DE102011017803A1 - Network-independently operated vacuum cleaner i.e. hand-held vacuum cleaner, has voltage regulator for reducing battery voltage provided by battery to operating voltage lying at electric motor in standard operating mode - Google Patents

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Roland Illig
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Abstract

The vacuum cleaner i.e. hand-held vacuum cleaner (2), has a battery (4) designed with predetermined end-of-discharge voltage, and an electric motor (6) e.g. inverse-speed motor, for driving a fan of the vacuum cleaner. A voltage regulator (8) reduces battery voltage provided by the battery to operating voltage lying at the electric motor in a standard operating mode, where operating voltage lies below the end-of-discharge voltage. An operating mechanism (14) is provided for activating additional operating mode of the vacuum cleaner and/or the voltage regulator. An independent claim is also included for a method for operating an electric motor of a vacuum cleaner.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung befassen sich mit netzunabhängig betreibbaren Staubsaugern, insbesondere mit von einem Akkumulator gespeisten Hand- und Bodenstaubsaugern.Exemplary embodiments of the present invention are concerned with vacuum cleaners that can be operated independently of the mains, in particular with hand-held and vacuum cleaners powered by a rechargeable battery.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Netzunabhängige Staubsauger werden häufig von Akkumulatoren mit Energie versorgt. Akkumulatoren sind wiederaufladbare Energiespeicher, die im vollständig geladenen Zustand eine vom Akkumulatortyp abhängige Leerlaufspannung je Akkumulatorzelle bereitstellen. Während der Entladung des Akkumulators variiert die Klemmenspannung, diese ist also vom Entladungszustand abhängig. Ferner variiert die Klemmenspannung abhängig von der elektrischen Last, mit der der Akkumulator belastet wird. Allgemein gesprochen nimmt die von einem Akkumulator bereitgestellte Akkumulatorspannung kontinuierlich ab, während der Akkumulator entladen wird. Die Spannung, die der Akkumulator bereitstellt, wenn die in dem Akkumulator gespeicherte Ladung fast vollständig entnommen wurde, bezeichnet man als Entladeschlussspannung. Bei dieser Spannung sollte der Akkumulator nicht mehr belastet werden bzw. bei Erreichen dieser Spannung kann der Akkumulator keine Leistung mehr liefern.Off-grid vacuum cleaners are often powered by accumulators with energy. Accumulators are rechargeable energy stores that provide a battery-type dependent idle voltage per battery cell in the fully charged state. During discharge of the accumulator, the terminal voltage varies, so this depends on the discharge state. Furthermore, the terminal voltage varies depending on the electrical load with which the accumulator is loaded. Generally speaking, the accumulator voltage provided by an accumulator continuously decreases while the accumulator is being discharged. The voltage which the accumulator provides when the charge stored in the accumulator has been almost completely removed is referred to as the discharge end voltage. At this voltage, the battery should no longer be charged or upon reaching this voltage, the battery can deliver no more power.

Bei der Anwendung in netzunabhängig betreibbaren Staubsaugern bedeutet dies, dass ein mit dem Akkumulator direkt verbundener Elektromotor zum Antreiben eines Gebläses des Staubsaugers während der Entladung des Akkumulators in seiner Drehzahl bzw. seiner Leistung variiert. Dies führt zum einen dazu, dass der Staubsauger unterschiedliche Saugleistung abgibt, je nachdem, in welchem Ladezustand der Akkumulator sich gerade befindet, was von einem Benutzer als unerwünschte Variation der Saugleistung empfunden wird. Ferner führt dies dazu, dass der Elektromotor des Staubsaugers zu einem Großteil der Zeit nicht an seinem optimalen Betriebspunkt, also an dem Betriebspunkt, bei dem das Verhältnis von Leistungsaufnahme zu Leistungsabgabe optimal ist, betrieben wird. Dies wiederum führt zu einer Verkürzung der Gesamtlaufzeit, die mit einer vollständigen Akkuladung erzielt wenden kann.When used in autonomously operable vacuum cleaners, this means that an electric motor directly connected to the accumulator for driving a blower of the vacuum cleaner varies during the discharge of the accumulator in its speed or its power. On the one hand, this results in the vacuum cleaner emitting different suction power, depending on in which state of charge the accumulator is currently located, which is perceived by a user as an undesirable variation of the suction power. Furthermore, this leads to the fact that the electric motor of the vacuum cleaner for a large part of the time is not operated at its optimum operating point, ie at the operating point at which the ratio of power consumption to power output is optimal. This in turn leads to a shortening of the total runtime, which can be achieved with a full battery charge.

