DE102006040557A1

DE102006040557A1 - Saugreinigungswerkzeug und Verfahren zu dessen Betrieb

Info

Publication number: DE102006040557A1
Application number: DE102006040557A
Authority: DE
Inventors: Peter Wörwag
Original assignee: Duepro AG
Current assignee: Duepro AG
Priority date: 2006-08-30
Filing date: 2006-08-30
Publication date: 2008-03-06
Also published as: CN101133931B; US7941893B2; US20080053479A1; CN101133931A

Abstract

Ein Saugreinigungswerkzeug (1, 61) besitzt ein Gehäuse (2) mit einem Anschlußstutzen (17) zur Verbindung mit dem Saugaggregat eines Saugreinigungsgeräts. Das Saugreinigungswerkzeug (1, 61) besitzt eine Saugöffnung (4), über die der Arbeitsluftstrom in das Gehäuse (2) einströmt, sowie eine Abströmöffung (15), durch die der Arbeitsluftstrom das Gehäuse (2) verläßt. Das Saugreinigungswerkzeug (1, 61) besitzt ein Reinigungswerkzeug, das in dem Gehäuse (2) drehbar gelagert ist sowie eine Antriebseinrichtung zum rotierenden Antrieb des Reinigungswerkzeugs. Ein gutes Reinigungsergebnis und eine gute Anpassung der Turbinenleistung auf unterschiedliche Böden läßt sich erreichen, wenn das Saugreinigungswerkzeug (1, 61) eine Steuereinrichtung (22, 44, 54, 64) zur Steuerung der Antriebsleistung des Reinigungswerkzeugs in Abhängigkeit eines Drucks (p) im Saugreinigungswerkzeug (1, 61) besitzt. Ein Verfahren zum Betrieb eines Saugreinigungswerkzeugs (1, 61) sieht vor, daß die Antriebsleistung des Reinigungswerkzeugs in Abhängigkeit eines Drucks (p) im Saugreinigungswerkzeug (1, 61) gesteuert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Saugreinigungswerkzeug der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Saugreinigungswerkzeugs der im Oberbegriff des Anspruchs 17 angegebenen Gattung.
Aus der DE 101 10 312 C1 ist ein Saugreinigungswerkzeug bekannt, das eine Luftturbine besitzt, die ein Reinigungswerkzeug rotierend antreibt. Für unterschiedliche Bodenbeläge sind unterschiedliche Drehzahlen des Reinigungswerkzeugs wünschenswert. Die Drehzahl des Reinigungswerkzeugs variiert auch in Abhängigkeit der Saugleistung des Saugaggregats. Bei der DE 101 10 312 C1 ist zur Anpassung der Turbinenleistung eine manuelle Einstellbarkeit vorgesehen.
Es hat sich gezeigt, daß der Bediener im Betrieb oft keine optimale Einstellung der Turbinenleistung vornimmt. Das Anpassen der Turbinenleistung an unterschiedliche Bodenbeläge wird oft nicht oder nicht ausreichend gut vorgenommen, so daß sich ein unzureichendes Reinigungsergebnis ergeben kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Saugreinigungswerkzeug der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei dem eine gute Anpassung der Antriebsleistung erreicht wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Betrieb eines Saugreinigungswerkzeugs anzugeben, mit dem ein gutes Reinigungsergebnis erreicht wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Saugreinigungswerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren zum Betrieb eines Saugreinigungswerkzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst.
Die Antriebsleistung des Reinigungswerkzeugs soll sich sowohl an die Saugleistung des Saugaggregats als auch an unterschiedliche Bodenbeläge anpassen. So ist bei harten Böden wie beispielsweise Parkett oder Fliesen eine geringere Antriebsleistung des Reinigungswerkzeuges erwünscht als auf Teppichboden. Im Bereich der Fransen des Teppichbodens soll die Antriebsleistung ebenfalls gering sein. Es hat sich gezeigt, daß all diese unterschiedlichen Faktoren Auswirkungen auf den Druck im Saugreinigungswerkzeug haben. Durch die Steuerung der Antriebsleistung in Abhängigkeit eines Drucks im Saugreinigungswerkzeug läßt sich so auf einfache Weise eine Anpassung der Antriebsleistung erreichen, die sowohl unterschiedliche Antriebsleistungen der Saugaggregate als auch unterschiedliche Bodenbeläge berücksichtigt. Das Saugreinigungswerkzeug kann dadurch mit Saugreinigungsgeräten unterschiedlicher Leistung eingesetzt werden. Die Antriebsleistung des Reinigungswerkzeugs paßt sich automatisch der Antriebs leistung des Saugaggregats an. Durch die Steuerung der Antriebsleistung in Abhängigkeit des Drucks im Saugreinigungswerkzeug kann die Antriebsleistung auf Teppichböden, wo sich ein hoher Unterdruck im Saugreinigungswerkzeug einstellt, hoch eingestellt werden, während beim Einsatz des Saugreinigungswerkzeugs auf Hartböden oder Fransen eine geringe Antriebsleistung wünschenswert ist. In diesen Fällen ist der sich im Saugreinigungswerkzeug einstellende Unterdruck geringer. Die Druckdifferenz zum Umgebungsdruck ist also geringer. Auch in abgehobenem Zustand des Saugreinigungswerkzeugs ist der Unterdruck gering. Auch hier wird die Antriebsleistung verringert. Die verringerte Antriebsleistung auf Hartböden und bei vom Boden abgehobenem Zustand des Saugreinigungswerkzeugs führt auch zu geringerer Geräuschentwicklung des Werkzeugs. Eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Antriebsleistung kann bei bestehenden Saugreinigungswerkzeugen nachgerüstet werden.
