CN108720727A - 地面处理设备、蓄电池和电缆连接的电源装置组成的系统 - Google Patents

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CN108720727A CN201810330545.7A CN201810330545A CN108720727A CN 108720727 A CN108720727 A CN 108720727A CN 201810330545 A CN201810330545 A CN 201810330545A CN 108720727 A CN108720727 A CN 108720727A
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Abstract

本发明涉及一种由地面处理设备(1)、蓄电池(2)和电缆连接的电源装置(3)组成的系统，其中，地面处理设备(1)具有耗能器(4)和容纳区域(5)，用于选择性变换地容纳蓄电池(2)和电压供应装置(3)。为了使地面处理设备(1)在不需额外地调整耗能器(4)的情况下既能够利用蓄电池(2)又能够利用电缆连接的电压供应装置(3)运行，根据规定，电压供应装置(3)具有带有输出电压和最大输出电流的电源件(6)，所述输出电压和最大输出电流相当于蓄电池(2)的输出电压和最大输出电流。此外，本发明还涉及一种用于运行该系统的方法。

Description

地面处理设备、蓄电池和电缆连接的电源装置组成的系统
技术领域
本发明涉及一种由地面处理设备、蓄电池和电缆连接的电源装置组成的系统，其中，地面处理设备具有耗能器和容纳区域，用于选择性变换地容纳蓄电池和电压供应装置。
此外，本发明还涉及一种用于运行由地面处理设备、蓄电池和电缆连接的电压供应装置组成的系统的方法，其中，有选择性地通过电缆连接的电压供应装置或通过蓄电池为地面处理设备的耗能器供应能量，其方式在于，有选择性地将电缆连接的电压供应装置或蓄电池与地面处理设备的提供电连接部的容纳区域相连。
现有技术
上述类型的系统以及处理设备在现有技术中是已知的，在所述处理设备中能够有选择性地使用蓄电池或电压供应装置。
文献DE 10 2004 018 793 B4以及WO 2005/099547 A1公开了一种带有壳体的电气地面清洁设备，所述壳体具有容纳腔，能够有选择地将能量供应模块或电缆卷轴安装进所述容纳腔中。由此能够使得地面清洁设备配置为要么用于电网运行要么用于独立于电网的运行。能量供应模块是蓄电器、例如蓄电池、电池、燃料电池等。
上述现有技术中的弊端在于，独立于电网的能量供应模块和电缆卷轴提供不同的输出电压，也即一方面是通常的家用接头的电网电压、例如230伏特的交流电压，而另一方面是蓄电池或类似设备的输出电压，所述输出电压一方面低于电网电压并且另一方面作为直流电压被提供。因此必须将地面处理设备的耗能器设计为，该耗能器能够根据不同的输出电压被调整。这要求在制造地面处理设备时更高的费用。
发明内容
因此基于上述现有技术本发明所要解决的技术问题在于，提供一种地面处理设备以及由地面处理设备、蓄电池和电缆连接的电源装置组成的系统，在其中能够实现蓄电池和电缆连接的电源装置的交换，而无需调整地面处理设备的其他部件、尤其地面处理设备的耗能器。
为了解决上述技术问题而规定，电压供应装置具有带有输出电压和最大输出电流的电源件，所述输出电压和最大输出电流相当于蓄电池的输出电压和最大输出电流。