Um bei einem sowohl mit Netzspannung als auch mit einer Batteriespannung betreibbaren Staubsauger sicherzustellen, dass die Saugleistung im Netz- und im Batteriebetrieb ähnlich ist, schlägt die internationale Patentanmeldung WO 2008147108 A1 vor, die Netzspannung in eine Gleichspannung umzuwandeln, die eine ähnliche Höhe aufweist, wie die von einer Batterie gelieferte Gleichspannung. Dadurch ist sowohl im Netz- als auch im Batteriemodus die wahrgenommene Saugleistung ähnlich ist.In order to ensure that the suction power is similar in mains and battery operation at a vacuum cleaner which can be operated both with mains voltage and with a battery voltage, the international patent application suggests WO 2008147108 A1 to convert the mains voltage into a DC voltage having a similar height as the DC voltage supplied by a battery. As a result, the perceived suction power is similar in both the mains and battery modes.

Ein ähnliches Konzept beschreibt auch die internationale Patentanmeldung WO 2008147106 A1 , bei der das von einem Reluktanz-Motor erzeugte Drehmoment im Netzbetrieb und im Batteriebetrieb durch Variation der Höhe der an den Motor angelegten Spannungen näherungsweise konstant gehalten wird.A similar concept also describes the international patent application WO 2008147106 A1 in which the torque generated by a reluctance motor is kept approximately constant in mains operation and in battery operation by varying the level of the voltages applied to the motor.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, die Saugleistung eines netzunabhängig betreibbaren Staubsaugers während des netzunabhängigen Betriebs konstant zu halten und eine erzielbare Laufzeit im netzunabhängigen Betrieb zu verbessern.Based on this prior art, the invention is based on the object to keep the suction power of a network independently operable vacuum cleaner during off-grid operation constant and to improve an achievable runtime in network-independent operation.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung erreichen dies, indem ein Akkumulator mit einer vorbestimmten Entladeschlussspannung verwendet wird, um einen Elektromotor zum Antreiben eines Gebläses des Staubsaugers mit Energie zu versorgen. Dabei wird von einem Spannungsregler die von dem Akkumulator bereitgestellte Akkumulatorspannung auf eine an dem Elektromotor anliegende Betriebsspannung herabgesetzt, welche unterhalb der Entladeschlussspannung liegt.Some embodiments of the invention accomplish this by using a rechargeable battery having a predetermined discharge end voltage to power an electric motor for driving a fan of the vacuum cleaner. In this case, the accumulator voltage provided by the accumulator is reduced by a voltage regulator to a voltage applied to the electric motor operating voltage, which is below the discharge end voltage.

Dies bewirkt, dass im Normalbetrieb zu jedem Zeitpunkt während der kontinuierlichen Entladung des Akkumulators eine Betriebsspannung für den Motor verwendet werden kann, bei der der Motor im Arbeitspunkt mit dem höchstmöglichen Wirkungsgrad betrieben wird. Durch die Regelung der Akkumulatorspannung auf eine unterhalb der Entladeschlussspannung des Akkumulators liegenden Spannung wird zu jedem Zeitpunkt dieselbe Spannung an den Eingangsklemmen des Elektromotors zur Verfügung gestellt, sodass der Elektromotor so ausgelegt werden kann, dass dieser bei der Betriebsspannung mit dem optimalen Wirkungsgrad betrieben wird. Dies führt neben der konstanten Saugkraft über den gesamten Entladezyklus des Akkumulators auch zu einer Erhöhung der Gesamtlaufzeit, die mit einer vollständigen Ladung des Akkumulators erzielt werden kann, da der Motor jederzeit mit maximaler Effizienz betrieben werden kann.This has the effect that in normal operation at any time during the continuous discharge of the accumulator, an operating voltage for the motor can be used, in which the motor is operated at the operating point with the highest possible efficiency. By regulating the battery voltage to a voltage lying below the discharge end voltage of the battery, the same voltage is provided at the input terminals of the electric motor at all times, so that the electric motor can be designed so that it is operated at the operating voltage with the optimum efficiency. In addition to the constant suction force over the entire discharge cycle of the accumulator, this also leads to an increase in the overall running time, which can be achieved with a complete charge of the accumulator, since the motor can be operated at maximum efficiency at any time.