Vorteilhaft umfaßt die Steuereinrichtung einen Druckaufnehmer. Die Antriebseinrichtung ist insbesondere eine Luftturbine, die in einer Turbinenkammer drehbar gelagert ist, wobei die Luftturbine von einem durch die Saugöffnung angesaugten ersten Saugluftstrom angetrieben ist und wobei die Steuereinrichtung den ersten Saugluftstrom beeinflußt. Durch die Beeinflussung des Saugluftstroms kann die Turbinenleistung und dadurch die Antriebsleistung des Reinigungswerkzeugs auf einfache Weise beeinflußt werden. Der erste Saugluftstrom ist dabei vorteilhaft mindestens ein Teil des Arbeitsluftstroms. Der erste Saugluftstrom dient dadurch sowohl zum Antrieb der Luftturbine als auch zur Förderung von Schmutzpartikeln.
Es ist vorgesehen, daß das Reinigungswerkzeug in einer Arbeitskammer angeordnet ist, in die die Saugöffnung mündet, und daß die Turbinenkammer mit der Arbeitskammer über mindestens eine Strömungsverbindung verbunden ist. Die Steuereinrichtung wirkt vorteilhaft auf den Strömungsquerschnitt mindestens einer Strömungsverbindung. Dadurch kann auf einfache Weise der Saugluftstrom beeinflußt werden. Vorteilhaft ist an der Strömungsverbindung ein Steuerelement angeordnet, auf dessen Stellung die Steuereinrichtung wirkt. Insbesondere ist an mindestens einer Strömungsverbindung eine Einstelleinrichtung vorgesehen, mit der der Strömungsquerschnitt der Strömungsverbindung unabhängig vom Druck in dem Saugreinigungswerkzeug beeinflußt werden kann. Vorteilhaft ist die Einstelleinrichtung manuell zu betätigen. Über die Einstelleinrichtung ist insbesondere der maximale Strömungsquerschnitt einer Strömungsverbindung einstellbar. Auf diesem Strömungsquerschnitt kann dann das von der Steuereinrichtung gesteuerte Steuerelement wirken. Die Einstelleinrichtung kann auch oder zusätzlich an einer Strömungsverbindung angeordnet sein, auf die das Steuerelement nicht wirkt.
Eine einfache Ausgestaltung einer Steuereinrichtung läßt sich erreichen, wenn der Druckaufnehmer eine Membran umfaßt, wobei auf die eine Membranseite der Umgebungsdruck und auf die gegenüberliegende Membranseite ein Druck im Saugreinigungswerkzeug wirkt. Die Stellung des Steuerelementes ist dabei vorteilhaft an die Auslenkung der Membran gekoppelt. Die Auslenkung der Membran stellt ein Maß für den Differenzdruck zwischen der Umgebung und dem Druck im Saugreinigungswerkzeug dar. Über die Membran kann der Differenzdruck auf einfache Weise in einen Stellweg umgewandelt werden. Eine so aufgebaute Steuereinrichtung besitzt einen einfachen und robusten Aufbau. Zweckmäßig ist die Auslenkung der Membran über einen drehfest mit dem Steuerelement gekoppelten Steuerhebel an das Steuerelement gekoppelt. So läßt sich eine einfache konstruktive Ausgestaltung erreichen. Über die Gestaltung des Steuerhebels und der Membran sowie über die Gestaltung des Steuerelements kann die gewünschte Beeinflussung der Antriebsleistung des Reinigungswerkzeugs eingestellt werden.
Es kann auch vorgesehen sein, daß der Druckaufnehmer einen Balg umfaßt, der an einem Ende mit dem Inneren des Saugreinigungswerkzeugs in Verbindung steht und an dem anderen Ende mit der Umgebung, wobei ein Ende des Balgs ortsfest im Gehäuse angeordnet ist und die Stellung des Steuerelements an die Position des anderen Endes des Balgs gekoppelt ist. Bei steigendem Differenzdruck zieht sich der Balg zusammen und bewirkt so eine Änderung der Stellung des zweiten Endes des Balgs. Auch über einen Balg kann so ein Differenzdruck auf einfache Weise in einen Stellweg umgewandelt werden.
Es ist vorgesehen, daß die Arbeitskammer mit der Turbinenkammer über eine erste Strömungsverbindung und eine zweite Strömungsverbindung verbunden ist, wobei der die Luftturbine antreibende Saugluftstrom durch die erste Strömungsverbindung strömt. Über die Aufteilung des Arbeitsluftstroms in einen ersten, über die erste Strömungsverbindung und einen zweiten, über die zweite Strömungsverbindung strömenden Luftstrom kann so die Antriebsleistung der Luftturbine beeinflußt werden.
