DE3803824A1 - Einbauvorrichtung fuer sensoren und geber - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Einbauvorrichtung
für Sensoren und Geber nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ohne die umfassende Tätigkeit von Sensoren und Gebern
sind moderne technische Probleme nicht bewältigbar;
solche Sensoren sind im übertragenen Sinn die Augen
und Ohren jedes elektrischen Regelgeräts, im Grunde
jedes selbsttätig ablaufenden technischen Vorgangs.
Allerdings ergeben sich bei solchen technischen Sensoren,
beispielsweise optischen Systemen wie Lichtschranken,
induktiven oder kapazitiven Gebern, Ultraschallsensoren
und zugeordneten -empfängern u. dgl. nicht selten Probleme,
weil am Einbauort deren sensitive Bereiche zunehmend
verschmutzen oder durch unerwünschte Schichten überlagert
werden, beispielsweise wenn sich die Sensoren in einer
schmutzerfüllten Umgebung befinden oder diese sogar
beobachten müssen.
Die Erfindung betrifft in der bevorzugten Ausführungsform
eine Einbauvorrichtung für optische Stauberkennungsmittel,
beispielsweise in Form der Paarung Leuchtdiode/Foto
transistor bei Staubsaugern, und daher wird im folgenden
auf diesen Bereich genauer eingegangen, wobei es sich
aber versteht, daß die Erfindung hierauf nicht beschränkt
ist.
Bei Staubsaugern ist es beispielsweise bekannt, angrenzend
zu dem von den angesaugten Schmutz- und Staubpartikeln
durchströmten Kanal mindestens einen Lichtsender und
einen zugeordneten Lichtempfänger so anzuordnen, daß
entsprechend der Menge der den Saugkanal jeweils (noch)
durchströmenden Staub- und Schmutzteilchen und Vergleich
mit einem Schwellenwert eine entsprechende Anzeige über
den erfaßten Verschmutzungsgrad oder eine Leistungsumschal
tung des das Gebläse antreibenden Elektromotors erfolgt
(DE-OS 34 31 164). In diesem Zusammenhang ist es auch
bekannt, die optischen Stauberkennungsmittel in einem
separaten Gehäuse anzubringen, welches an den Staubsauger
saugkanal befestigt oder zwischen Saugbürste und dem
Saugrohr zwischengeschaltet und von einem separaten,
auf den Unterdruck im Saugrohr reagierenden Unterdruck
schalter jeweils eingeschaltet wird (offengelegte europäi
sche Patentanmeldung 02 31 419).
Bei allen diesen Sensoren ergibt sich das Problem,
daß deren sensitive Bereiche in ihrer Wirksamkeit eingeschränkt
oder ganz unterbunden werden können, weil diese sich aus Verschmut
zungen durch die Umgebung oder speziell bei Staubsaugern
aufgrund vorbeiströmender Stäube u. dgl. ganz oder
teilweise zusetzen, also abgedeckt werden.
Da eine absolut glatte Fläche bzw. Innenfläche bei
optischen Stauberkennungsmitteln, die sich in einen
Saugkanal erstrecken, schwierig oder gar nicht herzustellen
ist, denn mindestens der sensitive Bereich des jeweiligen
Sensors oder optischen Senders oder Empfängers muß
ja, die Wandung des Kanals durchbrechend, oder flächenbündig
zu dieser angeordnet werden, ergibt sich die Gefahr,
daß in diesem Übergangsbereich Staubteilchen oder Fusseln
hängenbleiben, weitere Stäube und Festteilchen aufnehmen
und so den sensitiven Bereich allmählich abdecken.
Das gleiche kann bei Lichtschranken oder Ultraschallgebern
bei Maschinen oder sonstigen Systemen geschehen, wenn
aus der Umgebung sich über den sensitiven Bereich allmählich
Ablagerungen aufbauen.
Eine manuelle Reinigung der Sensorflächen ist zwar
nicht ausgeschlossen, aber nicht immer möglich, beispielsweise
dann nicht, wenn, angewendet auf den Staubsaugerbereich,
sich die optischen Stauberkennungsmittel beidseitig
eines längeren schmalen Kanals befinden, an einem Einbauort
also, wo man von innen mit den Fingern oder einem Gerät
nicht oder nur beschränkt herankommen kann. Außerdem
ist nicht zu erwarten, daß unter allen Umständen eine
solche Reinigung durchgeführt wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Einbauvorrichtung für Sensoren beliebiger Art und speziell
für die optischen Stauberkennungsmittel bei einem Staubsauger
zu schaffen, die so ausgebildet ist, daß eine automatische
Reinigung von selbst stattfindet.
