elektrostatischer Partikelsammler sowie Partikelsammelsystem

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines elektrostatischen

Partikelsammlers, einen elektrostatischen Partikelsammler gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13 sowie ein Partikelsammelsystem.

Bei den Partikeln im Sinne der Erfindung handelt es sich insbesondere um Staub, z.B. Hausstaub, und beliebig weitere elektrostatisch sammelbare Partikel, z.B. solche, die typischerweise in bewohnten oder gewerblich genutzten Räumen auf Flächen anfallen, wie menschliche oder tierische Haare, Partikel von Kleidungsstücken, hineingetragene Partikel von Erdreich, Pollen und dergleichen.

Elektrostatische Partikelsammler haben gegenüber den seit langem bekannten

Staubsaugern eine geringe Leistungsaufnahme, geringere Geräuschentwicklung und wirbeln die Partikel, insbesondere den Hausstaub, Pollen und mögliche weitere allergierelevante Stoffe, nicht auf, was insbesondere für Allergiker vorteilhaft ist.

Aus der US 2004/0163667 A1 sind ein Verfahren sowie ein elektrostatischer

Partikelsammler der eingangs genannten Art bekannt, welcher in einem Wischbereich innerhalb eines flächigen Endstücks angeordnete Elektroden aufweist, deren

Verzweigungen eine Art Gitternetz bilden. An die Elektroden kann mittels einer Batterie eine Spannung angelegt und im Wischbereich somit ein elektrostatisches Feld aufgebaut werden. Das elektrostatische Feld erzeugt in Partikeln, welche sich in Reichweite des Feldes befinden, eine Polarisation, so dass es zu einer elektrischen Anziehungskraft zwischen den Partikeln und dem Partikelsammler kommt. Um die Elektroden herum ist ein Tuch oder Papier gelegt, an dem die polarisierten Partikel anhaften. Ist der Partikelsammelvorgang beendet, wird das elektrostatische Feld ausgeschaltet. Zur Entsorgung der aufgesammelten Partikel wird vorgesehen, das Tuch bzw. das Papier vom Partikelsammler zu entfernen und gemeinsam mit den Partikeln wegzuwerfen. Ohne das Tuch oder das Papier würden die Partikeln direkt an den Elektroden haften. Diese müssten jeweils aufwendig gesäubert werden. Letzteres wäre problematisch, da auch bei Trennung der Batterie von den Elektroden die Polarisation der Partikel und damit auch die Anziehungskraft zwischen den Partikeln und dem

Partikelsammler längere Zeit erhalten bleibt.

Aber auch die Tücher oder Papiere bringen einen nicht unerheblichen Arbeitsaufwand mit sich, da sie am Endstück des Staubsammlers angebracht und zur Entsorgung wieder entfernt werden müssen. Zudem muss zumindest bei großen zu reinigenden Flächen der Partikelsammelvorgang zum Wechsel der Tücher bzw. des Papiers des Öfteren unterbrochen werden, was zu Zeitverlust führt.

In der DE 10 2009 033 550 A1 ist ein elektrostatischer Staubfänger als Partikelsammler mit zwei Elektroden offenbart, welche mittels einer im Partikelsammler angeordneten Hochspannungsquelle mit Spannung versorgt werden. In Bezug auf die Entsorgung des aufgesammelten Staubes wird in einer Variante vorgeschlagen, die Elektroden mit einem Staubtuch zumindest teilweise zu bedecken. Das Staubtuch kann mit dem elektrostatisch anhaftenden Staub entsorgt werden. Alternativ wird vorgeschlagen, die Elektroden mit einem glatten, elektrisch nichtleitenden Material zu überziehen, an dem sich der Staub beim Sammeln fixiert. In diesem Fall soll der aufgesammelte Staub durch Abstreifen oder nach erfolgter Entladung der Elektroden durch einfaches

Abklopfen vom Staubsammler entfernt werden können. Da wie oben bereits ausgeführt, die Polarisation der Partikel längere Zeit erhalten bleibt, ist jedoch zu erwarten, dass beim Abstreifen oder Abklopfen ein nicht unerheblicher Teil der Partikel an den beschichteten Elektroden verbleibt oder erneut vom Partikelsammler angezogen wird. In jedem Fall hat die Entfernung des Staubes sowohl beim Abziehen eines Staubtuches als auch beim Abwaschen oder Abklopfen manuell zu erfolgen. Die Staubtragefähigkeit der beschriebenen Vorrichtung ist begrenzt, so dass eine Entsorgung des

angesammelten Staubes in entsprechend geringen zeitlichen Abständen erforderlich ist. Ein kontinuierlicher Einsatz ist nicht möglich. Die Art der Entladung der Elektroden wird nicht näher beschrieben.

Aus der EP 1 437 958 B1 ist ein selbsttätig verfahrbares Bodenstaub-Aufsammelgerät bekannt. Der offenbarte Sammelroboter setzt jedoch kein elektrostatisches Feld zum Aufsammeln ein, sondern benutzt hierzu rotierende Kehrbürsten. Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, das eingangs genannte

Verfahren zum Betrieb eines elektrostatischen Partikelsammlers sowie einen elektrostatischen Partikelsammler gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13 weiterzubilden sowie ein Partikelsammelsystem zur Verfügung zu stellen, jeweils mit dem Ziel der Verringerung des Arbeitsaufwandes bei hoher und energieeffizienter Reinigungsleistung.