Ein geringes Laufgeräusch der Luftturbine läßt sich erreichen, wenn die erste Strömungsverbindung und die zweite Strömungsverbindung auf gegenüberliegenden Seiten einer gedachten Ebene liegen, die durch die Drehachse der Luftturbine und den Mittelpunkt der Abströmöffnung bestimmt sind. Der über eine Strömungsverbindung strömende Saugluftstrom strömt in Antriebsrichtung an die Luftturbine und trägt zur Antriebsleistung bei. Der durch die andere Strömungsverbindung strömende Saugluftstrom trifft in Gegenrichtung auf die Luftturbine und trägt so nicht zur Antriebsleistung bei. Dieser Saugluftstrom hat eine bremsende Wirkung auf die Luftturbine. Es hat sich gezeigt, daß durch das beidseitige Umströmen der Luftturbine das Laufgeräusch der Luftturbine signifikant reduziert wird. Aufgrund der Anordnung der ersten und der zweiten Strömungsverbindung läßt sich so zum einen eine sehr einfache, gute Beeinflussung der Antriebsleistung der Luftturbine erreichen und zum anderen die Geräuschentwicklung des Saugreinigungswerkzeugs verringern. Dabei ist vorgesehen, daß der gesamte Arbeitsluftstrom über die erste oder die zweite Strömungsverbindung aus der Arbeitskammer in die Turbinenkammer strömt. Der gesamte Arbeitsluftstrom wird so zu Transport von Partikeln von der Saugöffnung zur Abströmöffnung genutzt. Die Steuerung der Antriebsleistung bedingt keinen Verlust von Arbeitsluft. Eine gute Beeinflussung der Antriebsleistung wird erreicht, wenn die Steuereinrichtung auf den Strömungsquerschnitt der zweiten Strömungsverbindung wirkt. Die Einwirkung auf den Strömungsquerschnitt der zweiten Strömungsverbindung läßt eine gute Steuerung der Antriebsleistung zu. Die Veränderung des Luftstroms, der durch die zweite Strömungsverbindung strömt, bewirkt auch eine Änderung des Luftstroms durch die erste Strömungsverbindung, da die Steuerungseinrichtung die Aufteilung des Arbeitsluftstroms auf die beiden Strömungsverbindungen beeinflußt. Der gesamte Saugluftstrom bleibt dabei im wesentlichen gleich. Eine Verkleinerung des Strömungsquerschnitts der zweiten Strömungsverbindung bewirkt damit eine Erhöhung des Luftstroms durch die erste Strömungsverbindung und umgekehrt.
Es kann auch vorgesehen sein, daß die Steuereinrichtung eine Steuerung umfaßt, die einen Stellmotor für das Steuerelement an der Strömungsverbindung in Abhängigkeit eines Drucks im Saugreinigungswerkzeug betätigt. Es kann auch vorgesehen sein, daß die Steuereinrichtung eine Steuerung und einen Antriebsmotor umfaßt, der das Reinigungswerkzeug rotierend antreibt, und daß die Steuerung den Antriebsmotor in Abhängigkeit eines Drucks im Saugreinigungswerkzeug steuert. Über den Druck wird in diesem Fall die Antriebsleistung des Reinigungswerkzeugs direkt gesteuert. Dabei können beispielsweise die Stromaufnahme, die Antriebsleistung oder die Drehzahl des Antriebsmotors gesteuert werden.
Ein Verfahren zum Betrieb eines Saugreinigungswerkzeugs mit einem Gehäuse, das einen Anschlußstutzen zur Strömungsverbindung mit dem Saugaggregat eines Saugreinigungsgeräts aufweist, mit einer Saugöffnung, über die der Arbeitsluftstrom in das Gehäuse einströmt, mit einer Abströmöffnung, durch die der Arbeitsluftstrom das Gehäuse verläßt, mit einem Reinigungswerkzeug, das in dem Gehäuse drehbar gelagert ist und mit einer Antriebseinrichtung zum rotierenden Antrieb des Reinigungswerkzeugs ist vorgesehen, daß die Antriebsleistung des Reinigungswerkzeugs in Abhängigkeit eines Drucks im Saugreinigungswerkzeug gesteuert wird.
Die Steuerung der Antriebsleistung in Abhängigkeit des Drucks im Saugreinigungswerkzeug erlaubt eine automatische Anpassung der Antriebsleistung und damit der Drehzahl des Reinigungswerkzeugs auf unterschiedliche Böden. Ein manueller Eingriff des Bedieners ist nicht notwendig.
Vorteilhaft wird die Antriebsleistung zwischen einem unteren Druckwert und einem oberen Druckwert bei sinkendem Druck im Saugreinigungswerkzeug erhöht und bei steigendem Druck abgesenkt. Auf Teppichböden ergibt sich ein hoher Unterdruck, also ein niedriger Absolutdruckwert im Saugreinigungswerkzeug. Beim Betrieb auf Teppichböden ist eine hohe Antriebsleistung des Saugreinigungswerkzeugs erwünscht. Auf Hartböden, Teppichfransen und bei abgehobenem Saugreinigungswerkzeug soll die Antriebsleistung gering sein. In diesem Fall stellt sich ein vergleichsweise hoher Absolutdruck, also ein nur geringer Unterdruck im Saugreinigungswerkzeug ein. Bei diesem hohen Druck ist eine niedrige Antriebsleistung vorgesehen.
Vorteilhaft wird die Antriebsleistung oberhalb eines oberen Druckwerts nicht verändert. Der obere Druckwert kann beispielsweise der sich bei abgehobenem Saugreinigungswerkzeug einstellende Unterdruck sein. Vorteilhaft wird die Antriebsleistung in Abhängigkeit eines Differenzdrucks zwischen einem Druck im Saugreinigungswerkzeug und dem Umgebungsdruck gesteuert.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines Saugreinigungswerkzeugs,
2 eine perspektivische, längsgeschnittene Darstellung eines Saugreinigungswerkzeugs,
3 bis 6 perspektivische Darstellungen eines Saugreinigungswerkzeugs mit abgenommener oberer Gehäuseschale,
7 eine Steuereinrichtung in perspektivischer, teilgeschnittener Darstellung,
8 und 9 die Steuereinrichtung aus 7 in perspektivischer Darstellung,
10 und 11 die Steuereinrichtung aus 7 in perspektivischen, teilgeschnittenen Darstellungen in unterschiedlichen Steuerstellungen,
12 eine perspektivische Darstellung einer Steuereinrichtung in der Stellung aus 11,
13 und 14 schematische Schnittdarstellungen einer Steuereinrichtung in unterschiedlichen Stellungen,
15 und 16 schematische Darstellungen von Steuereinrichtungen.
