[0001] Die Erfindung betrifft einen Sauger nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
[0002] Sauger dienen dazu, das beim Arbeiten mit dem angeschlossenen Gerät oder Zubehörteil
anfallende Sauggut abzusaugen. Geräte sind beispielsweise Arbeitswerkzeuge, wie Bohrer,
Winkelschleifer und dergleichen, bei deren Arbeiten Bohrmehl, Staub und dergleichen
anfällt. Dieses Sauggut wird durch den Sauger sofort abgesaugt. Über den Sauganschluss
gelangt das Sauggut in den Strömungsraum vor dem Filter. Er hält das Sauggut zurück
und lässt nur die Luft hindurch, die in den Strömungsraum nach dem Filter und von
dort über Motor wieder nach außen strömt. Das zurückgehaltene Sauggut setzt sich an
der Außenseite des Filters fest. Mit der Zeit wird das Filter durch das Sauggut zugesetzt,
so dass kein ausreichender Volumenstrom mehr vorhanden ist. Um den Zeitpunkt der Filterreinigung
zu ermitteln, ist es bekannt, den Druck vor dem Motor bzw. nach dem Filter zur Ermittlung
des aktuellen Volumenstromes im Sauger zu messen. Anhand des Druckes und der bekannten
Pumpkurve des Motors wird auf den Volumenstrom zurückgerechnet und der gewonnene Wert
als Basis verwendet, um festzulegen, wann die Filterreinigung durchgeführt werden
muss. Nachteilig hierbei ist, dass der Einfluss der angeschlossenen Arbeitswerkzeuge
oder angeschlossenen Zubehörteile auf den Volumenstrom nicht in Betracht gezogen werden
kann. Auch können Verstopfungen im Schlauch zwischen dem Sauger und dem Arbeitswerkzeug
nicht erkannt werden. Dies hat zur Folge, dass die Reinigung des Filters gestartet
wird, obwohl das Filter noch nicht oder noch nicht stark verschmutzt ist. Dies geschieht
immer dann, wenn die angeschlossenen Geräte oder Zubehörteile hohe Druckverluste verursachen.
[0003] Bei Sicherheitssaugern, die bei Unterschreiten eines Mindestvolumenstroms eine Warnmeldung
ausgeben, erfolgt die Warnmeldung häufig nur bezogen auf die Druckdifferenz zwischen
der Atmosphäre und der Messstelle vor dem Motor. Damit kann der Druckverlust (Volumenstromverlust),
den beispielsweise auch kleine Elektrowerkzeuge mit kleinen Absaugquerschnitten erzeugen,
nicht von der Filterbelegung unterschieden werden.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Sauger so auszubilden,
dass eine Reinigung des Filters nur dann stattfindet, wenn sie auch notwendig ist.
[0005] Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Sauger erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
[0006] Beim erfindungsgemäßen Sauger wird mit dem Drucksensor über die Messstellen der Druck
im Strömungsraum vor und im Strömungsraum nach dem Filter erfasst. Mit zunehmendem
Zusetzen des Filters durch das hängenbleibende Sauggut nimmt die Druckdifferenz zwischen
den Drücken in den beiden Strömungsräumen zu. Erreicht der Druckdifferenzwert einen
Grenzwert, dann zeigt dies an, dass das Filter so weit mit Sauggut zugesetzt ist,
dass eine Reinigung erforderlich ist. Auch wenn am Sauger mit kleinen Schläuchen oder
Geräten mit kleinen Absaugquerschnitten gearbeitet wird, kann die Verschmutzung des
Filters sicher gemessen werden. Damit ist es möglich, wesentlich näher betriebssicher
an den Grenzwert heranzugehen, ohne Fehlfunktionen bei der Filterreinigung hinnehmen
zu müssen.
[0007] Das von der Steuerung erzeugte Signal kann bei einer Ausführungsform an eine Warneinrichtung,
zum Beispiel ein optisches und/oder ein akustisches Warnelement, wie eine Warnlampe
oder eine Hupe, gesandt werden. Das Aufleuchten beispielsweise der Warnlampe bzw.
das Ertönen eines akustischen Signals zeigt dem Benutzer an, dass eine Filterreinigung
erforderlich ist.
[0008] Bei einer besonders vorteilhaften Ausbildung wird das Steuersignal zur automatischen
Einleitung der Filterreinigung herangezogen. Dann muss der Benutzer des Saugers nicht
selbst eingreifen, um die Filterreinigung durchzuführen. Über die Druckdifferenzmessung
wird die Filterreinigung erst dann durchgeführt, wenn sie tatsächlich erforderlich
ist.