Bei einem Verfahren zum Betrieb eines elektrostatischen Partikelsammlers wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüche 2 bis 12.

Bei einem elektrostatischen Partikelsammler gemäß dem Oberbegriff des

nebengeordneten Anspruchs 13 wird die vorgenannte technische Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausbildungsformen des Partikelsammlers ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen 14 bis 21 .

In Bezug auf das Partikelsammelsystem wird die vorgenannte Aufgabe mit den

Merkmalen des Anspruchs 22 gelöst. Eine vorteilhafte Ausbildungsform des

Partikelsystems ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 23.

Gegenüber dem dargestellten, einen elektrostatischen Partikelsammler betreffenden Stand der Technik kennzeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere dadurch, dass die aufgesammelten Partikel zunächst in mindestens einen im

Partikelsammler angeordneten Partikelauffangbehälter abgelegt werden und der Partikelauffangbehälter bei einem Entsorgungsvorgang geleert wird. Ein

Sammelsegment kann die aufgefangenen Partikel so oft in den Partikelauffangbehälter ablegen, bis dieser gefüllt ist. Der Sammelvorgang braucht also nicht unterbrochen zu werden, um ein um die Elektroden gelegtes Staubtuch mit den anhaftenden Partikeln jedes Mal zu entsorgen oder die Elektroden manuell zu reinigen, wenn die

Aufnahmekapazität des Staubtuches erschöpft ist. Hierdurch wird bereits ein erheblicher Zeitgewinn erreicht. Zudem wird die Umwelt nicht durch zu entsorgende Staubtücher belastet.

Des Weiteren kennzeichnet sich das erfinderische Verfahren durch eine besondere Vorgehensweise während des Partikelablegevorgangs. Demnach wird der zwischen den Elektroden gegebene Absolutwert der Potenzialdifferenz verringert und dabei das Vorzeichen der Potenzialdifferenz mindestens einmal gewechselt. Diese

Verfahrensweise kann ein deutlich verbessertes Ablegeverhalten bewirken. Der Wechsel des Vorzeichens der Potenzialdifferenz wirkt der Tendenz entgegen, nach Abschalten der Potentialdifferenz eine Restpolarisation in den Partikeln zu erhalten, welche über einen längeren Zeitraum bestehen bleiben und somit für ein

unerwünschtes weiteres Anhaften der Partikel am Sammelsegment sorgen kann.

Dabei kann es insbesondere vorteilhaft sein, den Absolutwert der Potenzialdifferenz in diskreten Schritten zu verringern.

Da im Bereich der Elektroden das elektrostatische Feld in der Regel Maximalwerte erreicht, wächst mit der Nähe zu den Elektroden die Haftungskapazität für polarisierte Partikel. Es kann daher vorteilhaft sein, die Elektroden möglichst dicht im

Sammelelement zu verlegen. Jede Elektrode kann sich z.B. in mehrere Elektrodenarme verzweigen, wobei z.B. Elektrodenarme der ersten Elektrode eines Elektrodenpaares in zwischen Elektrodenarme der zweiten Elektrode des Paares greifen können.

Es ist auch vorteilhaft, die Elektroden durch eine Beschichtung, eine Folie oder eine sonstige Abgrenzung vor einen unmittelbaren Kontakt vor den aufzusammelnden Partikeln oder sonstigen Fremdkörpern zu schützen. Hierdurch können elektrische Kurzschlüsse vermieden werden. Insbesondere ist auch das Reinigen von feuchtem Schmutz möglich und der Kontakt des Partikelsammlers mit auf der zu reinigenden Fläche befindlichem Wasser unschädlich. Eine sonstige Abgrenzung kann auch durch ein Matrixmaterial, z.B. aus isolierendem Kunststoff realisiert werden, welches die Elektroden umgibt. Es kann auch vorteilhaft sein, das erfindungsgemäße Verfahren so auszuführen, dass im selben Sammelsegment mindestens ein weiteres Elektrodenpaar zur Erzeugung der elektrostatischen Anziehungskraft eingesetzt wird. Hierdurch kann der

Partikelablegevorgang flexibler gestaltet werden. Es ist z. B. möglich, bei einem der Elektrodenpaare den Absolutwert der Potenzialdifferenz unter Wechsel seines

Vorzeichens abzusenken und das andere Elektrodenpaar ohne Wechsel des

Vorzeichens zu betreiben, z. B. bei konstanter Potenzialdifferenz. Es kann im Einzelfall auch vorteilhaft sein, den Betrag der Potenzialdifferenz an dem ohne Wechsel des Vorzeichens betriebenen Elektrodenpaar während des Ablegeprozesses schrittweise oder stetig abzusenken.

Der Partikelablegevorgang kann insbesondere in Hinblick auf besonders leichte

Partikel, die allein aufgrund der Gravitationskraft nicht selbständig abfallen, durch einen mechanischen Abstreifer unterstützt werden.

