. So ist weiter bekannt, die Borstenwalzen an einer beweglichen Wippe zu haltern, welche durch die Florhöhe des Teppichbodens mehr oder weniger stark ausgelenkt wird. Darüber hinaus sind Lösungen bekannt, bei welchen der Borstenvorstand manuell durch den Benutzer variiert werden kann.
Im Hinblick auf den zuvor beschriebenen Stand der Technik wird eine technische Problematik der Erfindung darin gesehen, ein Sauggerät der in Rede stehenden Art dahingehend verbessert auszugestalten, dass in Abhängigkeit von der Art und der Empfindlichkeit des zu pflegenden Teppichbodens eine optimale Staubaufnahme gewährleistet ist.
Gelöst ist diese Problematik zunächst und im Wesentlichen durch den Gegenstand des Anspruches 1, wobei darauf abgestellt ist, dass die Einwirkung einer Borstenwalze in einen Teppichboden in Abhängigkeit von einem im Saugkanal erfassten Unterdruck durchführbar ist. Zufolge dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist eine optimale Staubaufnahme in Abhängigkeit von der Art des zu pflegenden Teppichbodens gegeben. Empfindlichere Teppichböden werden bei optimaler Staubaufnahme schonend behandelt. Robustere Teppichböden hingegen werden mit einer höheren mechanischen Kraft bearbeitet, was auch hier eine optimale Staubaufnahme zur Folge hat. Das Sauggerät verfügt über eine aktive Vorrichtung, die im Zuge des Pflegevorgangs vorliegenden Parameter erfasst und bspw. mittels entsprechender Regelalgorithmen den Borsteneingriff in den Teppichboden auf einem bevorzugt konstanten Wert hält. Als Parameter zur Konstanthaltung der eingebrachten Kraft wird erfindungsgemäß der im Saugkanal, bzw. der im Saugmundbereich erfasste Unterdruck herangezogen. So kann bspw. über eine elektronische Auswertung der Messsignale eines Drucksensors die Einwirkung der Borstenwalze aktiv eingestellt werden. Denkbar ist auch eine Lösung, bei welcher der Unterdruck direkt zur aktiven Steuerung bspw. eines pneumatisch auf die Borstenwalze wirkenden Stellelements herangezogen wird.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Sauggerät nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Zur Lösung der Aufgabenstellung, in Abhängigkeit von der Art und Empfindlichkeit des zu pflegenden Teppichbodens eine optimale Staubaufnahme zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, dass die Einwirkung der Borstenwalze in den Teppichboden in Abhängigkeit von einem erfassten, als Parameter für einen Drehwiderstand der Borstenwalze herangezogenen Motorstrom durchführbar ist. Der Drehwiderstand hängt hierbei u.a. direkt von der Bodenart ab, womit über eine Auswertung des Motorstroms eine angepasste Einwirkung der Borstenwalze erreicht werden kann.
Die erfinderischen Merkmale der Lösungen gemäß den Ansprüchen 1 und 2 sind sowohl für sich als auch in Kombination wesentlich.