根据本发明，电缆连接的电压供应装置具有电源件，所述电源件将由家用接头提供的电压、在德国通常为230伏特的交流电压转换为与同样能和地面处理设备相连的蓄电池的输出电压相当的输出电压。例如输出电压可以是12伏特的直流电压。电源件优选是通常的开关电源件(Schaltnetzteil)。作为备选，还可以使用变压器电源件或电容器电源件。电缆连接的电压供应装置除了电源件之外还具有带有插头的电缆，利用所述插头能够将电源件与通常的家用插座相连。电压供应装置可以连同电源件、电缆和插头一起构造为结构单元，该结构单元能够总体上与地面处理设备相连。作为备选，电源件和电缆还可以通过连接装置可松脱地相互连接，从而使得电源件和电缆例如是独立的部件，所述部件能够相互独立地移动。在此还可行的是，电缆固定地安装在地面处理设备的内部，并且一旦电源件容纳在地面处理设备的容纳区域中时就得到与电源件的电连接。总体上通过为电缆连接的电压供应装置配备电源件所得到的优点在于，当蓄电池被电缆连接的电压供应装置替换或反之电压供应装置被蓄电池替换时，地面处理设备的其他部件、尤其耗电器不必被调整。
尤其规定，电源件具有交流电-直流电转换器。电源件由此不仅将由家用接头提供的电网电压降低至与蓄电池的输出电压相当的输出电压，而且还将家用接头的交流电同时转换为直流电。
此外还规定，地面处理设备的容纳区域是提供空腔的容纳凹腔，蓄电池或电压供应装置能够导入所述容纳凹腔中。地面处理设备由此具有空腔，蓄电池或电压供应装置能够插入所述空腔中。为此在地面处理设备的壳体中优选设置了容纳孔，所述容纳孔将空腔与环境连通。容纳孔还可以通过封闭件、尤其盖板等封闭，从而自外部形成地面处理设备的封闭的壳体。容纳区域有利地构造为，该容纳区域不具有这样的侧凹，所述侧凹可能会阻碍蓄电池或电压供应装置从容纳凹腔中的取出。容纳凹腔例如具有导轨、固持件等，所述导轨、固持件简化了蓄电池或电压供应装置向容纳凹腔的导入，并且有助于蓄电池或电压供应装置的移动，从而使蓄电池或电压供应装置的电触点与地面处理设备的相适配的电触点形成接触。作为将容纳区域构造为容纳凹腔的备选，容纳区域原则上还可以自外部构造在地面处理设备的壳体上，例如其方式在于，地面处理设备的用于与蓄电池或电压供应装置相连的电触点向外突伸，从而使蓄电池或电压供应装置自外部布置在地面处理设备上。
尤其规定，蓄电池、电压供应装置和容纳凹腔相互形状适配地构造。根据该设计方式，容纳凹腔具有优选蓄电池或电缆连接的电压供应装置的外轮廓的阴模。容纳凹腔无侧凹地构造，从而使蓄电池或电压供应装置能够轻松地导入容纳凹腔中并且又从容纳凹腔中取出。容纳凹腔和蓄电池或电压供应装置的相适配的形状尤其具有形状编配，所述形状编配仅允许蓄电池或电压供应装置在容纳凹腔中的唯一一个定向。由此确保，用户正确地将蓄电池或电压供应装置导入容纳凹腔中，也即使得蓄电池和电压供应装置的电触点与地面处理设备的电触点形成接触。此外，只要蓄电池或电压供应装置安装在容纳凹腔中，形状适配的构造还避免了灰尘、污垢和/或其他外来异物进入容纳凹腔。作为备选还可行的是，在容纳凹腔内部布置一个或多个固持装置，所述固持装置一方面与蓄电池和电压供应装置的外轮廓相匹配，并且另一方面与容纳凹腔的内轮廓相匹配，从而使蓄电池或电压供应装置尽可能无缝隙地固持在不同成型的容纳凹腔的内部。
此外还规定，地面处理设备的容纳区域至少部分被与风扇流体连接的抽吸通道或与抽吸通道流体连接的抽吸辅助通道贯穿。根据第一备选方案，容纳区域至少部分地位于与风扇流体连接的抽吸通道的内部。该抽吸通道可以例如从地面处理设备的抽吸口导引至风扇。风扇有利地是地面处理设备的风扇，然而也可以是布置在地面处理设备外部的风扇，例如基站的风扇，所述风扇在布置在地面处理设备中的蓄电池充电时实现蓄电池的冷却和/或地面处理设备的集尘容器的抽吸。有利地，地面处理设备的容纳区域构成抽吸通道的部分区段。在此情况下规定，蓄电池和/或电压供应装置具有空心筒状的和/或隧道状的子区域，所述子区域可以被流经抽吸通道的空气穿流。由此实现了对蓄电池或电缆连接的电压供应装置的特别有效的冷却。根据后者所述的实施方式，容纳区域不直接容纳在地面处理设备的抽吸通道中，而是事实上至少部分位于抽吸辅助通道的内部，所述抽吸辅助通道从上述抽吸通道中分出，从而使空气流的至少一部分流动经过抽吸辅助通道并且由此流动经过容纳区域。在此情况下还实现了对在容纳区域中安装的蓄电池或安装的电缆连接的电压供应装置的冷却。