Ist der Partikelauffangbehälter weitgehend gefüllt, fährt der Partikelsammler zu einer Entsorgungsvorrichtung, an der der mindestens eine Partikelauffangbehälter entleert wird. Dies kann pneumatisch, zum Beispiel durch eine Absaugeinrichtung, erfolgen. Die pneumatische Entleerung kann vollautomatisch durchgeführt werden, zum Beispiel durch ein passgenaues Andocken des Partikelsammlers an die

Entsorgungsvorrichtung.

Es kann vorteilhaft sein, zur Entleerung des mindestens einen Partikelauffangbehälters das Sammelsegment oder die Sammelsegmente einzusetzen und die

Partikeltransportrichtung umzukehren, nämlich die Partikel elektrostatisch aus dem Partikelauffangbehälter zu entnehmen und außerhalb des Partikelauffangbehälters abzulegen. Das Ablegen erfolgt zum Beispiel an einem Zugang zur

Entsorgungsvorrichtung oder unmittelbar in die Entsorgungsvorrichtung hinein. In diesem Fall wird also der Partikelsammler in einem Umkehrbetrieb gefahren. Beim Ablegen der Partikel wird bevorzugt das oben dargestellte Verfahren zur Absenkung der Potenzialdifferenz durchgeführt, nämlich eine Erniedrigung des Absolutwerts der Potenzialdifferenz bei Wechsel ihres Vorzeichens. Bei der elektrostatischen Entleerung des Partikelauffangbehälters wird ein Aufwirbeln der Partikel vermieden. Im Bedarfsfall kann zusätzlich ein mechanischer Abstreifer eingesetzt werden.

Für den Entsorgungsvorgang kann es des Weiteren sinnvoll sein, zumindest ein

Teilstück des Bodens des Partikelauffangbehälters zumindest zum Teil mechanisch von Partikeln zu befreien. Dies kann ebenfalls durch einen Abstreifer durchgeführt werden. Die Partikel werden somit zusammen geschoben und können anschließend leichter abgesaugt werden. Es ist auch denkbar, die Partikel mittels des Abstreifers in Richtung auf eine Öffnung im Partikelauffangbehälter schieben, durch den die Partikel dann in die Entsorgungsvorrichtung gelangen. Eine solche Öffnung kann für den Sammelvorgang verschließbar sein, z.B. eine im Sammelvorgang mit Federkraft oder durch andere Mechanismen verschlossene Klappe in einer Seitenwand des Partikelauffangbehälters, welche automatisch durch die Bewegung des Abstreifers oder beim Einfahren in die Entsorgungseinrichtung geöffnet wird.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Sammelsegment im Partikelsammler zwischen einer Sammelposition und einer

Ablageposition kontinuierlich oder diskontinuierlich verfahren. Alternativ kann auch der Partikelauffangbehälter verfahren werden.

Insbesondere kann es vorteilhaft sein, mindestens zwei Sammelsegmente, die jeweils mindestens ein Elektrodenpaar aufweisen, einzusetzen. Hierdurch kann erreicht werden, dass sich mindestens eines der Sammelsegmente im Partikelsammelvorgang befindet, während sich mindestens ein anderes der Sammelsegmente im

Partikelablegevorgang befindet. Auf diese Weise ist ein kontinuierlicher Sammelprozess möglich, da ständig eines der Sammelsegmente im Partikelsammelvorgang befindlich sein kann.

Insbesondere kann es vorteilhaft sein, den Partikelsammler als selbsttätig fahrendes Gerät einzusetzen, insbesondere als Roboter.

Die Sammelsegmente können Teil eines Endlosbandes sein, welches kontinuierlich durch einen Sammelbereich und durch einen Ablegebereich läuft. Im Sammelbereich werden die Partikel durch die Sammelsegmente von der zu reinigenden Fläche aufgenommen und im Ablegebereich in den Partikelauffangbehälter abgelegt.

Alternativ können die Sammelsegmente Teil einer kreisrunden Scheibe sein, die um eine Achse senkrecht zur Scheibe und zu der zu reinigenden Fläche rotiert. Die

Rotationsbewegung kann kontinuierlich mit konstanter Rotationsrichtung sein oder aber diskontinuierlich mit Umkehr der Rotationsrichtung. Im Falle der kontinuierlichen

Rotation wäre es vorteilhaft, die elektrische Kontaktierung zwischen einer

Spannungsquelle und den Sammelsegment mittels Schleifkontakten zu realisieren. Bei einer diskontinuierlichen Rotation mit Umkehr der Rotationsrichtung wäre eine

Kontaktierung mittels Kabeln möglich.