[0009] Die Filterreinigung kann mit Hilfe einer Rütteleinrichtung erfolgen, mit der das
Filter zur Filterreinigung in Rüttelbewegung versetzt wird. Die Rüttelbewegungen führen
dazu, dass das am Filter anhaftende Sauggut abfällt, so dass das Filter gereinigt
wird. Die Rütteleinrichtung erhält das entsprechende Signal der Steuerung.
[0010] Es ist aber auch möglich, die Filterreinigung dadurch zu erreichen, dass ein Luftstrom
entgegengesetzt zum Saugstrom durch das Filter geleitet wird. Dieser Luftstrom strömt
von der Innen- zur Außenseite des Filters und löst dadurch das an der Außenseite des
Filters anhaftende Sauggut ab.
[0011] Besonders vorteilhaft ist es, wenn an jede Messstelle jeweils ein Drucksensor angeschlossen
ist. Dadurch ist es möglich, den absoluten Druckwert in den beiden Strömungsräumen
zu messen. Durch Subtraktion der beiden Drücke in einem Mikroprozessor der Steuerung
kann der tatsächlich vorhandene Druckverlust über das Filter ermittelt werden. Zusätzlich
ist es möglich, den Druckverlust über die angeschlossenen Geräte oder Zubehörteile
zu ermitteln. Der Druckverlust entspricht dem Druck im Behälter minus dem absoluten
Druck. Durch eine Auswertung der Drücke im Mikroprozessor ist es dann in vorteilhafter
Weise möglich, einen passenden Parametersatz aufzurufen, um die Funktionen Reinigung,
Motordrehzahl bzw. Warnmeldung dem aktuellen Betriebszustand entsprechend aufzurufen.
Somit ist es in vorteilhafter Weise beispielsweise möglich, die Motordrehzahl in Abhängigkeit
der Druckwerte zu steuern. Es ist dadurch in vorteilhafter Weise möglich, die Motordrehzahl
zu verringern, wenn an den Sauganschluss ein Gerät mit kleinem Strömungsquerschnitt
angeschlossen ist. Da ein solches Gerät nur wenig Sauggut erzeugt, reicht eine geringere
Motordrehzahl aus. Aufgrund der Kenntnis der absoluten Druckwerte in den beiden Strömungsräumen
vor und nach dem Filter lässt sich zuverlässig erkennen, ob ein Gerät mit großen oder
kleinen Strömungsquerschnitten angeschlossen ist.
[0012] Es kann an jede Messstelle auch ein gemeinsamer Drucksensor angeschlossen sein. Er
bildet einen Differenzdrucksensor, mit dem die Druckdifferenz zwischen beiden Strömungsräumen
vor und hinter dem Filter erfasst wird.
[0013] Bei einer anderen Ausführungsform ist zusätzlich zu einem Differenzdrucksensor ein
Absolutdrucksensor vorgesehen, der den absoluten Druck nach dem Filter erfasst und
umgerechnet den Mindestluftstrom ermittelt. Er kann für den jeweiligen Einsatz vom
Benutzer vorgewählt werden.
[0014] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung
und der Zeichnung.
[0015] Die Erfindung wird anhand dreier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es zeigen
- Fig. 1
- einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Sauger mit einem Differenzdrucksensor,
- Fig. 2
- einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Sauger mit einem Differenzdruck- und einem
Absolutdrucksensor,
- Fig. 3
- einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Sauger mit zwei Drucksensoren für eine
elektrische/elektronische Auswertung.
[0016] Der Sauger hat einen Behälter 1, der als Staubsammelraum 2 für Sauggut 3 dient.
[0017] Im Behälter 1 befindet sich ein Anschluss 5, an den über einen Saugschlauch in bekannter
Weise ein Gerät angeschlossen werden kann. Auf den Behälter 1 ist ein Oberteil 6 aufgesetzt,
das einen Motor 7 des Saugers trägt. Im Bereich unterhalb des Motors 7 befindet sich
ein Filter 8 mit wenigstens einem Filterelement, mit dem das im Saugstrom befindliche
Sauggut gefangen wird. Die Luft tritt durch das Filterelement hindurch, während das
Sauggut an der Außenseite des Filterelementes hängen bleibt. Mit der Zeit setzt sich
das Filterelement zu, so dass es gereinigt werden muss. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen
wird das Filterelement durch eine Rütteleinrichtung 9 in vertikale Schwingungen versetzt,
wodurch das an der Außenseite des Filterelementes haftende Sauggut abfällt und nach
unten in den Sammelraum 2 fällt. Die Rütteleinrichtung 9 ist bekannt und wird darum
auch nicht näher beschrieben.