Die nachstehend weiter aufgeführten Erfindungsmerkmale sind sowohl in Zusammenhang mit der Erfindung gemäß des Anspruchs 1 als auch des Anspruchs 2 und darüber hinaus auch mit einer Kombination der Merkmale der Ansprüche 1 und 2 wesentlich. So ist weiter vorgesehen, dass die Einwirkung durch Änderung der Drehzahl der Borstenwalze beeinflussbar ist. Zur Variation der Drehzahl wird der die Borstenwalzen antreibende Elektromotor entsprechend angesteuert, so bevorzugt durch Änderung der Drehzahl mittels einer elektronischen Drehzahlregelung des Elektromotors. So kann beispielsweise eine Phasenanschnittsteuerung, eine Plus-Weiten-Modylation oder auch andere geeignete Verfahren zur Anwendung kommen. Weiter alternativ oder auch kombinativ zur Drehzahländerung kann vorgesehen sein, dass die Einwirkung durch Veränderung der Vorstandslage der Borstenwalze in vertikaler Richtung erfolgt. So wird entsprechend des gemessenen Drehwiderstands und/ oder des Unterdrucks die nach unten über den Geräteboden hinausragende Borstenlänge der Borstenwalzen variiert. Bspw. kann die Borstenwalze hierzu in einem Vertikalschlitz gelagert sein. Bevorzugt wird jedoch eine Lösung, bei der die Borstenwalze an einer Lagerungswippe befestigt ist. Vorgeschlagen wird diesbezüglich weiter, dass die Vorstandslage der Borstenwalze durch Änderung einer in Vertikalrichtung wirkenden Federbeaufschlagung der Borstenwalze beeinflussbar ist. So kann bspw. über einen Stellmotor oder dergleichen die auf die Borstenwalze einwirkende Federvorspannung angepasst an den gemessenen Drehwiderstand und/ oder Unterdruck variiert werden. Eine pneumatische Lösung zur aktiven Einwirkung auf die Borstenwalze kann dadurch erreicht sein, dass die Feder als Luftfeder, bspw. in Form eines Faltenbalgs ausgebildet ist und die Federcharakterisik durch einen jeweils erfassten Unterdruck im Saugkanal eingestellt ist. Vorgesehen ist weiter, dass die bevorzugt einstellbare Federbeaufschlagung an der Lagerungswippe angreift und mit einer entgegengesetzt wirkenden Feder zur Balancierung kombiniert ist. Auch besteht eine Möglichkeit, dass eine Lagerung der Borstenwalze in Vertikalrichtung verstellbar ist, so bspw. durch annähernd vertikale Verlagerung der Borstenwalzenachse durch einen Stellmotor oder dergleichen. So können weiter bspw. die Borstenwalzen an einer in dem Sauggerät angeordneten Wippe gehaltert sein, welche Wippe mittels variabler Federbeaufschlagung oder über einen Stellmotor in ihrer Lage beeinflussbar ist. Hierbei beschreibt der Verstellweg der Borstenwalzenachse einen Kreislinienabschnitt, dessen Radius jedoch so groß gewählt ist, dass eine Veränderung der Borsten-Vorstandslage im Sinne der Erfindung in vertikaler Richtung erreicht ist. Die Verstellung der Borstenwalze in Vertikalrichtung kann durch einen Aktor erfolgen, welcher bspw. in Form eines elektromechanisch wirkenden Betätigungsstempels ausgebildet ist. So kann dieser Aktor ein elektrisch ausfahrbares Element sein. Denkbar ist auch ein pneumatisch ausfahrbares Element oder ein Bimetallelement. Weiter ist diesbezüglich auch ein Piezoaktor oder elektrochemischer Aktor denkbar. Vorgeschlagen wird weiter, dass ohne Einflussnahme des die Einwirkung der Borstenwalze in den Teppichboden aktiv einstellbaren Elements die Borstenwalze eher vom Teppichboden abgehoben wird als auf diesen gedrückt wird. Ebenfalls kann die Vertikalsteuerung der Borstenwalze dazu verwendet werden, bspw. im Hartbodenbereich die Borstenwalzen manuell durch den Benutzer oder durch eine automatische Bodenbelagerkennung aus dem Saugmundbereich anzuheben, womit auch gröbere Sauggüter diesen Bereich passieren können. Ein weiterer wesentlicher Vorteil vorliegender Erfindung besteht darin, dass die in den Teppichboden eingebrachte Kraft unabhängig vom jeweiligen Verschleißgrad der Borsten ist, womit über die gesamte zulässige Betriebsdauer der Borstenwalzen eine stets gleichmäßige Pflege von Teppichböden unterschiedlicher Art gewährleistet ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist eine Verbesserung der Staubaufnahme von robusten Teppichböden ohne Zunahme des Teppichverschleißes bei empfindlichen Teppichböden erreicht. Es ist ein System geschaffen, welches die Anpresskraft der Borsten auf den Teppichboden und somit die Höhe relativ zum Chassis des Sauggeräts aktiv, d.h. ohne manuellen Einfluss durch den Benutzer, regelt. So benötigen bspw. nicht alle Teppichbodenarten die gleiche durch die Borstenwalzen eingebrachte Mechanik, wobei dieser Effekt mit dem Unterdruck im Saugmundbereich und/oder mit dem Drehwiderstand der Borstenwalzen gekoppelt ist. Die Regelung erfolgt erfindungsgemäß automatisch, so dass in Abhängigkeit vom zu pflegenden Teppichboden stets ein optimales Verhältnis von Staubaufnahme und auf den Teppichboden einwirkender Kraft gegeben ist.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen, welche lediglich mehrere Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1
ein erfindungsgemäßes Sauggerät in Form eines Saug-Bürstengeräts in Unteransicht;
Fig. 2
den schematischen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1, eine erste Ausführungsform mit einer einstellbaren Feder betreffend;
Fig. 3
eine der Fig. 2 entsprechende schematische Schnittdarstellung, jedoch eine zweite Ausführungsform mit einer Exzenterscheibe betreffend;
Fig. 4
die dritte Ausführungsform mit einem Pneumatik-Stellelement;
Fig. 5
eine weitere pneumatische Ausführungsform;
Fig. 6
eine schematische Schnittdarstellung, eine weitere Ausführungsform mit einem Aktor betreffend;
Fig. 7
eine der Fig. 6 entsprechende Darstellung, jedoch eine alternative Ausführungsform mit Aktor betreffend.
Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu Fig.1 ein motorangetriebenes Sauggerät 1 in Form eines Saug-Bürstengeräts, welches in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Vorsatzgerät für einen Staubsauger ausgebildet ist. Das Bürstengerät 1 setzt sich im Wesentlichen aus einem Gehäuse 2 und einem Rohranschlussstutzen 3 zusammen. In dem Gehäuse 2 erstreckt sich ein Saugkanal 4 von dem Rohranschlussstutzen 3 ausgehend bis in einen Saugraum 5. Letzterer befindet sich in einem stirnseitigen Bereich, welcher dem Rohranschlussstutzen 3 abgewandt ist und erstreckt sich nahezu über die gesamte Gehäusebreite.
Des Weiteren ist in dem Gehäuse 2 ein separater Antrieb in Form eines Elektromotors 6 angeordnet, welcher über einen Zahnriemen 7 eine sich in dem Saugraum 5 erstreckende Antriebswelle 8 in Rotation versetzt. Der Zahnriemen 7 liegt in einem Riemengehäuse 9 ein, welches an dem der Antriebswelle 8 abgewandten Ende schwenkbeweglich um eine Achse x gelagert ist. Diese Achse x bildet zugleich die Kraftübertragungsachse von dem Elektromotor 6 auf den Zahnriemen 7 und liegt parallel zur Antriebswelle 8.
Der Zahnriemenantrieb bzw. das Riemengehäuse 9 erstreckt sich etwa von der Mitte des Saugraumes 5 ausgehend senkrecht zur Antriebswelle 8 bis zur Achse x. An dem der Antriebswelle 8 zugeordneten Ende greift der Zahnriemen 7, jedenfalls innerhalb eines Aufnahmeteiles 10, auf eine Antriebsscheibe 11, von der beidseitig die zweigeteilte Antriebswelle 8 ausgeht. Letztere erstreckt sich so jeweils von der Antriebsscheibe 11 ausgehend bis in einen seitlichen Endbereich des Saugraumes 5.
Der in der Fig. 1 partiell aufgebrochene Geräteboden 13 wird auf der dem Saugraum 5 abgewandten Seite, d. h. auf Höhe des Rohranschlussstutzens 3, von zwei beidseitig des Rohranschlussstutzens 3 angeordneten Laufrollen 14 durchsetzt.
Das Bürstengerät 1 ist zur Verwendung als üblicher Vorsatz für einen Elektro-Staubsauger zum Pflegen von Teppichböden, insbesondere zum Absaugen dergleichen, mit Borstenwalzen 16 bestückt. Diese Borstenwalzen 16 sind in der Fig. 1 strichpunktiert dargestellt. Jede Borstenwalze 16 ist als Hohlkörper ausgebildet und ist außenseitig mit zwei um 180° versetzt angeordneten Borstenreihen 18 versehen, welche sich von einem Endbereich der Borstenwalze 16 ausgehend um ca. 180° spiralförmig um letztere erstrecken.
