DE102014111720A1

DE102014111720A1 - Elektrobürste für einen Staubsauger mit Wirbelstrombremse

Info

Publication number: DE102014111720A1
Application number: DE102014111720.4A
Authority: DE
Inventors: Martin Behrenswerth; Walter Assmann; Günther Ennen; Volker Marks; Cornelius Wolf
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 2014-08-18
Filing date: 2014-08-18
Publication date: 2016-02-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer motorgetriebenen Elektrobürste (1) als Bodendüsenvorsatz für einen Staubsauger, mit einer rotierenden Bürstenwalze, die von einem bürstenlosen Antriebsmotor angetrieben wird und mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebs der Bürstenwalze, wobei die Steuereinrichtung (3) Steuer- und Überwachungsmittel umfasst, mittels der der Betrieb der Elektrobürste (1) in Abhängigkeit der am Antriebsmotor (2) aufgenommenen Stromaufnahme gesteuert wird. Weiterhin bezieht sich die Erfindung zur Durchführung des Verfahrens auf eine motorgetriebene Elektrobürste als Bodendüsenvorsatz für einen Staubsauger. Die erfindungsgemäße Ausbildung des Steuerungsverfahrens sieht vor, dass die Steuer- und Überwachungsmittel derart ausgebildet sind, dass diese eine den Leerlaufbetrieb der Elektrobürste (1) indizierende Höhe des am Antriebsmotor (2) aufgenommenen Stromwertes erfassen können, und dass Steuerungsmittel (4) vorgesehen sind, die im Leerlaufbetrieb der Elektrobürste (1) das Abbremsen des Antriebsmotors (2) bewirken. Mit dieser Maßnahme wird verhindert, dass sich der Benutzer nach dem Abheben der Elektrobürste (1) vom Bodenbelag durch das Nachlaufen der rotierenden Bürstenwalze verletzen kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer motorgetriebenen Elektrobürste als Bodendüsenvorsatz für einen Staubsauger, mit einer rotierenden Bürstenwalze, die von einem bürstenlosen Antriebsmotor angetrieben wird und mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebs der Bürstenwalze. Weiterhin bezieht sich die Erfindung zur Durchführung des Verfahrens auf eine motorgetriebene Elektrobürste als Bodendüsenvorsatz für einen Staubsauger.
Aus WO 2008/128751 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Rotationsbürstenanordnung für einen Staubsauger bekannt, bei der als Antrieb für die Bürstenwalze ein bürstenloser, elektronisch kommutierender Motor verwendet wird. Eine elektronische Steuerung regelt und steuert den Arbeitsbetrieb der Bürstenwalze abhängig vom jeweiligen Belastungszustand. Bekanntlich ist der Belastungszustand im Saugbetrieb im Wesentlichen abhängig von dem jeweiligen Bodenbelag. Durch die Steuereinrichtung wird der Belastungszustand an der sich drehenden Walze der Elektrobürste erfasst und davon abhängig wird die Stromzufuhr zum Antriebsmotor bzw. die Drehzahl des Motors geregelt.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist dabei auch vorgesehen, dass bei einer Reduzierung der Last an der Walze durch Abheben der Bürstenwalze vom Bodenbelag über die Steuerung die Drehzahl reduziert wird oder der Motor ganz abgeschaltet wird.
Wenn beim Abheben der Bürstenwalze der Antrieb abgeschaltet wird, läuft die rotierende Walze im Leerlauf aber noch eine gewisse Zeit weiter, so dass der Benutzer der Gefahr ausgesetzt ist, sich durch ungewolltes Eingreifen in diese im Leerlauf laufende Bürstenwalze verletzen zu können. Bei der im vorstehenden Stand der Technik offenbarten Ausführungsform ist es somit als nachteilig anzusehen, dass selbst eine im Leerlaufbetrieb nachlaufende Bürstenwalze zum Sicherheitsrisiko für den Benutzer werden kann.
Der Erfindung stellt sich somit das Problem, die Sicherheit für den Benutzer zu verbessern, in dem im Leerlaufbetrieb das Weiterlaufen des Motors verhindert wird.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Verfahren zur Steuerung einer motorgetriebenen Elektrobürste mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
