DE4218172C1 - Angetriebener Staubsauger - Google Patents

Description

Beim Staubsaugen mit heute üblichen Staubsaugern, bestehend aus einem länglichen Schlitten und einer an einem Schlauch und Stahlrohr hängenden Saugdüse, stellt der hinter dem Be­ nutzer hergezogene Schlitten ein ständiges Ärgernis dar. Der Schlitten verhakt sich besonders an hervorstehenden Kanten, wenn der Benutzer selbst bereits um die Kante her­ um gegangen ist und der Zug am Schlauch nicht mehr in Vor­ wärtsrichtung erfolgt. Beim Saugen in engen Korridoren, die häufig durch dicht beeinanderstehende Möbel gebildet werden, oder in engen Zimmern, in die der Schlitten hin­ eingezogen wird, ist es meist nicht möglich den Schlitten zu wenden und aus der Sackgasse vorwärts wieder herauszu­ gehen. Das letztgenannte Problem ist besonders gravierend bei länglichen Schlitten mit feststehenden Rädern, die einen groben Wendekreis und kleine Manövrierfähigkeit ha­ ben.

Bisher bekannte Lösungen des Problems bestehen darin, den Staubsauger von Hand um das Hindernis herumzuführen oder falls dies nicht gelingt, diesen aufzunehmen und mit samt der Saugdüse wegzutragen.

Aus der Europäischen Patentschrift 0 319 700 B1 ist ein fahrbarer Staubsauger mit einem an eine Saugöffnung seines Gehäuses anschließbaren Saugschlauch, einem zur Vorder­ seite des Gehäuses hin an der Gehäuseunterseite verschwenk­ bar angeordneten Bugrad und mit zwei seitlich einem Gehäuse zu dessen Rückseite hin angeordneten Bodenrädern bekannt. Dieser Staubsauger folgt mit Hilfe von an ihm angebrachten Sensoren, welche Hindernisse erkennen und einem Elektro­ motor, welcher die Bodenräder antreibt, sowie einer Lenkeinrichtung für das Bugrad einem Zugsensor an dem Saugschlauch und einer Steuervorrichtung, die die Signale der Sensoren auswertet dem Benutzer. Das Bugrad wird so gelenkt, daß der Staubsauger an Hindernissen vorbeifährt.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 24 48 156 ist eine Vorrichtung zum Behandeln von Fußböden oder dergleichen mit seitlich im Abstand angeordneten, durch getrennte elektrische Antriebsmotoren und diesen zugeordneten Impulsfolgen angetriebenen Rädern bekannt, bei der eine Aufzeichnungsvorrichtung für die den Antriebsmotoren zuge­ führten bei der Wiedergabe der Aufzeichnung erneut vorgeb­ baren, den Arbeitsgang der Maschinen wiederholende, Impulsfolgen vorgesehen ist.

Weitere Vorrichtungen dieser Art sind nicht bekannt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen Staubsauger anzugeben, mit dem man auch in engen Korridoren und anderen beengten Umgebungen saugen kann, ohne den Staubsauger aufzuheben oder diesen mit den Fuß rückwärts aus der beengten Umgebung hinauszumanövrieren.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Alle übrigen Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den untergeordneten Ansprüchen.

Ein besonderer Vorteil des erfundenen Staubsaugers besteht darin, daß im Vergleich zum Stand der Technik nur gering­ fügige Modifikationen, wie die Anbringung eines Speicher­ mittels und die Erarbeitung eines Programms für den Mikro­ prozessor, welches den Sensoren auswertet erforderlich sind, um die erfindungsgemäße Wirkung zu erzielen. Beson­ ders vorteilhaft ist es, beim Rücklauf des Staubsaugers die Motoren des Antriebs umgekehrt anzutreiben und die Steuerung des Staubsaugers in umgekehrter Reihenfolge mit gleicher Zeitabhängigkeit wie beim Vorwärtsfahren durchzu­ führen, da so keinerlei zusätzliche Sensorik erforderlich ist.

Günstig ist es bei nicht mehr vorhandenem Benutzerzug den Rücklauf zu stoppen.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, beim erfindungsge­ mäßen Staubsauger, die Rücklauffunktion bei Nichtmehr­ vorhandensein des bewegten Hindernisses, welches in der Regel der Benutzer darstellen sollte, zu stoppen, da dann der Benutzer keine weitere Rückfahrt mehr wünscht.

Im Hinblick auf Materialeinsparungen beim Produzieren des erfindungsgemäßen Staubsaugers ist es günstig, nur ein Bugrad in Verbindung mit einem Stellmotor zu verwen­ den.