Die Borstenwalzen 16 sind auf die Antriebswellen 8 geschoben und erstrecken sich im eingebauten Zustand etwa von dem Aufnahmeteil 10 ausgehend bis in den Endbereich des Saugraumes 5. Die Kraftübertragung von der Antriebswelle 8 auf eine Borstenwalze 16 erfolgt über einen Mitnehmer 12 der Antriebswelle 8, welcher in eine entsprechende Aufnahme innerhalb der als Hohlkörper ausgebildeten Borstenwalze 16 kraftschlüssig eingreift.
Wie aus der in Fig. 2 gezeigten schematischen Schnittdarstellung zu erkennen, ist das, über das Aufnahmeteil 10 die Antriebswellen 8 tragende Riemengehäuse 9 wippenartig um die Achse x des Elektromotors 6 gelagert. Die Ausrichtung ist hierbei so gewählt, dass die Borsten der Borstenreihen 18 durch eine in dem Boden 13 vorgesehene Saugraumöffnung 19 des Saugraumes 18 nach unten über den Boden 13 vorstehen, womit die Borsten bei Rotation der Borstenwalzen 16 mechanisch in den zu reinigenden Teppichboden 20 eingreifen.
Des Weiteren ist eine schematisch angedeutete Messeinrichtung 21 vorgesehen, mit welcher der Drehwiderstand der Borstenwalzen 16 ermittelt wird, dies durch Auswertung des aufgenommenen Motorstroms, welcher wiederum abhängig ist von der Art des zu pflegenden Teppichbodens 20. Über Regelalgorithmen wird die über die Borstenwalzen 16 in den Teppichboden 20 eingebrachte Kraft auf einem konstanten Wert gehalten. Dies kann bspw. durch Änderung der Drehzahl des Elektromotors 6 erfolgen, wobei diese Drehzahländerung durch eine Phasenanschnittsteuerung bevorzugt erreicht wird.
Wie in Fig. 2 dargestellt, besteht die Möglichkeit, die Borstenwalzenachse y, welche parallel ausgerichtet ist zur Wippen- bzw. Elektromotorachse x, in annähernd vertikaler Richtung (Pfeil a) zu variieren. Hierzu wird gemäß der Ausführungsform in Fig. 2 die Federkraft einer auf das wippenartig gelagerte Riemengehäuse 9 einwirkende Druckfeder 22 angepasst, so bspw. durch Änderung der Federvorspannung mittels eines Stellelementes 23. Demzufolge wird die in den Teppichboden 20 eingebrachte Kraft der Borstenwalzen 16 angepasst an die Art des Teppichbodens 20, wobei eine verbesserte Staubaufnahme bei robusten Teppichböden ohne Zunahme des Teppichverschleißes bei empfindlichen Teppichböden erreicht ist.
Durch die variabel einstellbare Federbeaufschlagung ist der Borstenvorstand b zur Konstanthaltung der eingebrachten Kraft anpassbar.
Eine alternative Lösung ist in Fig. 3 dargestellt. Bei dieser Lösung wird über die Messeinrichtung 21 ein nicht dargestellter Stellmotor angesteuert, mittels welchem eine auf das wippenartige Riemengehäuse 9 einwirkende Exzenterscheibe 24 drehverlagerbar ist. Auch hierdurch ist der Borstenvorstand b durch Veränderung der Borstenwalzenachse y in vertikaler Richtung (Pfeil a) variabel einstellbar.
Eine weitere Möglichkeit besteht durch Kombination von Drehzahlanpassung und Veränderung der Vorstandslage der Borstenwalzen 16 in Abhängigkeit von den ermittelten Werten innerhalb der Messeinrichtung 21.
In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei welcher als Parameter zur aktiven Einstellung der im Saugraum 5 erfasste Unterdruck herangezogen wird. Hierzu ist eine krafterzeugende Luftfeder 30 in Form eines Pneumatik-Faltenbalges vorgesehen, der in Abhängigkeit vom im Saugraum 5 herrschenden Unterdruck die Vertikallage der Borstenwalze 16 beeinflusst. Ein erhöhter Unterdruck wird erfasst, wenn der Teppich partiell in den Saugmund des Saugraumes 5 eingesaugt wird und hierbei die Bürsten tiefer in den Teppichflor eingreifen, als es eine schonende Teppichbehandlung erlaubt. Entsprechend erfolgt über das Luftfeder-Stellelement 30 ein angepasstes Anheben der Borstenwalze 16. Für den Fall eines zu geringen Unterdrucks im Saugraum 5 wird der Eingriff der Borsten durch Absenken der Borstenwalze 16 erhöht. So ist gemäß der Ausführungsform in Fig. 4 die Pneumatikeinheit (Luftfeder 30) im Umgebungsdruckbereich angeordnet, wobei der Innenraum der Luftfeder 30 über eine Leitung 31 mit dem unterdruckbehafteten Saugraum 5 verbunden ist. Die Luftfeder 30 stützt sich einerends unterseitig einer Gehäusedecke und mit einem freien Ende oberseitig auf dem wippenartig gelagerten Riemengehäuse 9 ab.