Mit anderen Worten führt dies zu einer besseren Performance des Staubsaugers und die Leistung lässt nicht mit sinkender Batteriespannung bzw. Akkumulatorspannung nach.In other words, this leads to a better performance of the vacuum cleaner and the performance does not diminish with decreasing battery voltage or accumulator voltage.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung ist der Spannungsregler darüber hinaus ausgebildet, um in einem zusätzlichen Betriebsmodus eine Betriebsspannung zu erzeugen, die oberhalb der Entladeschlussspannung des Akkumulators liegt. Dies kann beispielsweise bewirken, dass eine kurzfristig benötigte höhere Saugleistung zur Verfügung gestellt werden kann. Trotzdem wird in der weitaus überwiegenden Zeit des Normalbetriebs die optimale Effizienz des Staubsaugers sichergestellt. D. h. mit anderen Worten, es kann beispielsweise in einem so genannten ”Boost-Modus” eine höhere Spannung als in einem Normalbetrieb an den Motor angelegt werden, um bei Bedarf eine stärkere Saugleistung zur Verfügung zu stellen.In further embodiments of the invention, the voltage regulator is further configured to generate an operating voltage in an additional operating mode, which is above the discharge end voltage of the accumulator is located. This can, for example, cause a short-term required higher suction power can be provided. Nevertheless, the optimal efficiency of the vacuum cleaner is ensured in the vast majority of normal operation. Ie. in other words, in a so-called "boost mode", for example, a higher voltage can be applied to the motor than in a normal mode, in order to provide a stronger suction power if required.

Dabei kann beispielsweise die an den Klemmen des Akkumulators anliegende Spannung direkt mit dem Motor verbunden werden, um einen Gleichstrommotor, beispielsweise einen Reihenschlussmotor oder ein Nebenschlussmotor, mit erhöhter Drehzahl zu betreiben.In this case, for example, the voltage applied to the terminals of the accumulator voltage can be connected directly to the motor to operate a DC motor, such as a series motor or a shunt motor, with increased speed.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung wird die Spannungsregelung mittels der Pulsweitenmodulation (PWM) erzielt. D. h., einen ersten Bruchteil eines vorgegebenen Regelintervalls wird die von dem Akkumulator bereitgestellte Akkumulatorspannung entweder direkt an den Elektromotor oder an ein Spannungsglättungselement angelegt, während im restlichen Bruchteil des Regelintervalls keine Spannung an den Elektromotor bzw. an das Spannungsglättungselement angelegt wird. Das Verhältnis derjenigen Zeit, in der die Spannung an den Motor angelegt wird zu der Dauer des Regelintervalls wird als „Duty-Cycle” bezeichnet. Wird die Akkumulatorspannung die gesamte Dauer des Regelintervalls direkt an den Elektromotor angelegt, beträgt der „Dutty-Cycle” also 100%. Prinzipiell kann mit der Pulsweitenmodulation so die Betriebsspannung am Elektromotor zwischen 0 Volt und der Akkumulatorspannung geregelt werden. Dabei soll als die von dem Spannungsregler erzeugte Betriebsspannung die über eine vollständige Dauer des Regelintervalls gemittelte Spannung an einem Ausgang des Spannungsreglers verstanden werden, die sich somit also aus der Akkumulatorspannung und dem gewählten Duty-Cycle ergibt. Zur Glättung der Spannung können optional Spannungsglättungselemente wie zusätzliche Kondensatoren oder dergleichen verwendet werden. Bei Alternativen Ausführungsbeispielen wird die pulsweitenmodulierte Spannung direkt an den Elektromotor angelegt, da eine Glättung durch die Kapazitäten und Induktivitäten des Elektromotors selbst erzielt werden kann.In further embodiments of the invention, the voltage regulation by means of the pulse width modulation (PWM) is achieved. That is, a first fraction of a predetermined control interval, the battery voltage provided by the accumulator is applied either directly to the electric motor or to a voltage smoothing element, while in the remaining fraction of the control interval, no voltage is applied to the electric motor or to the voltage smoothing element. The ratio of the time in which the voltage is applied to the motor at the duration of the control interval is referred to as "duty cycle". If the accumulator voltage is applied directly to the electric motor for the entire duration of the control interval, the "Dutty Cycle" is therefore 100%. In principle, the operating voltage at the electric motor between 0 volt and the accumulator voltage can be regulated with the pulse width modulation. It should be understood as the voltage generated by the voltage regulator over a full duration of the control interval averaged voltage at an output of the voltage regulator, which thus thus results from the battery voltage and the selected duty cycle. To smooth the voltage, optional voltage smoothing elements such as additional capacitors or the like can be used. In alternative embodiments, the pulse width modulated voltage is applied directly to the electric motor since smoothing by the capacitances and inductances of the electric motor itself can be achieved.