[0018] In den Zeichnungen ist mit Strömungspfeilen der Verlauf der angesaugten Luft dargestellt.
Die angesaugte Luft mit dem Sauggut 3 strömt durch den Anschluss 5 in den Sammelraum
2 und von dort durch das Filter 8. Das Sauggut 3 bleibt in der beschriebenen Weise
an der Außenseite des Filterelementes hängen, während die Luft weiter in Richtung
auf das vom Motor 7 angetriebene Gebläse strömt und dann nach außen tritt.
[0019] In Strömungsrichtung der Luft hinter dem Filter 8 befindet sich ein gegen den Sammelraum
2 luftdicht abgeschlossener Raum 10, durch den die vom Sauggut gereinigte Luft strömt.
In den gegeneinander luftdicht abgedichteten Räumen 2 und 10 wird jeweils der Druck
gemessen. Im Sammelraum 2 ist der Druck P
1 und im Raum 10 der Druck P
2.
[0020] Das Filter 8 ist hängend an einem Gehäuseteil 14 des Oberteiles 6 befestigt.
[0021] Beim Sauger nach Fig. 1 befindet sich in einem Gehäuseteil 11 eine Messstelle 12,
die durch eine Öffnung im Gehäuseteil 11 gebildet ist, die in den Strömungsraum 10
mündet. Eine zweite Messstelle 13 ist in einer Wand des Gehäuseteils 14 vorgesehen
und ebenfalls als Öffnung ausgebildet. Sie mündet in den Sammelraum 2.
[0022] An beide Messstellen 12, 13 ist über Leitungen 17, 18 ein Differenzdrucksensor 15
angeschlossen. Er sitzt vorteilhaft auf einer Leiterplatine 19, die in einem Elektronikraum
20 des Oberteils 6 untergebracht ist. Der Differenzdrucksensor 15 erfasst über die
beiden Messstellen 12, 13 die Druckdifferenz zwischen dem Sammelraum 2 und dem Strömungsraum
3.
[0023] Die Druckdifferenz ist ein Maß für den Verschmutzungsgrad des Filters 8. Ist das
Filter 8 nur wenig verschmutzt, das heißt sind nur wenige abzuscheidende Teilchen
an der Außenseite des Filterelementes hängengeblieben, ist die Druckdifferenz ΔP =
P
1-P
2 verhältnismäßig gering. Je mehr sich jedoch das Filterelement zusetzt, desto größer
wird die Druckdifferenz ΔP. Sobald ein vorgegebener Grenzwert des Differenzdruckes
ΔP erreicht wird, erzeugt die Steuerung ein Signal, das zur Einleitung der Filterreinigung
herangezogen wird. Im einfachsten Fall wird durch das Steuersignal eine Warneinrichtung
22 betätigt, die ein optisches und/oder akustisches Warnelement aufweisen kann, wie
eine Warnlampe oder eine Hupe. Durch die Betätigung der Warneinrichtung 22 wird dem
Benutzer des Saugers angezeigt, dass eine Filterreinigung vorgenommen werden muss.
Der Benutzer kann dann von Hand die Filterreinigung einleiten.
[0024] Vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Steuersignal bei Überschreiten des Grenzwertes
des Differenzdruckes ΔP die Rütteleinrichtung 9 selbsttätig einschaltet, so dass eine
automatische Filterreinigung erfolgt. Sie wird zeitgesteuert automatisch beendet,
so dass unmittelbar anschießend der Saugvorgang fortgesetzt werden kann.
[0025] Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 befinden sich im Gehäuseteil 11 zwei Messstellen
12, 25, die durch Öffnungen im Gehäuseteil 11 gebildet sind und in den Strömungsraum
10 münden. Eine dritte Messstelle 13 ist in der Wand des Gehäuseteiles 14 vorgesehen
und ist ebenfalls als Öffnung ausgebildet. Sie mündet in den Sammelraum 2.
[0026] An die Messstellen 12, 13 ist über Leitungen 17, 18 der Differenzdrucksensor 15 angeschlossen,
der vorteilhaft auf der Leiterplatine 19 sitzt. An die Messstelle 25 ist über eine
Leitung 24 ein Absolutdrucksensor 16 angeschlossen, der vorteilhaft ebenfalls auf
der Leiterplatine 19 sitzt.
[0027] Der Differenzdrucksensor 15 erfasst über die beiden Messstellen 12, 13 die Druckdifferenz
zwischen dem Sammelraum 2 und dem Strömungsraum 10. Der an die Messstelle 25 angeschlossene
Absolutsensor 16 erfasst den Absolutdruck im Strömungsraum 10.