Des Weiteren kann es vorteilhaft sein, mindestens ein Sammelsegment einzusetzen, welches in Verfahrrichtung des Partikelsammlers einen vorderen Winkel aufweist, der vorzugsweise spitz oder rechtwinklig ist. Hiermit lassen sich in besonders vorteilhafter Weise die Flächen im Bereich entsprechend gewinkelter Ecken eines Raumes säubern. Dabei ist darauf zu achten, dass ein gegebenenfalls vorhandenes, das Sammelsegment oder die Sammelsegmente überdeckendes Gehäuse entsprechend geformt ist, damit das betreffende Sammelsegment auch die Spitze des Eckbereich zumindest nahezu erreicht. Dabei kann auch eine Winkelverstelleinheit vorgesehen werden, mit welcher die Ausrichtung des vorderen Winkels relativ zur Verfahrrichtung oder relativ zum Fahrgestell veränderbar ist, z.B. durch eine Rotations- oder Schwenkbewegung des betreffenden Sammelsegments um eine zu seiner Sammelfläche senkrechte Achse. Die Ausrichtung des Winkels kann in Abhängigkeit von der Verfahrrichtung des

Partikelsammlers relativ zur Orientierung der zu säubernden Ecke derart erfolgen, dass die Ausrichtung des vorderen Winkels des Sammelsegments zur Ausrichtung der Ecke passt, die Ecke also vollständig vom Sammelsegment erfasst wird.

Grundsätzlich sind beliebige Geometrien der Sammelsegmente denkbar. Es ist auch denkbar, das Sammelsegment oder die Sammelsegmente in ihrer Geometrie

veränderbar zu gestalten, z.B. um variable Winkel bei einem dreieckigen

Sammelsegment zu erreichen. Eine Variabilität in der Geometrie des Sammelsegments macht eine kurzfristige Anpassung an die Geometrie der zu reinigenden Fläche möglich. Hierfür kann das Sammelsegment z.B. aus einem plastisch verformbaren Matrixmaterial mit eingearbeiteten Elektroden bestehen Eine Variabilität kann z.B. über einen oder mehrere Dehnungsbereiche realisiert werden, welche analog zu einem Faltenbalg gestreckt oder gestaucht werden können. Alternativ oder als zusätzliche Maßnahme kann es auch vorteilhaft sein, am Sammelsegment mindestens einen Klappmechanismen vorzusehen, so dass sich die für den Kontakt zu den zu

sammelnden Partikeln vorgesehene Sammelfläche des Sammelelements in mindestens zwei nicht zueinander parallel verlaufenden Ebenen befindet. Die Sammelfläche könnte auf diese Weise z.B. zu einem rechten Winkel abgeknickt werden, um beispielweise Treppenstufen zu reinigen. Die Elektroden können ebenfalls in Teilen abklappbar gestaltet werden. Das Sammelsegment kann aber auch so gestaltet werden, dass die Linie der Abklappung allein durch elektrodenfreie Bereiche des Sammelsegments verläuft.

Im Folgenden sind beispielhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen

Verfahrens zum Betrieb eines elektrostatischen Partikelsammlers sowie des

erfindungsgemäßen elektrostatischen Partikelsammlers schematisch anhand von Figuren dargestellt.

Es zeigt

Figur 1 : einen Partikelsammler mit bandförmigem kontinuierlichem Betrieb in

Aufsicht,

Figur 2: der Partikelsammler gemäß Fig. 1 im Querschnitt,

Figuren 3a bis c: Schema zur mechanischen Entsorgung gesammelter Partikel,

Figur 4: der Partikelsammler gemäß Fig. 1 in einer pneumatischen

Entsorgungsstation,

Figur 5: einen weiteren Partikelsammler mit kreisförmiger Anordnung von

Sammelsegmenten mit wechselnder Rotationsrichtung in Aufsicht, Figur 6: der Partikelsammler gemäß Fig. 5 in Seitenansicht,

Figur 7: ein kreisförmiger Partikelsammler ähnlich zu Fig. 5, jedoch mit

konstanter Rotationsrichtung,

Figur 8: der Partikelsammler gemäß Fig. 7 in Seitenansicht,

Figuren 9a bis c: mechanische Entsorgung gesammelter Partikel bei kreisförmigem

Partikelsammler,

Figur 10: pneumatische Entsorgung gesammelter Partikel bei kreisförmigem

Sammler im diskontinuierlichen Betrieb,

Figur 1 1 : pneumatische Entsorgung gesammelter Partikel bei kreisförmigem

Partikelsammler im kontinuierlichen Betrieb,

Figur 12: ein weiterer Partikelsammler mit zwei dreieckigen

Sammelsegmenten in einer ersten Verfahrrichtung

Figur 13: der Partikelsammler gemäß Fig. 12 in einer zweiten Verfahrrichtung,

Figur 14: der Partikelsammler gemäß Fig. 12 in Seitenansicht und

Figur 15: der Partikelsammler gemäß Fig. 12 an einer pneumatischen

Entleerungsstation.

Figuren 1 und 2 zeigen in Aufsicht bzw. Seitenansicht schematisch eine erste

Ausbildungsform 1 eines Partikelsammlers mit einem Fahrgestell, von dem hier lediglich symbolisch drei Räder 2 bis 4 dargestellt sind, wobei das hintere Rad 4 ein steuerbares Navigationsrad ist. Der Partikelsammler 1 weist ein endloses Band 5 auf, das aus einzelnen Sammelsegmenten 6 zusammengesetzt ist. Jedes Segment 6 weist jeweils zwei Elektrodenelemente 7 und 8 auf, die hier lediglich schematisch dargestellt sind und eine komplexere Struktur aufweisen können, um das jeweilige Sammelsegment möglichst eng mit Elektrodenbestandteilen zu belegen.