Mit zunehmendem Unterdruck zieht sich der Faltenbalg der Luftfeder 30 zusammen und bewirkt tendenziell ein Abheben der Borstenwalze 16, wozu eine weitere an der Lagerungswippe angreifende und entgegengesetzt zur Federbeaufschlagung der Luftfeder 30 wirkende, nicht dargestellte Feder zur Balancierung vorgesehen sein kann. Bei abnehmendem Unterdruck stellt sich hingegen der Faltenbalg der Luftfeder 30 auf unter gleichzeitiger Verlagerung der Borstenwalze 16 nach unten.
Über Fläche und Material des Faltenbalgs der Luftfeder 30 ist das Ansteuerverhalten und die Kraft des Pneumatikelements einstellbar.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem pneumatischen Stellelement, wobei hier die Luftfeder 30 im unterdruckbehafteten Raum, d.h. im Saugraum 5 angeordnet ist und das Innere der faltenbalgförmigen Luftfeder 30 über eine Leistung 31 mit dem Umgebungsdruck verbunden ist. Die Luftfeder 30 ist unterseitig des wippenartigen Riemengehäuses 9 angeordnet und drückt über dieses Riemengehäuse 9 die Borstenwalzen 16 tendenziell nach oben.
Die Fig. 6 und 7 zeigen Lösungen, bei welchen Aktoren 32 zur Verstellung der Borstenwalzen-Vertikallage vorgesehen sind. Diese Aktoren 32 können ein Bimetallelement, ein Piezoaktor, ein Motor, ein elektrochemischer Aktor oder dergleichen sein, wobei sowohl die Anordnung des Aktors 32 oberhalb des Riemengehäuses 9 gemäß Fig. 6 als auch unterseitig desselben - wie in Fig. 7 dargestellt - möglich ist. Auch diese Aktoren wirken bevorzugt mit einer nicht dargestellten, entgegengesetzt wirkenden Feder zusammen.
Die Ansteuerung des Aktors 32 geschieht über die Auswertung des aufgenommen Motorstroms und/oder über die Auswertung des erfassten Unterdruckes, wobei dieser Unterdruck über im unterdruckbehafteten Saugraum 5 angeordneten Drucksensor 33 ermittelt wird.
Die Messeinrichtung 21 verarbeitet die Signale des Drucksensors 33 und die Messdaten des Motorstroms zu einem Ansteuersignal für den Aktor.
Über einen externen Betätigungsschalter 34 (Automatiktaster) kann die Borstenwalze 16 bspw. bewusst noch weiter vom Boden abgehoben werden und so einen Hartbodenbetrieb gewährleisten oder aber das selbstregulierende System aktivieren. Eine Feder oder ein federähnliches Material kann die Wirkung des Aktors unterstützen bzw. dämpfen oder vor Schäden schützen.
Nachstehend sind weiter beispielhafte Aktionen in Abhängigkeit vom erfassten Motorstrom und/oder Unterdruck aufgeführt. Liegt sowohl ein hoher Unterdruck als auch ein hoher Motorstrom vor, so ist Auslöser hierfür ein hochfloriger und/ oder dichter Teppich. Dies führt zu einem automatischen Anheben der Borstenwalze 16, um hierdurch Teppichschädigungen zu vermeiden und die Schiebekräfte sowie die Motorerwärmung zu verringern. Ergeben sowohl der Unterdruck als auch der Motorstrom geringe Werte, ist der Auslöser für dieses Signal ein Hartboden. Die Borstenwalze 16 wird angehoben, wobei das Anheben nur soweit erfolgt, bis eine Schwelle für den Motorstrom erreicht ist. Somit kann bei einem Bodenbelagwechsel ermittelt werden, ob sich die Borstenwalzen 16 nun auf dem Teppichboden befinden. Durch das Anheben der Borstenwalzen 16 wird eine Hartbodenschädigung verringert und die Grobgutaufnahme erleichtert. Sind Unterdruck und Motorstrom mittelmäßig, so benötigt der Teppichboden mehr Volumenstrom und/oder mehr Mechanik, woraufhin die Borstenwalze 16 abgesenkt wird. Es wird hiernach mehr Mechanik in den Teppich eingebracht, wodurch eine erhöhte Staubaufnahme gewährleistet ist.