[0028] Die Druckdifferenz ist das Maß für den Verschmutzungsgrad des Filters 8, wie anhand
des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 1 beschrieben worden ist.
[0029] Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist an die beiden Messstellen 12, 13 jeweils
über die Leitung 17, 18 ein Drucksensor 15, 16 angeschlossen. Beide Drucksensoren
15, 16 sitzen auf der Leiterplatine 19, die im Elektronikraum 20 des Oberteils 6 untergebracht
ist. Die Drucksensoren 15, 16 sind Bestandteil einer Steuerung, deren Bauteile vorteilhaft
ebenfalls auf der Leiterplatine 19 angeordnet sind. Der Elektronikraum 20 befindet
sich im oberen Bereich des Oberteils 6. An einer Frontplatte 21 des Oberteils 6 sind
die wenigstens eine Warneinrichtung 22 und eine Steckdose 23 vorgesehen, an die der
jeweilige Staubsauger angeschlossen ist.
[0030] Der vom Drucksensor 16 gemessene Absolutdruck im Strömungsraum 10 erfasst in vorteilhafter
Weise den Druckverlust durch das Sauggeschirr und die daran angeschlossenen Stauberzeuger.
Gleichzeitig wird auch eine Störung durch Verstopfungen außerhalb des Sammelraumes
2 erfasst und an die Warneinrichtung 22 weitergegeben.
[0031] Der Drucksensor 15 erfasst über die Messstelle 12 den Druck P
2 im Strömungsraum 10 und der Drucksensor 16 über die Messstelle 13 den Druck P
1 im Sammelraum 2. Die Druckdifferenz ist wiederum ein Maß für den Verschmutzungsgrad
des Filters 8. Die Funktion ist die gleiche wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.
1.
[0032] Bei allen Ausführungsformen ist der Aufbau des Saugers, bis auf die beschriebenen
unterschiedlichen Drucksensor-Ausbildungen, gleich. Sobald der Grenzwert erreicht
bzw. überschritten wird, wird die Rütteleinrichtung 9 betätigt, die entweder vom Benutzer
eingeschaltet oder automatisch gestartet wird. Die Rütteleinrichtung 9 erzeugt auf
das Filterelement wirkende Rüttelbewegungen, durch welche das an der Außenseite des
Filterelementes anhaftende Sauggut nach unten in den Sammelraum 2 fällt. Die Reinigung
kann zeitgesteuert erfolgen, indem die Rütteleinrichtung nach einer vorgegebenen Zeit
automatisch abgeschaltet wird. Selbstverständlich kann der Anwender auch von sich
aus nach einer ihm geeigneten erscheinenden Zeit die Rütteleinrichtung 9 abschalten.
[0033] Anstelle der Rüttelbewegung ist es auch möglich, das Filterelement dadurch zu reinigen,
dass ein Luftstrom in entgegengesetzter Richtung durch das Filterelement geleitet
wird, das heißt von der Motorseite aus in Richtung auf den Sammelraum 2. Das an der
Außenseite des Filterelementes anhaftende Sauggut 3 wird dadurch abgeblasen und fällt
nach unten in den Sammelraum 2. Auch diese Art der Filterreinigung kann in der beschriebenen
Weise manuell oder automatisch vorgenommen werden. Eine solche Art der Filterreinigung
ist bekannt und wird darum auch nicht näher erläutert.
[0034] Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 wird mit den beiden Drucksensoren 15, 16 der
Absolutdruckwert in den beiden Räumen 2 und 10 erfasst. Die Druckdifferenz ΔP zeigt
den tatsächlich vorhandenen Druckverlust über das Filter 8 an. Diese Absolutmessung
kann auch dazu herangezogen werden, die Drehzahl des Motors 7 so einzustellen, dass
nur der zum Absaugen des Sauggutes notwendige Luftstrom erzeugt wird. Wird beispielsweise
an den Anschluss 5 über den (nicht dargestellten) Saugschlauch ein Gerät angeschlossen,
das nur wenig Sauggut erzeugt, wie beispielsweise ein kleiner Winkelschleifer, dann
ist zum Absaugen des entstehenden Sauggutes keine so hohe Saugleistung erforderlich
wie bei einem großen Winkelschleifer mit entsprechend großer Leistung. Bei Geräten
mit geringer Leistung fällt auch nur wenig Sauggut an. Wird nun der Motor 7 mit hoher
Drehzahl betrieben, dann setzt sich das Filterelement wegen des nur geringen Anfalls
von Sauggut nur wenig zu. Dies wiederum hat zur Folge, dass beide Drücke P
1 und P
2 verhältnismäßig hoch sind und sich nur wenig voneinander unterscheiden. Da mit den
Drucksensoren 15, 16 jeweils der Absolutwert der Drücke P
1 und P
2 gemessen wird, kann bei nur geringem Druckunterschied zwischen beiden Drücken die
Steuerung ein Signal an den Motor 7 liefern, um dessen Drehzahl zu verringern. Die
hohe Drehzahl ist für die anfallende geringe Sauggutmenge nicht erforderlich. Durch
Herabsetzen der Motordrehzahl kann darum die Saugleistung des Motors 7 an die Menge
des anfallenden Sauggutes und damit an die Leistung des an den Anschluss 5 angeschlossenen
Gerätes angepasst werden. In einem solchen Fall werden die Drucksensoren 15, 16 nicht
nur zur Einleitung der Filterreinigung herangezogen, sondern auch zur Anpassung an
die Leistung des an den Sauger angeschlossenen Gerätes.