Die erfindungsgemäße Einbauvorrichtung löst diese Aufgabe
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs
und hat den Vorteil, daß auch bei beliebiger Ausbildung
des sensitiven Bereichs des Sensors, also auch in solchen
Fällen, wo dieser Bereich nicht unmittelbar ohne Unterbre
chung in die angrenzende Wandung übergeht, eine wirksame
selbsttätige Reinigung und ein Freiblasen im sensitiven
Bereich möglich ist, unter Ausnutzung von am Einbauort
herrschenden Über- oder Unterdrücken der Umgebungsluft.
Die Erfindung nutzt also die jeweilige Druckdifferenz
aus, um über Längskanäle, die im Bereich des Einbauortes
angrenzend zu den Sensoren geführt sind, Luftmengen
oder Luftströmungen auf und längs des Sensors so zu
leiten, daß dessen sensitiver Bereich beim normalen
Arbeiten des Systems, in welchem sich die Sensoren
befinden, durch das Anblasen oder mindestens Vorbeiströmen
von Luftmengen jeweils freigehalten bzw. freigeblasen
wird.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen
der im Hauptanspruch angegebenen Einbauvorrichtung
möglich. Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung der
Einbauvorrichtung einstückig mit der umgebenden Rohrwandung,
so daß die Einbauvorrichtung beispielsweise eine zylindrische
Ausstülpung bildet, die in ihrer inneren Bohrung den
beispielsweise zylindrischen, rotationssymmetrischen
Sensor aufnimmt, dabei aber gleichzeitig, beispielsweise
durch Abstandsbildung in bestimmten peripheren Bereichen
Längskanäle um den Sensor realisiert, die bei Anwendung
auf den Saugkanal eines Staubsaugers vom Rohrinneren
zum Rohräußeren offen sind, so daß durch diese Längskanäle
aufgrund des vom Staubsauger entwickelten Unterdrucks
im Saugrohr Luftströmungen fließen, die für den Staubsauger
selbst zwar Fremdluft oder Falschluft darstellen, aber
so gering sind, daß sie keine Rolle spielen, andererseits
aber für die von diesen Luftströmungen überstrichenen
Sensoren und deren sensitive Bereiche hinsichtlich
der hierdurch entfalteten Reinigungswirkung besonders
wichtig sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreioung
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen in sich abgesetzten Rohrwandungsabschnitt
speziell für das Saugrohr eines Staubsaugers
im Anwendungsbeispiel mit einem in der Wandung
angeordneten Sensor von an sich beliebiger Art
in Draufsicht und
Fig. 2 die gleiche Darstellung der Fig. 1 im Schnitt,
wobei erkennbar wird, daß Sensoren gegenüberliegend
angeordnet sind nach Art einer hierdurch gebildeten
Lichtschranke.
Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin,
im Einbaubereich von Sensoren vorhandene Unterdrücke
oder Überdrücke auszunutzen bzw. solche zu erzeugen
und unter Ausbildung von Längskanälen, die insbesondere
auch eine Einbeziehung der sensitiven Bereiche der
Sensoren ermöglichen, Luftströmungen längs der Sensoren
und über deren sensitive Bereiche so zu führen, daß diese eine
ständige Reinigungswirkung ausüben.
Das spezielle Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung
betrifft optische Stauberkennungsmittel, bestehend
aus einer Leuchtdiode und einem Fototransistor im Saugrohr
eines Staubsaugers; ein Teil des abgesetzten Saugrohrs
ist in Fig. 1 mit 10 bezeichnet; der Einbauort für
den oder die Sensoren trägt das Bezugszeichen 11 bzw.
11 a, 11 b.
Genauere Ausführungen zu Aufbau und Wirkungsweise dieser
optischen Stauberkennungsmittel lassen sich den weiter
vorn schon genannten Veröffentlichungen entsprechend
DE-OS 34 31 164 bzw. der genannten offengelegten europäi
schen Patentanmeldung entnehmen, so daß hierauf nicht
weiter eingegangen zu werden braucht.
Wie die Fig. 2 zeigt, sind in einem Saugkanalbereich
- und hier kann es sich natürlich auch um ein inneres
Rohrstück eines separaten zwischengeschalteten Gehäuses
mit optischen Stauberkennungsmitteln handeln - beispiels
weise einander gegenüberliegend ein Lichtsender 12
als Leuchtdiode und ein Lichtempfänger 13 als Fototransi
stor angeordnet und so gehalten, daß ihre sensitiven
Bereiche einander zugewandt sind, d.h der Fototransistor
empfängt die vom Lichtsender ausgehende Strahlung,
jeweils unterbrochen durch in Strömungsrichtung längs
der Pfeile A getragene Stäube und Schmutzteilchen,
so daß sich hierdurch und unter Mitwirkung geeigneter
nachgeschalteter Auswerteschaltungen ein Stauberkennungs
signal erzeugen und auswerten läßt.