Ist der Unterdruck gering und hierbei der Motorstrom hoch, so benötigt der Teppich einen erhöhten Volumenstrom, die Borstenwalze 16 greift jedoch zu weit in den Teppichflor ein. Um Teppichschädigungen zu vermeiden und hierbei die Schiebekräfte und die Motorerwärmung zu verringern wird die Borstenwalze 16 entsprechend angehoben. Bei hohem Unterdruck und geringem Motorstrom liegt ein dichter Teppich vor, wobei die Borstenwalze 16 mit ihren Borsten zu wenig in den Teppichflor eingreift. Die Borstenwalze 16 wird gesenkt, womit die Bürstwirkung erhalten bleibt.
Die zuvor zusammengestellten Schaltaktionen in Abhängigkeit von Eingangssignalen sind nur beispielhaft. Selbstverständlich sind Schaltschwellen erforderlich, die hier jedoch nicht aufgeführt sind.
Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.

Claims (18)

  1. Sauggerät (1), insbesondere Vorsatz oder Teil eines Elektro-Staubsaugers, vorzugsweise Saug-Bürstengerät zur Pflege von Teppichböden (20), mit einem Saugkanal (4) sowie einem Elektromotor (6) und einer oder mehreren hiervon angetriebenen Borstenwalzen (16), wobei die Borstenwalzen (16) in vertikaler Richtung (a) zur unterschiedlichen Einwirkung auf den Teppichboden (20) einstellbar beweglich gehaltert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwirkung einer Borstenwalze (16) in den Teppichboden (20) in Abhängigkeit von einem im Saugkanal (4) erfassten Unterdruck durchführbar ist.
  2. Sauggerät nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwirkung der Borstenwalze (16) in den Teppichboden (20) in Abhängigkeit von einem erfassten, als Parameter für einen Drehwiderstand der Borstenwalze (16) herangezogenen Motorstrom durchführbar ist.
  3. Sauggerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwirkung durch Änderung der Drehzahl der Borstenwalze (16) beeinflussbar ist.
  4. Sauggerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Drehzahl der Borstenwalze (16) durch eine elektronische Drehzahlregelung des Elektromotors (6) erfolgt.
  5. Sauggerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwirkung durch Veränderung der Vorstandslage der Borstenwalze (16) erfolgt.
  6. Sauggerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Borstenwalze (16) in einem Vertikalschlitz gelagert ist.
  7. Sauggerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Borstenwalze (16) an einer Lagerungswippe befestigt ist.
  8. Sauggerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorstandslage der Borstenwalze (16) durch Änderung einer in Vertikalrichtung wirkenden Federbeaufschlagung der Borstenwalze (16) beeinflussbar ist.
  9. Sauggerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder als Luftfeder (30) ausgebildet ist und die Federcharakteristik durch einen jeweils erfassten Unterdruck im Saugkanal (4) eingestellt ist.
  10. Sauggerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Federbeaufschlagung an der Lagerungswippe angreift und mit einer entgegensetzt wirkenden Feder kombiniert ist.
  11. Sauggerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung der Borstenwalze (16) in Vertikalrichtung verstellbar ist.
  12. Sauggerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung durch einen Aktor (32) erfolgt.
  13. Sauggerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (32) ein Betätigungsstempel ist.
  14. Sauggerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (32) ein elektrisch ausfahrbares Element ist.
  15. Sauggerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (32) ein pneumatisch ausfahrbares Element ist.
  16. Sauggerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (32) ein Bimetallelement ist.
  17. Sauggerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (32) ein Piezoaktor ist.
  18. Sauggerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (32) ein elektrochemischer Aktor ist.
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