[0035] Während der Filterreinigung ist der Motor 7 abgeschaltet. Dies kann bei der manuellen
Einleitung der Filterreinigung durch manuelles Abschalten des Motors 7 erfolgen. Bei
der automatischen Filterreinigung erzeugt die Steuerung auch ein entsprechendes Schaltsignal,
mit dem der Motor 7 vor Beginn der Filterreinigung abgeschaltet wird.
[0036] Da die Reinigung zeitgesteuert erfolgt, wird nach Ablauf der Filterreinigung von
der Steuerung ein Einschaltsignal an den Motor 7 gesendet, so dass dieser selbsttätig
wieder eingeschaltet und damit der Saugvorgang fortgesetzt werden kann.
[0037] Alternativ kann auch eine automatische Abreinigung während des Saugvorganges durchgeführt
werden. Derartige Filterreinigungen sind bekannt und werden darum nicht näher beschrieben.
Es können sowohl Druckluft, Unterschiede zwischen Behälterdruck und atmosphärischem
Druck als auch Abrüttelungen aller Art zum Einsatz kommen.
[0038] Die Messstelle 13, über welche der Druck P
1 erfasst wird, ist so am Oberteil 6 vorgesehen, dass sie nicht von dem im Sammelraum
2 befindlichen Sauggut 3 bedeckt werden kann.
1. Sauger mit mindestens einem Sauganschluss für ein Gerät, mit mindestens einem Motor,
mit wenigstens einem Filter und mit wenigstens einem Strömungsraum vor und wenigstens
einem Strömungsraum nach dem Filter,
dadurch gekennzeichnet, dass beide Strömungsräume (2, 10) mit jeweils wenigstens einer Messstelle (12, 13, 25)
versehen sind, an die mindestens ein Drucksensor (15, 16) angeschlossen ist, der mit
einer Steuerung signalverbunden ist, die ein Signal sendet, wenn die Druckdifferenz
(ΔP) zwischen den Drücken (P1, P2) in den beiden Strömungsräumen (2, 10) einen Grenzwert erreicht.
2. Sauger nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Warneinrichtung (22) das Signal der Steuerung erhält.
3. Sauger nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Warneinrichtung (22) ein optisches und/oder ein akustisches Warnelement aufweist,
wie eine Warnlampe oder eine Hupe.
4. Sauger nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das Signal der Steuerung zur automatischen Einleitung einer Filterreinigung herangezogen
wird.
5. Sauger nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Rütteleinrichtung (9) vorgesehen ist, mit der das Filter (8) zur Filterreinigung
in Rüttelbewegungen versetzt wird.
6. Sauger nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Reinigung des Filters (8) ein Luftstrom entgegengesetzt zum Saugstrom durch das
Filter (8) geleitet wird.
7. Sauger nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass an jede Messstelle (12, 13, 25) jeweils ein Drucksensor (15, 16) angeschlossen ist.
8. Sauger nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Messstelle (12, 13) ein gemeinsamer Drucksensor (15) angeschlossen ist.
9. Sauger nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (15) ein Differenzdrucksensor ist.
10. Sauger nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass der eine Drucksensor (15) ein Differenzdrucksensor ist, der mit zwei Messstellen
(12, 13) zur Erfassung des Differenzdruckes (ΔP) zwischen den beiden Strömungsräumen
(2, 10) verbunden ist, und dass der andere Drucksensor (16) ein Absolutdrucksensor
ist, der den Druck (P2) vor dem Filter (8) erfasst.
11. Sauger nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass mit der Steuerung die Motordrehzahl in Abhängigkeit vom Differenzdruck steuerbar
ist.