Das in 1 gezeigte Saugreinigungswerkzeug 1 besitzt ein Gehäuse 2, das aus einer oberen Gehäuseschale 49 und einer unteren Gehäuseschale 50 gebildet ist. An dem Gehäuse 2 sind zwei Vorderräder 18 drehbar festgelegt. An dem Gehäuse 2 des Saugreinigungswerkzeugs 1 ist ein Anschlußstutzen 17 zur Verbindung mit dem Saugaggregat eines Saugreinigungswerkzeugs angeordnet.
In 2 ist das Saugreinigungswerkzeug 1 geschnitten gezeigt. Das Vorderrad 18 kann auch, wie in 2 gezeigt, an der Vorderseite des Gehäuses 2 angeordnet sein. In der unteren Gehäuseschale 50 ist eine Saugöffnung 4 ausgebildet, die sich über die gesamte quer zur Arbeitsrichtung des Saugreinigungswerkzeugs 1 liegende Breite erstreckt. Die Saugöffnung 4 ist schlitzförmig ausgestaltet. Oberhalb der Saugöffnung 4 ist ein Reinigungswerkzeug, nämlich eine Bürstenwalze 8, um eine Drehachse 9 drehbar gelagert. An der Bürstenwalze 8 ist eine Vielzahl von Borsten 28 festgelegt. Das Gehäuse 2 ist quer zur Arbeitsrichtung und parallel zur Drehachse 9 der Bürstenwalze 8 von einer Trennwand 11 in eine Arbeitskammer 3, in der die Bürstenwalze 8 angeordnet ist, und in eine Turbinenkammer 5, in der eine Luftturbine 6 drehbar gelagert ist, geteilt. Die Luftturbine 6 ist um eine Drehachse 7 dreh bar gelagert, die parallel zur Drehachse 9 der Bürstenwalze 8 liegt.
Die Turbinenkammer 5 ist über eine erste Strömungsverbindung 12 und über eine zweite Strömungsverbindung 13 mit der Turbinenkammer 5 fluidisch verbunden. Die erste Strömungsverbindung 12 ist offen ausgebildet. An der zweiten Strömungsverbindung 13 ist ein Steuerelement, nämlich eine Steuerklappe 14 angeordnet, das den Strömungsquerschnitt der zweiten Strömungsverbindung 13 steuert. Aus der Turbinenkammer 5 führt eine Abströmöffnung 15, an die der Anschlußstutzen 17 anschließt. Im Betrieb fördert ein am Anschlußstutzen 17 angeordnetes Saugaggregat eines Saugreinigungsgeräts den Arbeitsluftstrom über die Saugöffnung 4 in die Arbeitskammer 3. Von dort strömt der Arbeitsluftstrom über die Strömungsverbindungen 12 und 13 in die Turbinenkammer 5 und über die Abströmöffnung 15 aus dem Anschlußstutzen 17. Der gesamte von dem Saugaggregat geförderte Luftstrom dient als Arbeitsluftstrom zur Förderung von Schmutzpartikeln von der Saugöffnung 4 zur Abströmöffnung 15.
In 2 ist eine gedachte Ebene 43 gezeigt, die die Drehachse 7 der Luftturbine 6 sowie den geometrischen Mittelpunkt M der Abströmöffnung 15 enthält. Die erste Strömungsverbindung 12 ist unterhalb der Ebene 43, also auf der Seite der Ebene 43, auf der sich auch die Saugöffnung 4 befindet, angeordnet und die zweite Strömungsverbindung 13 oberhalb der Ebene 43. Ein erster Saugluftstrom, der in Richtung des Pfeils 20 durch die erste Strömungsverbindung 12 strömt, treibt die Luftturbine 6 in Drehrichtung 51 an. Ein zweiter, aus dem Arbeitsluftstrom abgezweigter Saugluftstrom strömt entlang des Pfeils 21 durch die zweite Strömungsverbindung 13 in die Turbinenkammer 5. Der durch die zweite Strömungsverbindung 13 in die Turbinenkammer 5 eintretende Saugluftstrom bremst die Luftturbine 6 ab. Gleichzeitig bildet der zweite Saugluftstrom ein Luftpolster zwischen dem Gehäuse 2 und der Luftturbine 6, das eine Reduzierung des Laufgeräuschs der Luftturbine 6 bewirkt.
Wie 3 zeigt, besitzt die Luftturbine 6 auf beiden Seiten einer Grundplatte 52 Turbinenschaufeln 16. Es kann auch vorgesehen sein, daß nur auf einer Seite einer Grundplatte 52 Turbinenschaufeln 16 angeordnet sind. Wie die 2 und 3 zeigen, ist die Luftturbine 6 als Durchströmturbine ausgebildet. Angesaugte Luft kann durch die Turbinenschaufeln 16 in den Bereich der Achse der Luftturbine 6 strömen und von dort durch weitere Turbinenschaufeln 16 radial nach außen weiterströmen.