Um der Gefahr vorzubeugen, daß die, wie gerade die
Darstellung der Fig. 2 auch zeigt, nicht flächenbündig,
sondern von beliebiger Form in ihrem sensitiven Bereich
ausgebildeten Sensoren allgemein, hier also der Leuchtdiode
und des Fototransistors, sich durch die Schmutzteilchen
und Stäube zunehmend abdecken, die sich an jeder Stelle
im Saugkanal, aber bevorzugt an diesen ohnehin Kanten,
Abbrechungen, vorspringende Teile u. dgl. aufweisenden
Bereiche festsetzen können, ist die Einbauvorrichtung
für den Sensor so ausgebildet, daß mindestens ein von
außen nach innen offener Längskanal 14 vorgesehen ist,
wobei bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, wie
die Fig. 1 zeigt, vier gleichmäßig über den Umfang
verteilte Längskanäle 14 gebildet sind, und zwar zwischen
der beispielsweise im Querschnitt kreisrunden Innenwandung
der Einbauvorrichtung und der angrenzenden Außenwandung
des in die Einbauvorrichtung eingesetzten bzw. von
dieser aufgenommenen Sensors, der somit auch durch
die bündige Anlage allein (und gegebenenfalls durch
eine zusätzliche Verklebung u. dgl.) in der Bohrung
der Einbauvorrichtung gehalten sein kann.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die
Einbauvorrichtung bevorzugt als einstückige Ausstülpung
bzw. sich als zylindrischer Fortsatz aus der Saugkanal-
Rohrwandung erstreckendes Aufnahmeteil mit innerem
Durchlaß, der den Sensor, also die Leuchtdioden oder
den Fototransistor im vorliegenden Fall, aufnimmt.
Durch die Bildung der Längskanäle 14 liegen an der
äußeren Wandung des Sensors im Abstand zueinander
befindliche axiale Wandungsteile 15 direkt an der Außenwandung
des Sensors an, wobei die spezielle Ausgestaltung oder
Form der zwischen sich die ebenfalls in ihrer Form
beliebigen axialen Kanäle 14 bildenden (restlichen)
Wandungsstücke beliebig geformt sein können. Man erkennt,
daß einerseits der hier länglich zylindrisch ausgebildete
Sensor fest in der Einbauöffnung der Einbauvorrichtung
gehalten ist und gleichzeitig durchgehende Kanäle gebildet
sind, die aufgrund des im Inneren 16 des Saugkanals
des Staubsaugers herrschenden Unterdrucks mit einigermaßen
hoher Geschwindigkeit Luftströme von außen nach innen
führen, die durch die gestrichelte Linienführung in
Fig. 2 gekennzeichnet sind.
Diese Luftströmungen blasen wirkungsvoll jede mögliche
Staub- oder Festkörperansammlung im Bereich der Sensoren
weg, halten die sensitiven Bereiche von Schmutzteilchen
frei und sichern so eine einwandfreie Funktion der
Sensoren über lange Zeiträume.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung vorliegender Erfindung
kann dabei darin bestehen, daß bei sich verjüngenden
Sensorflächen oder bei solchen sensitiven Sensorbereichen,
die im wesentlichen bündig mit der Fläche der inneren
Rohrwandung abschließen, die die Luftströmungen führenden
Axialkanäle 14 nach innen zu, also dort, wo diese angrenzend
an die sensitiven Bereiche der Sensoren in den freien
Innenraum des Saugkanals münden, Anschrägungen 17 aufweisen,
die, wie auch aus der gestrichelten Linienführung der
Pfeile erkennbar, die Luftströmungen stärker zentrieren,
also auf den mittleren Bereich des Sensors (sensitiver
Bereich) auflenken und die wirksame Reinigung unterstützen.
Man kann diese Anschrägungen als Prallflächen bezeichnen,
die für eine Umlenkung der durch den Unterdruck erzeugten
Luftströme gerade in den sensitiven Bereich der Stauberken
nungsmittel sorgen.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen
und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl
einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander
erfindungswesentlich sein.
Claims (2)
1. Einbauvorrichtung für Sensoren und Geber, die am
Einbauort einer Verschmutzung oder Überdeckung ihrer
sensitiven Bereiche ausgesetzt sind, insbesondere für
(optische) Stauberkennungsmittel (Leuchtdiode/Foto
transistor) bei Staubsaugern, die angrenzend zu
einem von angesaugten Stäuben, Schmutzteilchen u.dgl.
durchsetzten Saugkanal angeordnet sind, oder Licht
schranken an Werkzeugen, Maschinen u. dgl., dadurch
gekennzeichnet, daß im Fassungsbereich (11) des
Sensors mindestens ein axialer Kanal (14) unmittelbar
angrenzend zum Körper des Sensors (12, 13) und zu
dessen sensitiven Bereich gebildet ist, durch welchen
aufgrund von herrschenden Unter- bzw. Überdrücken
eine den sensitiven Bereich hierdurch fortlaufend
freiblasende Luftströmung geführt ist.
2. Einbauvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der mindestens eine Kanal (14) so geführt
ist, daß die Blaswirkung der Luftströmung den sensitiven
Bereich des Sensors erreicht.
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