Gegenüber herkömmlichen Regelungen der Drehzahl von Gleichstrommotoren, bei denen beispielsweise unterschiedliche ohmsche Widerstände oder Dioden in Reihe mit dem Elektromotor geschalten werden, hat die Pulsweitenmodulation den Vorteil, dass durch die Regelung selbst nur eine minimale Energie des Akkumulators verbraucht wird. Die bei der Pulsweitenmodulation zur Schaltung der Spannungen verwendeten Transistoren können jeweils in ihrer Sättigung betrieben werden, was nur minimale Schaltverluste mit sich bringt.Compared to conventional control of the speed of DC motors, in which, for example, different ohmic resistors or diodes are connected in series with the electric motor, the pulse width modulation has the advantage that only a minimum energy of the accumulator is consumed by the scheme itself. The transistors used in the pulse width modulation for switching the voltages can each be operated in their saturation, resulting in minimal switching losses.

Zum Aktivieren des zusätzlichen Betriebsmodus weisen einige Ausführungsbeispiele der Erfindung einen Betätigungsmechanismus auf, der beispielsweise bei einer Spannungsvariation mittels Pulsweitenmodulation einen Duty-Cycle des Spannungsreglers zwischen 90% und 100%, bevorzugt von 100% bewirkt. Dabei kann der Betätigungsmechanismus beispielsweise ein von einem Bediener manuell zu betätigender Mechanismus wie beispielsweise ein Druckschalter, ein Druckknopf, ein Kippschalter, ein Hebel oder eine Sensortaste sein.In order to activate the additional operating mode, some embodiments of the invention have an actuating mechanism which, for example in the case of voltage variation by means of pulse width modulation, effects a duty cycle of the voltage regulator between 90% and 100%, preferably 100%. In this case, the actuating mechanism may be, for example, a mechanism to be manually operated by an operator, such as a pressure switch, a push button, a toggle switch, a lever or a sensor key.

Bei Alternativen Ausführungsbeispielen kann der Betätigungsmechanismus einen System aus einem Sensor und einer Logik sein, welches den zusätzlichen Betriebsmodus (den ”Boost-Modus”) automatisch aktiviert, wenn eine Verringerung der effektiven Saugleistung festgestellt wird.In alternative embodiments, the actuation mechanism may be a system of a sensor and logic which automatically activates the additional mode of operation (the "boost mode") when a decrease in the effective suction power is detected.

Zusammengefasst ermöglichen Ausführungsbeispiele der Erfindung, einen netzunabhängig betreibbaren Staubsauger während der gesamten mittels einer Akku-Ladung erzielbaren Betriebsdauer mit konstanter Saugkraft zu betreiben und eine optimale Gesamtlaufzeit zu erzielen. Gleichzeitig ist die Möglichkeit einer kurzzeitigen Leistungserhöhung gegeben.In summary, embodiments of the invention make it possible to operate a vacuum cleaner which can be operated independently of the mains during the entire service life achievable by means of a rechargeable battery charge with constant suction power and to achieve an optimum overall running time. At the same time there is the possibility of a short-term increase in capacity.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend an Hand zweier in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, näher beschrieben. Es zeigen:Further advantageous embodiments will be described in more detail below with reference to two embodiments illustrated in the drawings, to which the invention is not limited. Show it:

1 ein Ausführungsbeispiel eines netzunabhängig betreibbaren Staubsaugers; und 1 an embodiment of a network independently operable vacuum cleaner; and

2 ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Elektromotors eines akkubetriebenen Staubsaugers. 2 a block diagram of a method for operating an electric motor of a battery-powered vacuum cleaner.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELENDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS

Bei der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.In the following description of preferred embodiments of the present invention, like reference characters designate like or similar components.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Handstaubsauger 2, der einen Akkumulator 4 und einen Elektromotor 6 zum Antreiben eines Gebläses des Staubsaugers 2 aufweist. Der Klarheit der Darstellung halber ist in 1 lediglich der Elektromotor 6 schematisch dargestellt, wohingegen auf eine Darstellung des Gebläses verzichtet wurde. 1 shows a schematic representation of a hand vacuum cleaner 2 , the accumulator 4 and an electric motor 6 for driving a blower of the vacuum cleaner 2 having. For the sake of clarity of presentation, is in 1 only the electric motor 6 shown schematically, whereas was dispensed with a representation of the fan.

Der Staubsauger weist ferner einen Spannungsregler 8 auf, der an einem Spannungsreglereingang 10 die von dem Akkumulator 4 bereitgestellte Akkumulatorspannung erhält, die während der Entladung des Akkumulators 4 variieren kann. Der Spannungsregler 8 ist ausgebildet, um in einem Standardbetriebsmodus die von dem Akkumulator 4 bereitgestellte Akkumulatorspannung auf eine Betriebsspannung herabzusetzen, die unterhalb der Entladeschlussspannung des Akkumulators 4 liegt. Die Betriebsspannung wird über einen Spannungsreglerausgang 12 des Spannungsreglers 8 an die Eingangsklemmen des Elektromotors 6 angelegt. Durch die Verwendung des Spannungsreglers 8 und das Herabsetzen der Betriebsspannung auf eine unterhalb Entladeschlussspannung liegende Spannung im normalen Betriebsmodus wird sowohl eine konstante Saugleistung während des gesamten Entladezyklus des Akkumulators als auch eine optimale Betriebsdauer erreicht, da der Elektromotor 6 während der gesamten Zeit in seinem optimalen Betriebspunkt betrieben werden kann.The vacuum cleaner further includes a voltage regulator 8th on, at a voltage regulator input 10 that from the accumulator 4 provided accumulator voltage, during the discharge of the accumulator 4 can vary. The voltage regulator 8th is configured to operate in a standard mode of operation from that of the accumulator 4 provided accumulator voltage to an operating voltage lower than the discharge voltage of the accumulator 4 lies. The operating voltage is via a voltage regulator output 12 of the voltage regulator 8th to the input terminals of the electric motor 6 created. By using the voltage regulator 8th and the lowering of the operating voltage to a voltage lying below discharge voltage in the normal operating mode both a constant suction power during the entire discharge cycle of the accumulator and an optimal operating time is achieved because the electric motor 6 can be operated at its optimum operating point throughout the entire time.

Das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel eines netzunabhängig betreibbaren Staubsaugers 2 weist ferner einen optionalen Boost-Knopf auf, also einen Betätigungsmechanismus 14, mittels dessen ein zusätzlicher Betriebsmodus des Staubsaugers 2 bzw. des Spannungsreglers 8 aktiviert werden kann, in welchem der Spannungsregler 8 eine Betriebsspannung erzeugt, die oberhalb der Entladeschlussspannung des Akkumulators 4 liegt. Mittels der Betätigung des Betätigungsmechanismus 14 bzw. des Boost-Knopfes kann also kurzfristig die Saugleistung erhöht werden, ohne die Laufzeit des Staubsaugers signifikant zu verringern. Als Spannungsregler 8 kann beispielsweise ein PWM-Regler verwendet werden.This in 1 shown embodiment of a network-independently operable vacuum cleaner 2 also has an optional boost button, so an actuating mechanism 14 , by means of which an additional operating mode of the vacuum cleaner 2 or the voltage regulator 8th can be activated, in which the voltage regulator 8th generates an operating voltage that is above the discharge voltage of the accumulator 4 lies. By means of the actuation of the actuating mechanism 14 or the boost button so the suction power can be increased in the short term, without significantly reducing the life of the vacuum cleaner. As a voltage regulator 8th For example, a PWM regulator can be used.