Im Partikelsammler 1 sind zudem eine erste Hochspannungsquelle 9 sowie eine zweite Hochspannungsquelle 10 angeordnet (Fig. 2). Sowohl an der ersten

Hochspannungsquelle 9 als auch an der zweiten Hochspannungsquelle 10 ist an den beiden Polen jeweils eine Kontaktfeder angeschlossen, von denen in Fig. 2 jeweils nur eine zu sehen ist. Die Kontaktfedern 1 1 verbinden elektrische Ausgänge der jeweiligen Hochspannungsquelle 9 bzw. 10 mit Schleifkontaktelementen 12 und 13. Über die Kontaktfedern 1 1 und die Schleifkontaktelemente 12 bzw. 13 wird die Spannung der jeweiligen Hochspannungsquelle 9 bzw. 10 auf die jeweils kontaktierten

Elektrodenelemente 7 und 8 des in der entsprechenden Position befindlichen

Sammelsegments 6 auf eine solche Weise übertragen, dass die beiden

Elektrodenelemente 7 und 8 ein und desselben Sammelsegments 6 unterschiedliche Polarität aufweisen.

Die Schleifkontaktelemente 12 und 13 können z. B. auf hier nicht dargestellte, an den jeweiligen Segmenten 6 angeordnete Schleifgegenkontaktelemente zugreifen, die am seitlichen Rand des Segments in Bandlaufrichtung verlaufen.

Die Sammelsegmente 6 durchlaufen einen vorderen Sammelbereich 22, dem die erste Hochspannungsquelle 9 zugeordnet ist, und einen hinteren Ablegebereich 20, dem die zweite Hochspannungsquelle 10 zugeordnet ist. Es können sowohl im Sammelbereich 22 als auch im Ablegebereich 20 hier nicht dargestellte Mittel vorgesehen sein, die für einen elektrischen Kontakt zwischen den Sammelsegmenten 6, die sich im jeweiligen Bereich 20 bzw. 22 befinden und zur Partikelaufnahme bzw. zur Partikelablage eingesetzt werden, in der Weise sorgen, dass die Elektrodenpaare sämtlicher

Sammelsegmente 6, die sich zu einem bestimmten Zeitpunkt im jeweiligen Bereich 20 bzw. 22 befinden, mit derselben Potentialdifferenz beaufschlagt sind. Somit versorgt die erste Hochspannungsquelle 9 sämtliche Sammelsegmente 6, die sich auf der unteren Bahn des Sammelbereichs 22 befinden und die zweite Hochspannungsquelle 10 sämtliche Sammelsegmente 6, die sich auf der unteren Bahn des Ablegebereichs 20 befinden. Das Endlosband 5 wird an Umlenkrollen 14 bis 19 entlang geführt, wobei z. B. eine der Umlenkrollen 14 bis 19 als Antriebsrolle dienen kann.

Im hinteren Ablegebereich 20 ist unterhalb des Endlosbandes 5 ein

Partikelauffangbehälter 21 angeordnet. Um Platz für den Partikelauffangbehälter 21 zu schaffen, ist der hintere Ablegebereich 20 relativ zum vorderen Sammelbereich 22 abgewinkelt.

Der Partikelsammler 1 weist einen hier nicht dargestellten Antrieb für das Fahrwerk sowie ein ebenfalls nicht dargestelltes Steuermodul auf. Der Partikelsammler 1 verfügt vorzugsweise über eine eigene Energiequelle, z. B. über wieder aufladbare Batterien und kann vom Steuermodul gesteuert selbsttätig eine zu reinigende Fläche 23 systematisch abfahren.

Die Funktionsweise des Partikelsammlers 1 gemäß der Figuren 1 und 2 ist wie folgt: Der Partikelsammler 1 wird über das nicht dargestellte Steuermodul über die zu säubernde Fläche 23 geführt, während das Endlosband 5 kontinuierlich angetrieben wird. Sammelsegmente 6 werden im Sammelbereich 22 auf der unteren Bahn des Endlosbandes 5 an den Schleifkontakten 12 und 13 der ersten Hochspannungsquelle 9 entlang geführt. Hierdurch werden die Elektroden 7 und 8 mit einer Hochspannung mit entgegengesetzter Polarität versorgt, so dass ein starkes elektrisches Feld entsteht. Unterhalb des Sammelbereichs 22 befindliche Partikel 24 werden aufgrund einer Polarisation der Partikel 24 in Reaktion auf das elektrische Feld angezogen und haften zunächst am entsprechenden Sammelsegment 6.

Im Ablegebereich 20 wird das jeweilige Sammelsegment 6 von den

Schleifkontaktelementen 12 und 13 der zweiten Hochspannungsquelle 10 kontaktiert. Diese Hochspannungsquelle ist vom Steuermodul derart gesteuert, dass der zwischen den Elektrodenelementen 7 und 8 gegebene Absolutwert der Potentialdifferenz verringert und dabei das Vorzeichen der Potentialdifferenz mindestens einmal gewechselt wird. Die Kombination des Absenkens und des Vorzeichenwechsels führt zu einem zuverlässigen Ablösen der zuvor aufgesammelten Partikel 24, die im Ablegebereich 20 somit in den Partikelauffangbehälter 21 fallen. Auf diese Weise werden die Sammelsegmente 6 von den Partikeln 24 frei und sind für ein erneutes Aufsammeln von Partikeln 24 bereit. Auf diese Weise kann ein kontinuierlicher Betrieb erreicht werden, bis der Partikelauffangbehälter 21 weitgehend gefüllt ist.