此外还规定，蓄电池和电压供应装置具有相互适配的电触点，通过所述电触点能够将用于充电过程的蓄电池与电压供应装置相连。根据该设计方式，电缆连接的电压供应装置还构造用于蓄电池的充电。如果电压供应装置恰好不用于地面处理设备的电压供应，电压供应装置由此可以用于蓄电池的充电。所述充电优选可以在地面处理设备外部进行。在此情况下，电压供应装置形成用于蓄电池的自有的充电站。蓄电池出于与电压供应装置电连接的目的而具有相适配的电触点。
此外还可以规定，由地面处理设备、蓄电池和电缆连接的电压供应装置组成的系统此外还具有用于为蓄电池充电的基站，所述基站具有用于与蓄电池和/或地面处理设备电连接的电触点。基站可以在特别简单的情况下是电缆连接的电压供应装置，所述电压供应装置还可以导入地面处理设备中。然而作为备选，基站也可以除了用于蓄电池的充电功能之外还具有其他的服务装置、例如用于容纳来自地面处理设备中的抽吸物的集尘容器等。基站具有电触点，所述电触点能够与蓄电池或地面处理设备的相应的电触点相连接。由此基站能够要么直接与蓄电池相连，例如通过将蓄电池安装进基站，或者与地面处理设备相连，所述地面处理设备从其自身方面则包含蓄电池。如果地面处理设备例如当前借助电缆连接的电压供应装置以电网运行方式运行，则当前不被需要的蓄电池在基站上充电。如果蓄电池位于地面处理设备中，基站能够与地面处理设备相连，从而使蓄电池能够在其位于地面处理设备内部的位置上充电。地面处理设备可以优选具有磁性或可磁化的电触点，所述电触点能够与基站的相应的电触点相连。由此通过磁性连接实现了相适配的电触点的聚合和固持。
此外还规定，地面处理设备具有附件设备和能被电网电压加载的电力线，所述电力线导引至附件设备。通过该设计能够将附件设备连接在地面处理设备上，所述附件设备仅能以正常的电网电压、例如230伏特的交流电压运行。为实现这一点，电网电压并行地导入附件设备。地面处理设备由此具有两个可能的电压接头，也即一方面是具有例如230伏特交流电压的电网电压供应，并且另一方面是具有较低直流电压、例如12伏特的电压供应。就附件设备的电压加载来说优选的是，从地面处理设备至附件设备的电压线路能够有选择性地加载不同的电压。还可以涉及已经提及的电网电力线。
在此情况下优选的是，地面处理设备构造具有用于被连接的附件设备的识别装置。为此还可以从附件设备设置通向地面处理设备的控制装置的通信连接。此外，附件设备还可以具有附件控制装置，所述附件控制装置具体而言通过通信线路将信息传递至地面处理设备的控制装置。为此的更多细节参照未提前公开的德国专利申请10 2015 118 643，其公开内容也应该完全包含在本申请的公开内容中，而且出于该目的，在先申请的技术特征也应该包含在本申请的权利要求中。
在地面处理设备中，鉴于地面处理设备的控制装置，可以例如以被存储数据的形式设置：分别与地面处理设备相连的附件设备需要何种运行电压。地面处理设备的控制设备可以由此控制开关，所述开关使电压线路被针对附件设备合适的电压加载。尤其可以涉及直流低电压(通常小于120V)，如其通常由蓄电池所提供的，或者涉及在相应环境中常见的电网电压、也即尤其230V，而且通常是交流电压。如果由此例如识别到，附件设备需要电网电压、例如230V的交流电，然而地面处理设备又没有连接在电网上，则不进行对附件设备的电压供应。