Bei alternativen Ausführungsformen können jedoch sämtliche anderen Spannungsregelmechanismen zum Einsatz kommen, also andere herkömmliche DC/DC-Wandler. Ferner versteht es sich von selbst, dass bei weiteren Ausführungsbeispielen andere Betätigungsmechanismen verwendet werden können. Dies können sämtliche Arten von manuell oder automatisch betätigbaren Schaltern sein, sowie auch andere Arten der Signalübermittlung, mittels derer der zusätzliche Betriebsmodus des Spannungsreglers 8 aktiviert werden kann.In alternative embodiments, however, all other voltage regulation mechanisms may be used, that is, other conventional DC / DC converters. Furthermore, it goes without saying that in other embodiments, other actuating mechanisms can be used. These may be all types of manually or automatically operable switches, as well as other types of signal transmission, by means of which the additional operating mode of the voltage regulator 8th can be activated.

Bei dem in 1 dargestellten Elektromotor kann es sich beispielsweise um einen Gleichstrommotor, wie einen Reihenschlussmotor oder eine Nebenschlussmotor handeln. Bei weiteren Ausführungsbeispielen können beliebige andere Arten von Motoren verwendet werden, deren Leistung, bzw. Drehzahl oder Drehmoment mittels der Höhe der angelegten Spannung variieren können.At the in 1 The electric motor shown may be, for example, a DC motor, such as a series-wound motor or a shunt motor. In other embodiments, any other types of motors may be used whose power, speed or torque may vary by means of the magnitude of the applied voltage.

2 zeigt erneut in einem schematischen Blockdiagramm ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betreiben eines Elektromotors eines akkubetriebenen Staubsaugers. 2 shows again in a schematic block diagram an embodiment of a method for operating an electric motor of a battery-powered vacuum cleaner.

Das Verfahren weist einen Reduktionsschritt 20 auf, in dem eine von einem Akkumulator gelieferten Akkumulatorspannung auf eine Betriebsspannung für den Elektromotor reduziert wird, welche geringer ist als eine Entladeschlussspannung des Akkumulators.The method has a reduction step 20 in which a battery voltage supplied by a rechargeable battery is reduced to an operating voltage for the electric motor, which is lower than a discharge end voltage of the rechargeable battery.

In einem Betriebsschritt 22 wird der Elektromotor mit der Betriebsspannung betrieben.In one step 22 the electric motor is operated with the operating voltage.

Wenngleich in den vorhergehenden Absätzen das erfindungsgemäße Konzept anhand eines Handstaubsaugers illustriert wurde, wird in weiteren Ausführungsbeispielen das Konzept auch in anderen netzunabhängigen Staubsaugern verwendet, wie beispielsweise in Bodenstaubsaugern oder stationären Staubsaugern.Although in the preceding paragraphs the concept according to the invention was illustrated by means of a hand vacuum cleaner, in other embodiments the concept is also used in other network-independent vacuum cleaners, such as in vacuum cleaners or stationary vacuum cleaners.

Ferner kann in weiteren Ausführungsbeispielen das Konzept nicht nur in ausschließlich netzunabhängig betreibbaren Staubsaugern verwendet werden, sondern auch in Staubsaugern, die sowohl mit Netzspannung als auch netzunabhängig betreibbar sind.Furthermore, in other embodiments, the concept can be used not only in vacuum cleaners which can be operated exclusively independently of the mains, but also in vacuum cleaners which can be operated both with mains voltage and also independently of the mains.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.The features disclosed in the foregoing description, the claims and the drawings may be of importance both individually and in any combination for the realization of the invention in its various forms.

Ausführungsbeispiele der Erfindung ermöglichen es also, einen netzunabhängig betreibbaren Staubsauger während der gesamten mittels einer Akku-Ladung erzielbaren Betriebsdauer mit konstanter Saugkraft zu betreiben und eine optimale Gesamtlaufzeit zu erzielen, während gleichzeitig die Möglichkeit einer kurzzeitigen Leistungserhöhung gegeben ist.Embodiments of the invention thus make it possible to operate a vacuum cleaner operated independently of the mains during the entire operating time achievable by means of a rechargeable battery with constant suction power and to achieve an optimal overall running time, while at the same time offering the possibility of a short-term power increase.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22
Staubsaugervacuum cleaner
44
Akkumulatoraccumulator
66
Elektromotorelectric motor
88th
Spannungsreglervoltage regulators
1010
SpannungsreglereingangVoltage regulator input
1212
SpannungsreglerausgangVoltage regulator output
1414
Betätigungseinrichtungactuator
2020
Reduktionsschrittreduction step
2222
Betriebsschrittoperating step