Das Ablösen der Partikel 24 im Ablegebereich 20 kann zusätzlich durch einen Abstreifer 25 unterstützt werden, welcher mechanisch wirkt. Aufgrund der Bewegung des

Endlosbandes 5 muss der Abstreifer 25 selbst nicht verfahren werden.

Das Aufsammeln der Partikel 24 muss lediglich zum Entleeren des

Partikelauffangbehälters unterbrochen werden. Zum Entleeren kann der

Partikelsammler 1 zu einer Entsorgungsstelle verfahren werden. Dabei kann der Partikelsammler 1 z. B. mit seinem Sammelbereich 22 oberhalb eines größeren

Entsorgungsbehälters (hier nicht dargestellt) verfahren werden. Das Endlosband 5 wird dann in eine dem Sammellauf entgegengesetzte Entsorgungsrichtung gefahren, so dass sich der Partikelsammler 1 in einem Umkehrprozess befindet. Hierbei werden die Elektrodenelemente 7 und 8 im Ablegebereich 20 von der zweiten

Hochspannungsquelle 10 mit vorzugsweise konstanter Hochspannung versorgt. Die derart aufgeladenen Elektrodenelemente 7 und 8 werden aufgeladen und nehmen Partikel aus dem Partikelauffangbehälter 21 auf.

Im Sammelbereich 22 übernimmt dann die erste Hochspannungsquelle 9 die

Ablegefunktion, die die zweite Hochspannungsquelle 10 während des Sammelbetriebes durchführt. Hierfür wird der Absolutwert der Potentialdifferenz zwischen den beiden Elektrodenelementen 7 und 8 der den Sammelbereich 22 durchlaufenden

Sammelsegmente 6 verringert, wobei das Vorzeichen der Potentialdifferenz mindestens einmal gewechselt wird. Hierdurch ist ein gutes Ablösen der Partikel 24 gewährleistet. Zusätzlich kann ein hier nicht dargestelltes Abstreifelement vorgesehen werden.

Alternativ zum Umkehrprozess für die Entsorgung der aufgesammelten Partikel 24 kann der Partikelauffangbehälter 21 mechanisch entleert werden, z. B. mittels eines

Schiebeelements 26, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Drei Phasen des Verschiebens der aufgesammelten Partikel 24 sind in der Figurenfolge Fig. 3a), 3b) und 3c) dargestellt. Die zusammengeschobenen Partikel 24 gemäß Fig. 3c) können abgesaugt oder durch eine nicht dargestellte Öffnung im Partikelauffangbehälter 21 hindurch entsorgt werden.

Fig. 4 zeigt eine weitere alternative Entsorgungsform für die aufgesammelten und in Figur 4 nicht dargestellten Partikel. Hierzu wird der Partikelsammler 1 an eine

Absaugstation 27 angeschlossen, mit welcher die im Partikelauffangbehälter 21 befindlichen Partikel 24 abgesaugt werden. Die Absaugstation kann gleichzeitig mit einer hier nicht dargestellten Spannungsquelle zum Aufladen der Batterie des

Partikelsammlers 1 versehen sein. Das Andocken des Partikelsammlers 1 an die Entsorgungsstation kann vollautomatisch durch eine selbsttätige Navigation des

Partikelsammlers 1 erfolgen.

Die Figuren 5 und 6 zeigen in Aufsicht und in einer Seitenansicht schematisch eine zweite Ausbildungsform 28 eines Partikelsammlers. Der zweite Partikelsammler 28 weist drei Sammelsegmente 29 auf, die sich zu einer kreisrunden Fläche ergänzen. Ein Gehäuse 30 wird von drei Rädern 31 bis 33 getragen, von denen das Rad 33 das steuerbare Navigationsrad ist. Die Sammelsegmente 29 weisen jeweils zwei hier nicht gesondert dargestellte Elektrodenelemente auf, die mittels Kabeln 34 an jeweils eine Hochspannungsquelle 35 angeschlossen sind. Ein vorderer Sammelbereich 36 weist mindestens die Größe eines Sammelsegments 29 auf. Im Gehäuse 30 befindet sich ein Partikelauffangbehälter 37, der den Bereich unterhalb mindestens eines kompletten Sammelsegments 29 abdeckt.