Wie 3 zeigt, ist ein Abschnitt der Trennwand 11 an einer Einsatzwand 19 ausgebildet. An der Einsatzwand 19 sind die Strömungsverbindungen 12 und 13 angeordnet. Zur Steuerung der Steuerklappe 14 ist eine Steuereinrichtung 22 vorgesehen. Die Steuereinrichtung 22 steht mit einer Druckmeßöffnung 23 in der Einsatzwand 19 in Verbindung, die in die Arbeitskammer 3 mündet. Die Luftturbine 6 treibt die Bürstenwalze 8 über eine Antriebswelle 24 und einen Antriebsriemen 10 an.
In 4 ist das Saugreinigungswerkzeug 1 mit der Steuereinrichtung 22 gezeigt. Die Steuereinrichtung 22 besitzt ein Ge häuse 32, das in der Turbinenkammer 5 angeordnet ist. Das Gehäuse 32 besitzt einen Verbindungsstutzen 33 zur Einsatzwand 19. In 6 ist das Saugreinigungswerkzeug 1 ohne die Steuereinrichtung 22 gezeigt. Wie 6 zeigt, ist im Bereich der Druckmeßöffnung 23 und des Verbindungsstutzens 33 an der Einsatzwand 19 eine Führung 35 angeordnet, auf die der Verbindungsstutzen 33 aufgesteckt werden kann. Wie 5 und 6 zeigen, besitzt die Wand der Turbinenkammer 5 eine Verbindungsöffnung 30, durch die ein in 4 gezeigter Verbindungsschlauch 26 geführt ist. Der Verbindungsschlauch 26 verbindet das Innere des Gehäuses 32 der Steuereinrichtung 22 mit der Umgebungsluft. Der Verbindungsschlauch 26 mündet im Inneren einer Radabdeckung 25. In 4 ist schematisch ein Hinterrad 27 gezeigt, das unter der Radabdeckung 25 angeordnet ist. Das Innere der Radabdeckung 25 ist vor Verschmutzung geschützt, so daß ein Zusetzen des Verbindungsschlauchs 26 mit Schmutzpartikeln vermieden ist. Die Steuereinrichtung 22 kann durch Austausch einer bestehenden Einsatzwand durch eine Einsatzwand 19 mit einer Steuereinrichtung 22 einfach an bestehenden Saugreinigungswerkzeugen nachgerüstet werden.
In 5 ist die Anordnung eines Steuerhebels 31 der Steuereinrichtung 22 gezeigt. Der Steuerhebel 31 liegt mit seinem kurzen Ende im Bereich der Führung 35 an der Einsatzwand 19 an. Das lange Ende des Steuerhebels 31 ragt in das in 5 nicht gezeigte Gehäuse 32 der Steuereinrichtung 22. Wie die 4 und 5 zeigen, ist die Steuerklappe 14 an einer Lagerwelle 41 angeordnet, die an der der Steuereinrichtung 22 gegenüberliegenden Seite in einem Lager 29 an der Einsatzwand 19 gelagert ist. Das Gehäuse der Steuereinrichtung 22 ist über eine Befestigungsschraube 36 mit der Einsatzwand 19 verbunden.
Die 7 bis 12 verdeutlichen die Funktion der Steuereinrichtung 22. Wie 7 zeigt, ist im Inneren des Gehäuses 32 eine Membran 37 angeordnet, die dichtend am Innenumfang des Gehäuses 32 befestigt ist. An der einen Seite der Membran 37 liegt eine Steuerkugel 38 an, in der sich das lange Ende des Hebels 31 abstützt. In der in 7 gezeigten vollständig geschlossenen Stellung der Steuerklappe 14 liegt die Steuerkugel 38 an einem Anschlag 39 im Gehäuse 32 an. Der Steuerhebel 31 und die Steuerkugel 38 sind in einem ersten Raum 70 im Gehäuse 32 angeordnet. In diesen ersten Raum 70 des Gehäuses 32 mündet die Druckmeßöffnung 23. Der Hebel 31 liegt zwar im Bereich der Druckmeßöffnung 23 benachbart zur Einsatzwand 19, er verschließt diese jedoch nicht. Über die Druckmeßöffnung 23 wirkt im ersten Raum 70 ein erster Druck p_A1 der Arbeitskammer 3. Die Membran 37 trennt den ersten Raum 70 von einem zweiten Raum 71, der über einen Anschlußstutzen 40 mit der Umgebung verbunden ist. An dem Anschlußstutzen 40 ist der in 4 gezeigte Verbindungsschlauch 26 fixiert. In dem zweiten Raum 71 wirkt der Umgebungsdruck p_U.
Wie 8 zeigt, ist die Lagerwelle 41 an dem Verbindungsstutzen 33 gelagert. Der Hebel 31 ist drehfest mit der Lagerwelle 41 verbunden. Wie 9 zeigt, erstreckt sich die Steuerklappe 14 über die gesamte Höhe der zweiten Strömungsverbindung 13. Wie die 7 und 8 zeigen, ist die der ersten Strömungsverbindung 12 zugewandte, unterhalb einer Drehachse 42 der Lagerwelle 41 liegende Seite der zweiten Strömungsverbindung 13 auf der der Turbinenkammer 5 zugewandten Seite von einem Wandabschnitt 34 verschlossen.
Bei der in den 7 bis 9 gezeigten, vollständig geschlossenen Stellung der Steuerklappe 14 ist der in der Arbeitskammer 3 herrschende Druck P_A1 erheblich geringer als der Umgebungsdruck p_U. In der Arbeitskammer 3 herrscht ein hoher Unterdruck, der beispielsweise beim Betrieb des Saugreinigungswerkzeugs 1 auf Teppichboden herrscht. Der Umgebungsdruck p_U drückt über die Steuerkugel 38 den Hebel 31 nach oben und damit die Steuerklappe 14 in die vollständig geschlossene Stellung. In dieser Stellung strömt der gesamte Arbeitsluftstrom über die erste Strömungsverbindung 12 von der Arbeitskammer 3 in die Turbinenkammer 5.