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2008147108 A1 [0004] WO 2008147108 A1 [0004]
  • WO 2008147106 A1 [0005] WO 2008147106 A1 [0005]

Claims (10)

Netzunabhängig betreibbarer Staubsauger (2), mit folgenden Merkmalen: – einem Akkumulator (4) mit einer vorbestimmten Entladeschlussspannung; – einem Elektromotor (6) zum Antreiben eines Gebläses des Staubsaugers (2); und – einem Spannungsregler (8), der ausgebildet ist, um in einem Standardbetriebsmodus eine von dem Akkumulator (4) bereitgestellte Akkumulatorspannung auf eine an dem Elektromotor (6) anliegende Betriebsspannung herabzusetzen, die unterhalb der Entladeschlussspannung liegt.Independently operated vacuum cleaner ( 2 ), comprising: - an accumulator ( 4 ) with a predetermined discharge end voltage; An electric motor ( 6 ) for driving a blower of the vacuum cleaner ( 2 ); and a voltage regulator ( 8th ) adapted to operate in a standard operating mode one of the accumulator ( 4 ) provided accumulator voltage to one of the electric motor ( 6 ) lower applied operating voltage, which is below the discharge end voltage. Staubsauger gemäß Anspruch 1, bei dem der Spannungsregler (8) ausgebildet ist, um in einem zusätzlichen Betriebsmodus eine Betriebsspannung zu erzeugen, die oberhalb der Entladeschlussspannung des Akkumulators (4) liegt.Vacuum cleaner according to claim 1, wherein the voltage regulator ( 8th ) is designed to generate an operating voltage in an additional operating mode, which is above the discharge end voltage of the accumulator ( 4 ) lies. Staubsauger gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem der Spannungsregler (8) die Betriebsspannung mittels einer Pulsweitenmodulation variiert.Vacuum cleaner according to claim 1 or 2, wherein the voltage regulator ( 8th ) varies the operating voltage by means of a pulse width modulation. Staubsauger gemäß einem der Anspruch 3, bei dem ein Duty-Cycle des Spannungsreglers (8) im zusätzlichen Betriebsmodus zwischen 90% und 100% liegt und insbesondere 100% beträgt.Vacuum cleaner according to one of claim 3, wherein a duty cycle of the voltage regulator ( 8th ) in the additional operating mode is between 90% and 100% and in particular 100%. Staubsauger gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, der ferner einen Betätigungsmechanismus (14) aufweist, um den zusätzliche Betriebsmodus zu bewirken.Vacuum cleaner according to one of claims 2 to 4, further comprising an actuating mechanism ( 14 ) to effect the additional mode of operation. Staubsauger gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Elektromotor (6) ein Gleichstrommotor, insbesondere ein Reihenschlussmotor oder ein Nebenschlussmotor ist.Vacuum cleaner according to one of the preceding claims, in which the electric motor ( 6 ) is a DC motor, in particular a series motor or a shunt motor. Verfahren zum Betreiben eines Elektromotors (6) eines akkumulator- betriebenen Staubsaugers (2), mit folgenden Schritten: Reduzieren einer von dem Akkumulator (4) gelieferten Akkumulatorspannung auf eine Betriebsspannung für den Elektromotor (6), die geringer ist als eine Entladeschlussspannung des Akkumulators (4); und Betreiben des Elektromotors (6) mit der Betriebsspannung.Method for operating an electric motor ( 6 ) of an accumulator-operated vacuum cleaner ( 2 ), with the following steps: reducing one of the accumulator ( 4 ) supplied battery voltage to an operating voltage for the electric motor ( 6 ), which is lower than a discharge end voltage of the accumulator ( 4 ); and operating the electric motor ( 6 ) with the operating voltage. Verfahren gemäß Anspruch 7, ferner umfassend: Betreiben des Elektromotors (6) mit der Akkumulatorspannung.The method of claim 7, further comprising: operating the electric motor ( 6 ) with the accumulator voltage. Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, ferner umfassend: Betreiben des Elektromotors (6) mit einer Spannung zwischen der Betriebsspannung und der Akkumulatorspannung.Method according to claim 7 or 8, further comprising: operating the electric motor ( 6 ) with a voltage between the operating voltage and the battery voltage. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem die Spannung mittels einer Pulsweitenmodulation variiert wird.Method according to one of claims 7 to 9, wherein the voltage is varied by means of a pulse width modulation.
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