Als Steuermittel ist es günstig, beim erfindungsgemäßen Staubsauger einen Mikroprozessor zu verwenden, da er die verschiedenen Funktionen einfach koordinieren kann.

Weiterhin ist es günstig als Speichermittel für die An­ triebsfunktionen einen Halbleiterspeicher, der flüchtig oder nichtflüchtig ist einzusetzen, da Halbleiterspeicher besonders preiswert sind.

Besonders günstig ist der Einsatz eines Halbleiterspei­ chers in Verbindung mit einem Zeitgeber, der den gespei­ cherten Antriebsfunktionen einen Zeitstempel aufprägt. So ist es einfach möglich, die Antriebs- und Steuerfunk­ tionen in umgekehrter Reihenfolge chronologisch richtig ablaufen zu lassen.

Als besonders günstig für den Einsatz bei dem erfindungsge­ mäßen Staubsauger erweisen sich Ultraschall-, Licht- oder Lasersensoren für die Hinderniserkennung, da dafür be­ kannte Verfahren esixtieren, um Hindernisse festzustellen und erkennen zu können.

Vorteilhaft beim erfindungsgemäßen Staubsauger kann es sein, Piezoelemente oder Dehnmeßstreifen als Drucksensoren bzw. Zugsensoren einzusetzen, da diese kostengünstig in großer Zahl herstellbar sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Figurenbei­ spielen weiter erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsge­ mäßen Staubsaugers.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungs­ gemäßen Staubsaugers dargestellt. Mit 1 ist das Gehäuse eines fahrbaren Staubsaugers bezeichnet, das ein Gebläse­ aggregat 2 enthält. Am hinteren Ende des Staubsauger­ gehäuses 1 sind seitlich Bodenräder 3 vorgesehen. Zur Vorderseite des Staubsaugergehäuses 1 hin ist an dessen Unterseite ein um eine senkrechte Achse 4 verschwenk­ bares Bugrad angeordnet. Die senkrechte Achse 4 ist mit einem Verstellantrieb 6 gekoppelt. Dieser Verstellantrieb 6 wird durch eine Steuervorrichtung mit Halbleiterspeicher 7 gesteuert. Über ein die Zugkraft und die Zugrichtung eines an das Staubsaugergehäuse angeschlossenen Saugschlauches 8 erfassendes Sensorelement 9 erhält die Steuervorrichtung mit Halbleiterspeicher 7, die zur entsprechenden Verschwen­ kung des Bugrades 5 erforderlichen Istwertsignale zugeführt. Ferner sind im Staubsaugergehäuse 1 Sensoren 10 zur Hin­ derniserkennung angeordnet, die ebenfalls Istwertsignale an die Steuervorrichtung mit Halbleiterspeicher 7 abgeben.

Die Steuervorrichtung mit Halbleiterspeicher 7 bildet aus den zugeführten Istwertsignalen entsprechende Steuersignale für den Verstellantrieb 6, durch den das Bugrad 5 derart verschwenkt wird, daß das Staubsaugergehäuse 1 in die ge­ wünschte Richtung fährt, ohne gegen in seinem Fahrweg liegende Hindernisse zu stoßen.

Wie in der Fig. 1 ebenfalls angedeutet, ist den Boden­ rädern 3 ein Antriebsmotor 11 zugeordnet, welcher eben­ falls über die Steuervorrichtung mit Halbleiterspeicher 7 in Abhängigkeit von den durch den Sensor gelieferten Istwertsignalen gesteuert wird.

Beim Saugen mit dem erfindungsgemäßen Staubsauger geschieht folgendes:

Der Benutzer aktiviert das Gerät und zieht am Saugschlauch. Dies bewirkt, daß über den Sensor 9 ein Zug an den Halb­ leiterspeicher mit der Steuervorrichtung 7 gemeldet wird, woraufhin der Antriebsmotor 11 aktiviert wird. Der Staub­ sauger folgt dem Zug des Benutzers. Wird von den Sensoren 10 ein Hindernis im Weg des Staubsaugers festgestellt, so veranlaßt es über die Steuerung mit Halbleiterspeicher 7 eine Verstellung des Bugrades 5. Der Staubsauger weicht dem Hindernis aus. Parallel dazu werden sämtliche Steuer­ aktionen und Antriebsaktionen im Halbleiterspeicher proto­ kolliert, die von der Steuereinheit mit Halbleiterspeicher 7 ausgeführt werden.