可以通过地面处理设备向用户发出相关的信号或进行相应的提示，例如在显示器上。因为进一步优选还设置变压器，相对地通常可以始终实现DC低电压运行(直流电压)对附件设备的供应，因为可以要么将电网电压适当降压，要么舍弃电压线路、直接由蓄电池提供的电压。此外，除了上述系统之外，本发明还提供了一种用于运行由地面处理设备、蓄电池和电缆连接的电压供应装置组成的系统的方法，其中，有选择性地通过电缆连接的电压供应装置或通过蓄电池为地面处理设备的耗能器供应能量，其方式在于，有选择性地将电缆连接的电压供应装置或蓄电池与地面处理设备的提供电连接部的容纳区域相连，其中，电缆连接的电压供应装置的电源件提供输出电压和最大输出电流，所述输出电压和最大输出电流相当于蓄电池的输出电压和最大输出电流。如上关于根据本发明的系统所述，在此给出一种方法，在所述方法中，地面处理设备有选择性地利用蓄电池或利用电缆连接的电压供应装置运行，然而不必改变地面处理设备的其他部件、尤其耗能器。电缆连接的电压供应装置则提供输出电压和最大输出电流，所述输出电压和最大输出电流相当于蓄电池的输出电压和最大输出电流。由此蓄电池可以在无需其他措施的情况下替换为电压供应装置，并且相反地电压供应装置可以在无需其他措施的情况下替换为蓄电池。电缆连接的电压供应装置的电源件将由家用接头所提供的电网电压转换为地面处理设备的耗能器运行所需的电压。为了使蓄电池换为电压供应装置或反之将电压供应装置换为蓄电池，蓄电池或电压供应装置优选被导入地面处理设备的提供空腔的容纳凹腔中，从而能够在电压供应装置或蓄电池与地面处理设备的耗电器之间建立电连接。例如蓄电池的电触点可以连接在容纳凹腔的电连接装置上，所述电连接装置又具有与耗能器的电连接。在地面处理设备的运行过程中，容纳区域可以被朝风扇流动的抽吸空气流穿流，从而使布置在容纳区域中的蓄电池或布置在容纳区域中的电压供应装置有利地冷却。
附图说明
以下结合实施例对本发明进行更详尽的阐述。在附图中：
图1示出自外部观察的根据本发明的地面处理设备的立体图，
图2示出根据第一实施方式的具有蓄电池的地面处理设备的纵剖图，
图2a示出根据图2的地面处理设备的放大局部，
图3示出根据另一种实施方式的具有电缆连接的电压供应装置的地面处理设备的纵剖图，
图4示出布置在基站上的地面处理设备的纵剖图，
图4a示出根据图4的地面处理设备的放大局部，
图5示出根据另一种实施方式的地面处理设备的纵剖图，
图5a示出根据图5的地面处理设备的放大局部，
图6示出根据另一种实施方式的地面处理设备的纵剖图，
图6a示出根据图6的地面处理设备的放大局部，和
图7示出涉及一种实施方式的对应于图2的视图，其具有用于对附件设备进行不同的电压加载的构造。
具体实施方式
图1示出一种地面处理设备1，所述地面处理设备在此构造为家用吸尘器。地面处理设备1具有基础设备10和附件设备11，所述基础设备和附件设备通过共同的耦连区域22相互连接。基础设备10具有杆件18，所述杆件能够可伸缩地构造，以便用户能够根据其身高调整杆件18的高度。在杆件18上布置手柄19，用户可以在使地面处理设备1在待清洁表面上移动时抓握在所述手柄上。在此用户通常交替地将地面处理设备1从其自身推开并且拉回。电缆16导引通过杆件18，所述电缆在端部区域上具有用于正常的家用插座连接的插头17。
在正常的抽吸运行过程中，地面处理设备1在待清洁表面上移动，其中，地面处理设备1借助布置在附件设备11上的滚轮20在表面上行驶。构造在附件设备11上的面向待清洁表面的抽吸口21用于将抽吸物容纳在地面处理设备1的抽吸物腔(未示出)中。