Im Sammelmodus fährt der zweite Partikelsammler 28 in Pfeilrichtung, wobei jedes im Sammelbereich befindliche Sammelsegment 29 mit einer Hochspannung für die darin befindlichen Elektroden (hier nicht dargestellt) versorgt werden. Die Sammelsegmente 29 werden gemeinsam ständig um eine Mittelachse, welche senkrecht zu den

Sammelsegmenten 29 verläuft, zwischen zwei Endstellungen mit Wechsel der

Rotationsrichtung rotiert. Die Kabel 34 für die Zuleitung der Hochspannung müssen entsprechend lang ausgebildet sein, um diese Bewegung zu erlauben. Es ist vorteilhaft, die Kabel 34 im Bereich der Rotationsachse zu den Sammelsegmenten 29 zu führen. Befindet sich ein Sammelsegment 29 oberhalb des Partikelauffangbehälters 37, werden zum Abladen der aufgesammelten Partikel 24 der Absolutwert der Potentialdifferenz zwischen den beiden Elektroden eines Sammelsegments 29 verringert und dabei das Vorzeichen der Potentialdifferenz mindestens einmal gewechselt. Dieses Verfahren wird bei allen Ausbildungsformen der Partikelsammler durchgeführt. Zusätzlich kann ein in den Fig. 5 und 6 nicht dargestellter Abstreifer (analog zum Abstreifer 25 der Fig. 1 und 2) vorgesehen werden. Sammeln und Ablegen der Partikel 24 kann gleichzeitig erfolgen, wobei jeweils mindestens eines der Sammelsegmente 29 eine der Funktionen erfüllt.

Auch der zweite Partikelsammler 28 kann mittels eines hier nicht dargestellten

Steuermoduls selbstständig über eine zu säubernde Fläche 23 geführt werden, so dass ein Sammelroboter realisiert werden kann.

Die Figuren 7 und 8 zeigen eine dritte Ausführungsform 38 eines Partikelsammlers in Aufsicht und in Seitenansicht, der weitgehend übereinstimmend mit dem

Partikelsammler 28 der Figuren 5 und 6 gestaltet ist. Der Unterschied besteht darin, dass die elektrische Kontaktierung von Sammelsegmenten 39 über Schleifkontakte 40 erfolgt, so dass die Sammelsegmente 39 eine kontinuierliche Rotation in nur einer Richtung durchführen können.

Die Schleifkontakte 40 sind so gestaltet, dass auch hier jedes Sammelsegment 39 einer eigenen Hochspannungsquelle 41 zugeordnet ist, die dem entsprechenden

Sammelsegment 39 beim Aufsammeln der Partikel 24 eine konstante Hochspannung liefert. In Fig. 8 sind lediglich eine der Hochspannungsquellen 41 sowie zwei

Kontaktfedern 60 und zwei der notwendigen Schleifkontaktelemente 61 gezeigt. Beim Ablegen der aufgesammelten Partikel 24 in einen Partikelauffangbehälter 42 wird der Absolutwert der Potentialdifferenz abgesenkt, während gleichzeitig das Vorzeichen der Potentialdifferenz mindestens einmal gewechselt wird.

Die Figuren 9a) bis c) zeigen einen Partikelauffangbehälter 37, bei dem mittels eines Schiebeelements 43 die aufgesammelten Partikel 24 zur Entsorgung

zusammengeschoben werden. Die Partikel 24 können den Partikelauffangbehälter 37 durch eine nicht dargestellte Öffnung in einen Entsorgungsbehälter hinein verlassen. Alternativ werden sie aufgesaugt. Alternativ kann zur Entsorgung der aufgesammelten Partikel 24 ein Umkehrprozess gefahren werden, bei dem die Partikel 24 elektrostatisch durch die über den

Partikelauffangbehälter 42 befindlichen Sammelsegmente 29 oder 39 aufgesammelt und durch einen Ablegeprozess im eigentlichen Sammelbereich 36 z.B. in einen

Entsorgungsbehälter abgelegt werden.

Fig. 10 zeigt den zuvor in den Figuren 5 und 6 dargestellten Partikelsammler 28 an einer Absaugstation 44. In einer entsprechenden Weise ist auch die pneumatische Entsorgung der aufgesammelten Partikel bei dem in den Figuren 7 und 8 dargestellten Partikelsammler 38 möglich, der in Fig. 1 1 ebenfalls an der Absaugstation 44 dargestellt ist. Die Absaugstation 44 fährt in den Sammelbereich 36 des Partikelsammlers 28 in Fig. 10 bzw. des Partikelsammlers 38 in Fig. 1 1 ein und weist jeweils ein Vorderstück 45 auf, welches den in den Figuren 10 und 1 1 jeweils nicht dargestellten

Partikelauffangbehälter 37 bzw. 42 zumindest teilweise überdeckt, so dass ein

Absaugen der dort enthaltenen Partikel möglich ist.

Eine vierte Ausbildungsform 46 des Partikelsammlers zeigen die Figuren 12 und 13 in Aufsicht und Fig. 14 in Seitenansicht. Der Partikelsammler 46 umfasst ein erstes

Sammelsegment 47 sowie ein zweites Sammelsegment 48, die jeweils dreieckig ausgebildet sind. Die beiden Sammelsegmente 47 und 48 sind innerhalb eines

Gehäuses 49, welches in den Figuren 12 und 13 nicht dargestellt ist, zwischen einer ersten Sammelposition (Fig. 12) und einer zweiten Sammelposition (Fig. 13) hin und her verfahrbar. Der Partikelauffangbehälter 50 befindet sich in der Mitte zwischen diesen beiden Endpositionen.