Angenommen der Bediener des Staubsaugers hat sich in eine unzugängliche Stelle hineinmanövriert, welche beispiels­ weise ein enger Korridor sein kann. Folgende Ausgangssi­ tuation liegt vor. Das Sensorelement 9 meldet keinen Zug am Schlauch. Noch meldet das Sensorelement 10 keine Hinder­ nisse. Der Antrieb 11 ist deaktiviert. Der Benutzer wird nun zurückgehen wollen und nähert sich infolgedessen dem Staubsaugergehäuse. Dabei nehmen die Sensoren 10 ein be­ wegtes Hindernis wahr und melden dies an die Steuervorrich­ tung mit Halbleiterspeicher 7. Die Bedingung für Rücklauf ist erfüllt. Die Steuervorrichtung mit Halbleiterspeicher 7 veranlaßt den Antriebsmotor 11 die Antriebsräder 3 in umgekehrter Richtung anzutreiben. Gleichzeitig werden dem Halbleiterspeicher die zuvor abgespeicherten Steueraktionen in umgekehrter Reihenfolge entnommen. D.h. sie wer­ den mit der zuletzt getätigten Steueraktion beginnend ausgelesen und dem Stellmotor 6 des Bugrades 5 zugeführt. Bei der Rückwärtsfahrt des Staubsaugers wird nun das Bugrad in umgekehrter Reihenfolge entsprechend verstellt wie dies bei der Vorwärtsfahrt geschah. Damit wird be­ wirkt, daß der Staubsauger an den bei Vorwärtsfahrt pas­ sierten Hindernissen, im Rückwärtsgang auch wieder vorbei­ fährt. Die Rückwärtsfahrt findet solange statt bis entwe­ der der Benutzer am Schlauch 8 zieht und der Sensor 9 der Steuervorrichtung mit Halbleiterspeicher 7 einen Zug meldet, oder bis der Sensor 10 den Benutzer, der die Rückwärtsfahrt ausgelöst hat, nicht mehr erfassen kann und dies an die Steuervorrichtung an die Halbleiterspeicher meldet. Es kann dann wie zuvor beschrieben wieder Vorwärtsfahrt aufgenommen werden.

Claims (9)

1. Angetriebener Staubsauger, bei dem

• a) wenigstens ein erster Sensor (10) zur Hinderniserken­ nung vorgesehen ist,
• b) wenigstens ein zweiter Sensor (9) zur Erkennung vom Be­ nutzer ausgehenden Zuges vorgesehen ist,
• c) wenigstens ein Lenkmittel (4, 5, 6) für die Richtungs­ vorgabe des Staubsaugers vorgesehen ist,
• d) wenigstens ein Steuermittel (7) vorgesehen ist, welches in Abhängigkeit der Sensorsignale die Lenkmittel und/oder den Antrieb steuert,
• e) wenigstens ein Speichermittel (7) zum Speichern von Steueraktionen des Steuermittels (7) vorgesehen ist,
• f) bei Stillstand sowie nicht vorhandenem Zug des Be­ nutzers und bei Vorhandensein wenigstens eines von den ersten Sensoren erfaßten sich nähernden Hindernisses ein Rücklauf des Staubsaugers ausgelöst wird, wobei der Antrieb in umgekehrter Richtung erfolgt und das Steuermittel (7) die gespeicherten Steueraktionen beginnend mit der letzten zuerst in umgekehrter Reihen­ folge zeitgleich wie beim Speichern ablaufen läßt.

2. Staubsauger nach Anspruch 1, bei dem als Kriterium für die Beendigung des Rücklaufs Signale von zweiten Sensoren dienen.

3. Staubsauger nach Anspruch 2, bei den als Beendigungs­ kriterium für den Rücklauf die nicht mehr vorhandene Registrierung des bewegten Hindernisses, welches die Rücklauffunktion ausgelöst hat, durch die ersten Sensoren dient.

4. Staubsauger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Lenkmittel ein Bugrad (5) in Verbindung mit einem Stellmotor (6) ist.

5. Staubsauger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Steuermittel (7) ein Mikroprozessor ist.

6. Staubsauger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Speichermittel (7) ein Halbleiterspeicher ist.

7. Staubsauger nach Anspruch 6, bei dem der Halbleiter­ speicher (7) einen Zeitgeber besitzt der Steueraktionen mit einem Zeitstempel versieht.

8. Staubsauger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die ersten (10) Sensoren auf Ultraschall, Licht oder Laser basieren.

9. Staubsauger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die zweiten Sensoren (9) Dehnmeßstreifen oder Piezoelemente sind.