图2示出根据本发明的地面处理设备1的第一实施方式的纵剖图。地面处理设备1具有蓄电池2，所述蓄电池固持在地面处理设备1的容纳区域5中，也即容纳在具有空腔的容纳凹腔14中。如图2a放大所示，蓄电池2具有电触点9，所述电触点能够与地面处理设备1的相适配的突伸进容纳凹腔14中的电触点8相连接。借助蓄电池2能够驱动地面处理设备1的耗能器、例如用于风扇13的电机(参照图5和6)。蓄电池2在此例如具有作为输出电压的12伏特的直流电压。风扇13用于形成地面处理设备1的抽吸通道7内部的负压，从而使抽吸物能够从待清洁表面被吸入地面处理设备1中。
图3示出地面处理设备1的第二实施方式，其中，蓄电池2被电缆连接的电压供应装置3替换。电压供应装置3具有电源件6以及带有插头17的电缆16。电源件6在此是开关电源件，所述电源件例如将家用电压从230伏特的交流电压变换为例如12伏特的直流电压，从而使电压供应装置3的输出电压相当于蓄电池2的输出电压。为了对输入交流电压进行整流，电源件6具有交流电-直流电转换器(ACDC转换器)。电源件6具有电触点23，所述电触点能够与容纳凹腔14或电缆16的电触点8相连。
地面处理设备1的容纳凹腔14相对于根据图2的蓄电池2和根据图3的电压供应装置3形状适配地构造，从而使容纳凹腔14的内轮廓基本上对应于蓄电池2或电压供应装置3的外轮廓。容纳凹腔14不具有侧凹，所述侧凹可能妨碍蓄电池2或电压供应装置3从地面处理设备1中的取出。
有选择地由蓄电池2或电缆连接的电压供应装置3所提供的输出电压可以加载在耗能器4上。由此除了蓄电池运行之外还可以实现地面处理设备1的电网运行。蓄电池2可以在不提高地面处理设备1的重量和体积的情况下更换为电缆连接的电压供应装置3。电压供应装置3基于容纳在容纳区域5中的电源件6配备有与蓄电池2相同构造的尺寸。电源件6和蓄电池2的输出电压和最大输出电流强度相当。
图4和图4a示出蓄电池2在基站15上的充电运行。蓄电池2在此在充电运行过程中被容纳在地面处理设备1中，其中，地面处理设备1从其自身方面悬挂在基站15上，该基站又紧固在墙壁12上。地面处理设备1在容纳凹腔14的区域中具有向外导引的电触点24，所述电触点在充电过程中与基站15的相应的电触点25相连。位于地面处理设备1中的蓄电池2由此可以借助基站15充电。作为备选还可行的是，蓄电池2直接与基站15相连，而无需将蓄电池2安装在地面处理设备1中。
图5、5a、6和6a示出地面处理设备1的另一种实施方式。地面处理设备1在此与电缆连接的电压供应装置3相连。电压供应装置3的电触点23(例如借助电缆连接)与从容纳凹腔14向外导引的电触点26形成电连接，所述电触点26也用于接触蓄电池2的电触点9。通过该设计能够使电源件6与自外部布置在地面处理设备1上的蓄电池2相连，以便对地面处理设备充电。因此如果电压供应装置3当前不用于地面处理设备1的抽吸运行，电压供应装置可以用作蓄电池的充电设备。然而作为备选还可以规定，电缆连接的电压供应装置3相对于地面处理设备1独立地用作用于蓄电池2的充电设备。为此目的，蓄电池2电触点9还可以连接在电缆连接的电压供应装置3的电触点23或26上。
在图6和6a所示的充电运行过程中，电缆连接的电压供应装置3一方面借助电缆16和插头17连接在通常的家用插座上。电压供应装置3的电源件6将由提供给家用插座的电网电压转换为具有较低数值的直流电压，所述数值相当于蓄电池2的电压。所连接的蓄电池2由此可以借助电缆连接的电压供应装置3重新充电。
借助图7示出一种实施方式，其中，地面处理设备的控制电子器件27可以作用在开关28上，用于从地面处理设备1至附件设备11的电压线路方面的转接。电压尤其能够在电网电压(也即例如230V，有时通过线路30获得)与蓄电池电压或者说直流低电压(通过线路31获得)之间切换。通过线路31还能够将必要时通过变压器降压的且优选整流的电网电压进行传导。