In 10 ist die Lage der Steuerklappe 14 bei verringertem Unterdruck, also erhöhtem absolutem Druck p_A2 in der Arbeitskammer 3 gezeigt. Bei dem erhöhten Druck p_A2 in der Arbeitskammer 3 wird die Steuerklappe 14 aufgrund der Saugwirkung des Saugaggregats in eine geöffnete Stellung gedreht. Dieses Öffnen der Steuerklappe 14 ist möglich, da der Wandabschnitt 34 den in entgegengesetzter Richtung wirkenden Wandabschnitt der Steuerklappe 14 abdeckt. Der Druck p_A2 in der Arbeitskammer 3 reicht nicht mehr aus, um die Membran 37 vollständig nach oben auszulenken. Der Steuerhebel 31 ist gegenüber der in 7 gezeigten Stellung um einen Winkel ω₂ um die Drehachse 42 verschwenkt. Dadurch gelangt ein zweiter Saugluftstrom über die zweite Strömungsverbindung 13 aus der Arbeitskammer 3 in die Turbinenkammer 5. Der zweite Saugluftstrom steht nicht mehr als Antriebsluftstrom für die Luftturbine 6 zur Verfügung. Der zweite Saugluftstrom bremst die Luftturbine 6 ab. Dadurch verringert sich die Drehzahl der Luftturbine 6 und damit die Antriebsleistung, mit der die Bürstenwalze 8 rotierend angetrieben wird. Bei erhöhtem Druck p_A2 in der Arbeitskammer 3, wie er sich beispielsweise beim Überfahren von Teppichfransen einstellen kann, wird die Drehzahl der Bürstenwalze 8 aufgrund der verringerten Antriebsleistung verringert.
11 und 12 zeigen die Steuereinrichtung 22 bei weiter erhöhtem Druck p_A3 in der Arbeitskammer 3. Das Saugaggregat hat die Steuerklappe 14 weiter ausgelenkt. Zwar bleibt die Saugleistung, die an der Steuerklappe 14 wirkt, konstant, allerdings wird der an der Membran 37 in Richtung auf den Hebel 31 wirkende Unterdruck aufgrund des gestiegenen Drucks p_A3 in der Arbeitskammer 3 geringer, so daß sich die der Auslenkung der Steuerklappe 14 entgegenwirkende Kraft verringert. Der Hebel 31 ist in der in 11 und 12 gezeigten Stellung um einen Winkel ω₃ gegenüber der in den 7 bis 9 gezeigten Stellung ausgelenkt. Es kann auch vorgesehen sein, daß der Hebel 31 direkt auf die Membran 37 wirkt.
An den Strömungsverbindungen 12 und 13 können Einstelleinrichtung 72 und 73 angeordnet sein, die in 9 gestrichelt gezeigt sind. An der ersten Strömungsverbindung 12 ist eine Einstelleinrichtung 72 angeordnet, die als manuell betätigbarer Steuerschieber ausgebildet ist. Der Steuerschieber kann in Pfeilrichtung vom Benutzer verschoben werden. Dadurch wird der Strömungsquerschnitt der ersten Strömungsverbindung 12 verändert, und zwar unabhängig von den im Saugreinigungswerkzeug 1 herrschenden Drücken. An der zweiten Strömungsverbindung 13 ist eine Einstelleinrichtung 73 angeordnet, die ebenfalls als manuell zu betätigender Steuerschieber ausgebildet ist. Der Steuerschieber kann ebenfalls in Pfeilrichtung von einem Bediener betätigt werden. Es kann auch vorgesehen sein, entweder an der ersten Strömungsverbindung 12 oder an der zweiten Strömungsverbindung 13 eine Einstelleinrichtung 72, 73 anzuordnen. Je nach gewünschter möglicher Beeinflussung der Strömungsquerschnitte der Strömungsverbindungen 12 und 13 kann die Größe der Einstelleinrichtungen 72 und 73 unterschiedlich gewählt werden. Über die Einstelleinrichtungen 72 und 73 wird der maximale Strömungsquerschnitt der Strömungsverbindungen 12 bzw. 13 festgelegt. Damit kann auch die Aufteilung des Luftstroms auf die beiden Strömungsverbindungen 12 und 13 eingestellt werden. Die Steuerung der Steuerklappe 14 an der zweiten Strömungsverbindung 13 ist unabhängig von der Stellung der Einstelleinrichtungen 72 und 73. Die Einstelleinrichtungen 72 und 73 können statt als Schieber auch anders ausgebildet sein, beispielsweise als Einstellklappen oder dgl..
Die 13 und 14 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Steuereinrichtung 44. Die Steuereinrichtung 44 umfaßt einen Balg 45, dessen erstes Ende 46 an der Einsatzwand 19 festgelegt ist. Am ersten Ende 46 ist der Balg 45 über eine Druckmeßöffnung 23 mit der Arbeitskammer 3 verbunden. Am zweiten Ende 47 ist der Balg 45 mit dem Umgebungsdruck p_U verbunden. Am zweiten Ende 47 des Balgs 45 ist ein Hebel 48 angeordnet, über den das zweite Ende 47 des Balgs 45 mit der Steuerklappe 14 verbunden ist. Bei hohem Unterdruck in der Arbeitskammer 3, also einem kleinen absoluten Druckwert p_A1, zieht der Unterdruck das zweite Ende 47 zur Einsatzwand 19 hin. Die Öffnungen in den Balg 45 zur Arbeitskammer 3 und zur Umgebung sind dabei sehr klein, so daß kein nennenswerter Volumenstrom stattfindet. Die Steuerklappe 14 ist geschlossen. Erhöht sich der absolute Druck auf den in 14 gezeigten Druck p_A2, reicht die Kraft, die auf das zweite Ende 47 wirkt, nicht mehr aus, um der aufgrund des Unterdrucks in der Turbinenkammer 5 wirkenden Kraft an der Steuerklappe 14 entgegenzuwirken. Das zweite Ende 47 des Balgs 45 bewegt sich um einen Weg ΔS von der Einsatzwand 19 weg. Die Steuerklappe 14 ist um einen Winkel ω₂ geöffnet.