Der Partikelsammler 46 ist über vordere Räder 51 und 52 und hintere lenkbare

Navigationsräder 53 und 54 gesteuert verfahrbar. Die Sammelsegmente 47 und 48 sind jeweils über eine Hochspannungsquelle 55 (Fig. 14) und über Kabel 56 mit

Hochspannung versorgt, so dass jeweils zwei in den Figuren 12 bis 14 nicht

dargestellte Elektrodenelemente je Sammelsegment 47 bzw. 48 an Hochspannung entgegengesetzter Polung anliegen. Die beiden Sammelsegmente 47 und 48 sind in Bezug auf die anliegende Hochspannung separat steuerbar. Die dreieckige Form der Sammelsegmente 47 und 48 ist besonders vorteilhaft für das Aufsammeln von Partikeln 24 in Eckbereichen, bevorzugten rechtwinkligen, deren Winkel mit dem Winkel an der Spitze des Dreiecks des jeweiligen Sammelsegments 47 bzw. 48 übereinstimmt. Fig. 12 zeigt mit dem Pfeil die Verfahrrichtung des

Partikelsammlers 46 an. Das erste Sammelsegment 47 ist in der ersten Sammelposition befindlich und kann auf diese Weise die Partikel 24 in der Ecke 57 problemlos vollständig aufsammeln.

Hiernach werden die Sammelsegmente 47 und 48 in die zweite Sammelposition verfahren, so dass das zweite Sammelsegment 48 zum Sammeln bereit ist.

Währenddessen fährt der Partikelsammler 46 von der Ecke 57 in Richtung des Pfeils in Fig. 13 und sammelt die Partikel 24 im freien Raum oder in einer weiteren Ecke auf. Während das eine der Sammelsegmente 47 oder 48 in Sammelbereitschaft in der ersten Sammelposition oder der zweiten Sammelposition ist, befindet sich das andere Sammelsegment 47 bzw. 48 oberhalb des Partikelauffangbehälters 50. Im Beispiel der Fig. 13 würde zum Ablegen der aufgesammelten Partikel der zwischen den Elektroden gegebene Absolutwert der Potentialdifferenz verringert und dabei das Vorzeichen der Potentialdifferenz mindestens einmal gewechselt, so dass die aufgesammelten Partikel 24 abfallen und in den Partikelauffangbehälter 50 gelangen. Zusätzlich kann ein

Abstreifer 58 vorgesehen werden, der aber aufgrund der mit Vorzeichenwechsel abgesenkten Potentialdifferenz nicht zwingend erforderlich ist.

Zum Entsorgen der im Partikelauffangbehälter 50 aufgesammelten Partikel sind wie bei den anderen Partikelsammlern 1 , 28, 38 insbesondere drei Alternativen denkbar.

So können in einer Umkehroperation mittels eines der oder beider Sammelsegmente 47 und 48 die im Partikelauffangbehälter 50 befindlichen Partikel 24 elektrostatisch aufgenommen und außerhalb des Partikelauffangbehälters 50 nach entsprechender Veränderung der Position des sammelnden Sammelsegments 47 oder 48 über einem hier nicht dargestellten Entsorgungsbehälter mit der oben beschriebenen Art und Weise der Absenkung des Potentials der hier nicht dargestellten Elektroden abgelegt werden. Alternativ können die im Partikelauffangbehalter 50 aufgesammelten Partikel 24 mittels eines Schiebeelements in eine Entsorgungsposition zusammengeschoben werden und dort abgesaugt oder über eine hier nicht dargestellte verschließbare Öffnung im

Partikelauffangbehalter 50 in einen Entsorgungsbehälter entleert werden.

Der Partikelsammler 46 kann jedoch auch an eine Absaugstation 58 angeschlossen werden, die mit ihrem Vorderstück 59 den Partikelauffangbehalter 50 überdeckt und den Partikelauffangbehalter auf diese Weise pneumatisch entleert.

Bezugszeichenliste

1 Partikel Sammler 38 Partikelsammler

2 Rad 39 Sammelsegment

3 Rad 40 Schleifkontakte

4 steuerbares Rad 41 Hochspannungsquelle

5 Endlosband 42 Partikelauffangbehälter

6 Sammelsegment 43 Schiebelement

7 Elektrodenelement 44 Absaugstation

8 Elektrodenelement 45 Vorderstück

9 erste Hochspannungsquelle 46 Partikelsammler

10 zweite Hochspannungsquelle 47 erstes Sammelsegment

1 1 Kontaktfeder 48 zweites Sammelsegment

12 Schleifkontaktelement 49 Gehäuse

13 Schleifkontaktelement 50 Partikelauffangbehälter

14 bis 19 Umlenkrollen 51 vorderes Rad

20 Ablegebereich 52 vorderes Rad

21 Partikelauffangbehälter 53 bis 54 steuerbare Hinterräder

22 Sammelbereich 55 Hochspannungsquelle

23 zu säubernde Fläche 56 Kabel

24 Partikel 57 Ecke

25 Abstreifer 58 Absaugstation

26 Schiebeelement 59 Vorderstück der

27 Absaugstation Absaugstation

28 Partikelsammler 60 Kontaktfeder

29 Sammelsegment 61 Schleifkontaktelement

30 Gehäuse

31 bis 32 Räder

33 steuerbares Rad

34 Kabel

35 Hochspannungsquelle

36 Sammelbereich

37 Partikelauffangbehälter