在地面处理设备1与附件设备11之间可以设置用于通信线路的通信接口，如具体在文献DE 10 2015 118 643中所述。
附图标记清单
1 地面处理设备
2 蓄电池
3 电压供应装置
4 耗能器
5 容纳区域
6 电源件
7 抽吸通道
8 电触点
9 电触点
10 基础设备
11 附件设备
12 壁
13 风扇
14 容纳凹腔
15 基站
16 电缆
17 插头
18 柄部
19 把手
20 滚轮
21 抽吸口
22 耦连区域
23 电触点
24 电触点
25 电触点
26 电触点
27 控制电子器件
28 开关
29 电力线
30 线路
31 线路

Claims (10)

1.一种由地面处理设备(1)、蓄电池(2)和电缆连接的电源装置(3)组成的系统，其中，地面处理设备(1)具有耗能器(4)和容纳区域(5)，所述容纳区域用于可选择性变换地容纳蓄电池(2)和电压供应装置(3)，其特征在于，电压供应装置(3)具有带有输出电压和最大输出电流的电源件(6)，所述输出电压和最大输出电流相当于蓄电池(2)的输出电压和最大输出电流。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，电源件(6)具有交流电-直流电转换器。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，容纳区域(5)是提供空腔的容纳凹腔(14)，蓄电池(2)或电压供应装置(3)能够导入所述容纳凹腔中。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，蓄电池(2)、电压供应装置(3)和容纳凹腔(14)相互形状适配地构造。
5.根据上述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，地面处理设备(1)的容纳区域(5)至少部分被与风扇(13)流体连接的抽吸通道(7)贯穿或被与抽吸通道(7)流体连接的抽吸辅助通道贯穿。
6.根据上述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，蓄电池(2)和电压供应装置(3)具有相互适配的电触点(9、23、26)，通过所述电触点能够为了充电过程将蓄电池(2)与电压供应装置(3)相连。
7.根据上述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，该系统具有用于为蓄电池充电(2)的基站(15)，所述基站具有用于与蓄电池(2)和/或地面处理设备(1)电连接的电触点(25)。
8.根据上述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，地面处理设备(1)具有附件设备(11)和能被电压、必要时电网电压加载的电力线(29)，所述电力线导引至附件设备(11)。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，电力线(29)能够可选择地被不同的电压加载。
10.一种用于运行由地面处理设备(1)、蓄电池(2)和电缆连接的电压供应装置(3)组成的系统的方法，其中，有选择性地通过电缆连接的电压供应装置(3)或通过蓄电池(2)为地面处理设备(1)的耗能器(4)供应能量，其方式在于，有选择性地将电缆连接的电压供应装置(3)或蓄电池(2)与地面处理设备(1)的提供电连接部的容纳区域(5)相连，其特征在于，电缆连接的电压供应装置(3)的电源件(6)提供输出电压和最大输出电流，所述输出电压和最大输出电流相当于蓄电池(2)的输出电压和最大输出电流。
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