Anstatt der Membran 37 oder des Balgs 45 kann eine Steuereinrichtung auch ein Ventil zur Steuerung einer Steuerklappe 14 umfassen. Anstatt einer Steuerklappe können auch andere Steuerelemente wie Schieber oder dgl. vorgesehen sein.
In 15 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Steuereinrichtung 54 gezeigt. Die Steuereinrichtung 54 umfaßt einen Stellmotor 55, der auf die Lagerwelle 41 der Steuerklappe 14 wirkt und so die Stellung der Steuerklappe 14 einstellt. Der Stellmotor 55 ist mit einer Steuerung 57 verbunden. Die Steuereinrichtung 54 umfaßt einen Drucksensor 56, der den Druck in der Turbinenkammer 5 mißt. Es kann auch ein Drucksensor 56' zur Erfassung des Drucks in der Arbeitskammer 3 vorgesehen sein. In Abhängigkeit des von dem Drucksensor 56 oder 56' gemessenen Drucks steuert die Steuerung 57 den Stellmotor und damit die Stellung der Steuerklappe 14. Die Steuerung erfolgt dabei anhand des in 15 schematisch ge zeigten Diagramms, das den Winkel ω in Abhängigkeit des gemessenen Drucks p angibt. Unterhalb eines unteren Druckwerts p₀ ist die Steuerklappe 14 geschlossen. Unterhalb des unteren Druckwerts p₀ ist der Unterdruck im Saugreinigungswerkzeug 1 sehr groß. Bei steigendem Druck, also sich verringerndem Unterdruck gegenüber der Umgebung, wird die Steuerklappe 14 um steigende Winkel ω verstellt. Bei einem oberen Druckwert p₁ ist die Steuerklappe 14 um einen maximalen Winkel ω₀ geöffnet. Der Druckwert p₁ kann sich beispielsweise bei abgehobenem Saugreinigungswerkzeug 1 einstellen. Bei weiter steigendem Druck bleibt die Steuerklappe 14 bis zum Erreichen des Umgebungsdrucks p_U unverändert.
Bei dem in 16 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Bürstenwalze 8 über einen Antriebsmotor 65 und einen Antriebsriemen 68 direkt angetrieben. Eine Luftturbine ist nicht vorgesehen. Das in 16 gezeigte Saugreinigungswerkzeug 61 besitzt eine Arbeitskammer 3, in der die Bürstenwalze 8 angeordnet ist, sowie eine Kammer 62, die die Arbeitskammer 3 mit dem Anschlußstutzen 17 verbindet. Das Saugreinigungswerkzeug 61 besitzt eine Steuereinrichtung 64, die den Antriebsmotor 65 sowie einen Drucksensor 66 und eine Steuerung 67 umfaßt. Der Drucksensor 66 mißt den Druck in der Kammer 62. Der Drucksensor 66 kann jedoch auch den Druck in der Arbeitskammer 3 messen. Die Steuerung 67 steuert die Stromaufnahme I des Antriebsmotors 65 und damit die Antriebsleistung der Bürstenwalze 8. Die Steuerung erfolgt anhand des in 16 schematisch gezeigten Diagramms. Bei einem niedrigen Druck p₀, also bei einem hohen Unterdruck in der Kammer 62, wird der Antriebsmotor 65 mit einem hohen Strom I₁ betrieben. Bei steigendem Druck, also sinkendem Unterdruck in der Kammer 62, sinkt auch die Stromaufnahme I bis auf eine Stromaufnahme I₀ bei einem oberen Druckwert p₁. Bis zum Erreichen des Umgebungsdrucks p_U wird die Stromaufnahme I konstant gehalten. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, daß die Stromaufnahme I nach Überschreiten des oberen Druckwerts p₁ weiter absinkt. Insbesondere kann bei Erreichen eines oberen Druckwerts vorgesehen sein, daß der Antriebsmotor 65 aus Sicherheitsgründen abgeschaltet wird, beispielsweise, wenn das Saugreinigungswerkzeug 6 vom Boden abgehoben wird. Anstatt der Stromaufnahme I kann auch die Drehzahl oder die Antriebsleistung des Antriebsmotors 65 gesteuert werden.

Claims

Saugreinigungswerkzeug mit einem Gehäuse (2), das einen Anschlußstutzen (17) zur Strömungsverbindung mit einem Saugaggregat eines Saugreinigungsgeräts aufweist, mit einer Saugöffnung (4), über die der Arbeitsluftstrom in das Gehäuse (2) einströmt, mit einer Abströmöffnung (15), durch die der Arbeitsluftstrom das Gehäuse (2) verläßt, mit einem Reinigungswerkzeug, das in dem Gehäuse (2) drehbar gelagert ist und mit einer Antriebseinrichtung zum rotierenden Antrieb des Reinigungswerkzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugreinigungswerkzeug (1) eine Steuereinrichtung (22, 44, 54, 64) zur Steuerung der Antriebsleistung des Reinigungswerkzeugs in Abhängigkeit eines Drucks (p) im Saugreinigungswerkzeug (1) besitzt.
Saugreinigungswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (22, 44, 54, 64) einen Druckaufnehmer umfaßt.
Saugreinigungswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung eine Luftturbine (6) ist, die in einer Turbinenkammer (5) drehbar gelagert ist, wobei die Luftturbine (6) von einem durch die Saugöffnung (4) angesaugten ersten Saugluftstrom angetrieben ist und wobei die Steuereinrichtung (22, 44, 54) den ersten Saugluftstrom beeinflußt.
Saugreinigungswerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Saugluftstrom mindestens ein Teil des Arbeitsluftstroms ist.
Saugreinigungswerkzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungswerkzeug in einer Arbeitskammer (3) angeordnet ist, in die die Saugöffnung (4) mündet, und daß die Turbinenkammer (5) mit der Arbeitskammer (3) über mindestens eine Strömungsverbindung (12, 13) verbunden ist und die Steuereinrichtung (22, 44, 54) auf den Strömungsquerschnitt mindestens einer Strömungsverbindung (13) wirkt.
Saugreinigungswerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Strömungsverbindung (13) ein Steuerelement angeordnet ist, auf dessen Stellung die Steuereinrichtung (22, 44, 54) wirkt.
Saugreinigungswerkzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Strömungsverbindung (12, 13) mindestens eine Einstelleinrichtung (72, 73) angeordnet ist, mit der der Strömungsquerschnitt der Strömungsverbindung (12, 13) unabhängig vom Druck (p) in dem Saugreinigungswerkzeug (1, 61) beeinflußt werden kann.
Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckaufnehmer eine Membran (37) umfaßt, wobei auf die eine Membranseite der Umgebungsdruck (p_U) und auf die gegenüberliegende Membranseite ein Druck (p_A) im Saugreinigungswerkzeug (1) wirkt, und daß die Stellung des Steuerelements an die Auslenkung der Membran (37) gekoppelt ist.
Saugreinigungswerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkung der Membran (37) über einen drehfest mit dem Steuerelement verbundenen Steuerhebel (31) an das Steuerelement gekoppelt ist.
Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckaufnehmer einen Balg (45) umfaßt, der an einem Ende (46) mit dem Inneren des Saugreinigungswerkzeugs (1) in Verbindung steht und an dem anderen Ende (47) mit der Umgebung, wobei ein Ende (46) des Balgs (45) ortsfest im Gehäuse (2) angeordnet ist und wobei die Stellung des Steuerelements an die Position des anderen Endes (47) des Balgs (45) gekoppelt ist.
Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitskammer (3) mit der Turbinenkammer (5) über eine erste Strömungsverbindung (12) und über eine zweite Strömungsverbindung (13) verbunden ist und daß der die Luftturbine (6) antreibende Saugluftstrom durch die erste Strömungsverbindung (12) strömt.
Saugreinigungswerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Strömungsverbindung (12) und die zweite Strömungsverbindung (13) auf gegenüberliegenden Seiten einer gedachten Ebene (43) liegen, die durch die Drehachse (7) der Luftturbine (6) und den Mittelpunkt (M) der Abströmöffnung (15) bestimmt ist.
Saugreinigungswerkzeug nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Arbeitsluftstrom über die erste Strömungsverbindung (12) oder über die zweite Strömungsverbindung (13) aus der Arbeitskammer (3) in die Turbinenkammer (5) strömt.
Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (22, 44, 54) auf den Strömungsquerschnitt der zweiten Strömungsverbindung (13) wirkt.
Saugreinigungswerkzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (54) eine Steuerung (57) umfaßt, die einen Stellmotor (55) für das Steuerelement an der Strömungsverbindung (13) in Abhängigkeit eines Drucks (p) im Saugreinigungswerkzeug (1) betätigt.
Saugreinigungswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (64) eine Steuerung (67) und einen Antriebsmotor (65) umfaßt, der das Reinigungswerkzeug rotierend antreibt, und daß die Steuerung (67) den Antriebsmotor (65) in Abhängigkeit eines Drucks (p) im Saugreinigungswerkzeug (1) steuert.
Verfahren zum Betrieb eines Saugreinigungswerkzeugs (1) mit einem Gehäuse (2), das einen Anschlußstutzen (71) zur Strömungsverbindung mit dem Saugaggregat eines Saugreinigungsgeräts aufweist, mit einer Saugöffnung (4), über die der Arbeitsluftstrom in das Gehäuse (2) einströmt, mit einer Abströmöffnung (15), durch die der Arbeitsluftstrom das Gehäuse (2) verläßt, mit einem Reinigungswerkzeug, das in dem Gehäuse (2) drehbar gelagert ist und mit einer Antriebseinrichtung zum rotierenden Antrieb des Reinigungswerkzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsleistung des Reinigungswerkzeugs in Abhängigkeit eines Drucks (p) im Saugreinigungswerkzeug (1) gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsleistung zwischen einem unteren Druckwert (p₀) und einem oberen Druckwert (p₁) bei sinkendem Druck (p) im Saugreinigungswerkzeug (1) erhöht und bei steigendem Druck (p) abgesenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsleistung oberhalb eines oberen Druckwerts (p₁) nicht geändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsleistung in Abhängigkeit eines Differenzdrucks zwischen einem Druck (p_A) im Saugreinigungswerkzeug (1) und dem Umgebungsdruck (P_U) gesteuert wird.