Eine erfindungsgemäß ausgebildete Elektrobürste zur Durchführung des Verfahrens ist in Patentanspruch 5 angegeben.
Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Steuerungsmittel der Antriebsmotor der Bürstenwalze beim Kurzschließen der Motorwicklungen quasi sofort zum Stehen kommt. Dadurch wird vermieden, dass sich der Benutzer beim ungewollten Eingreifen in den Bürstenvorsatz verletzen kann. In vorteilhafter Ausbildung ist für die Realisierung dieser Maßnahme lediglich eine einfache Steuereinheit vorzusehen, mittels der über elektronische Leistungsschalter die Motorwicklungen kurzgeschlossen werden können. In Verbindung mit der ohnehin vorhandenen Steuereinrichtung, die den Belastungszustand an der Elektrobürste beispielsweise durch die Aufnahme des Motorstromes erfasst, kann der Leerlaufbetrieb beim Abheben der Elektrobürste vom Boden in einfacher Weise erkannt werden und der Bremsvorgang entsprechend eingeleitet werden.
Eine zweckmäßige Ausbildung sieht vor, dass Abbremsen des Motors durch Kurzschließen durch Motorwicklungen erst nach Ablauf einer gewissen Verzögerungszeit vorzunehmen, damit nicht bei jedem ungewollten und kurzzeitigen Abheben des Bürstenvorsatzes der Motor angehalten wird und beim Aufstellen auf den Bodenbelag wieder anlaufen muss. Diese Verzögerungszeit ist so einzustellen, dass bei normalem Verlauf des Saugbetriebs der Benutzer nicht in die Elektrobürste eingreifen kann. Hierfür dürfte eine Verzögerungszeit von einer bis drei Sekunden ausreichen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt:
1 in einem prinzipiell und vereinfacht gehaltenen Schaltbild ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steuerungsanordnung für die Elektrobürste eines Staubsaugers.
In der Zeichnung sind lediglich die zur Erläuterung der Erfindung notwendigen Bauteile dargestellt. In dieser vereinfacht dargestellten Steuerungsanordnung ist die symbolisiert angedeutete Elektrobürste als Bodendüsenvorsatz für einen Staubsauger mit 1 bezeichnet.
Der die rotierend gelagerte Bürstenwalze antreibende Antriebsmotor 2 ist ein bürstenloser Motor, dessen Motorwicklungen in bekannter Weise zur Erzeugung des Drehfeldes von einer Steuereinheit 4 angesteuert wird. Von dieser Steuereinheit 4 sind hier nur die zwei Gruppen 5 und 6 von elektronischen Leistungsschaltern 51–53 und 61–63 dargestellt, die über Steuerleitungen 7 angesteuert werden können und auf deren erfindungswesentliche Funktion nachfolgend näher eingegangen wird.
Mit 3 ist die zentrale Steuereinrichtung bezeichnet, die in der Regel als Mikrocomputersteuerung ausgebildet ist. Diese umfasst Steuer- und Überwachungsmittel, mittels der u.a. der Betrieb der Elektrobürste 1 in Abhängigkeit des zu bearbeitenden Bodenbelages sowie vom jeweiligen Betriebszustand an der Elektrobürste gesteuert werden kann. Die in der Zeichnung nicht näher dargestellten Steuer- und Überwachungsmittel sind dabei so ausgebildet und eingestellt, dass sie eine den Leerlaufbetrieb der Elektrobürste indizierende Höhe des am Antriebsmotor aufgenommenen Stromwertes erfassen können. Weiterhin ist in der 1 noch ein Glättungskondensator 8 gezeigt.
Die Funktion der erfindungsgemäßen Steuerungseinrichtung ist wie folgt:
Die zentrale Steuereinrichtung 3 steuert und regelt den Betrieb des Antriebsmotors 2 in bekannter Weise, und zwar wird darüber z. B. der dreiphasig, elektronisch kommutierende Antriebsmotor für den normalen Betrieb der Elektrobürste 1 gesteuert. Außerdem wird der drehzahlabhängige Belastungszustand durch Erfassung des Motorstromes entsprechend den Verhältnissen der unterschiedlichen Bodenbeläge geregelt.
Die in der Zeichnung dargestellte Steuereinheit 4 enthält zwei Gruppen 5 und 6 von elektronischen Leistungsschaltern 51–53 und 61–63, die in Reihe geschaltet sind. Wenn nun in der zentralen Steuereinrichtung 3 ein Signal erfasst wird, welches das Abheben der Elektrobürste (1) signalisiert, kann eine der Gruppen 5 oder 6 von den Leistungsschaltern 51–53 oder 61–63 über die Steuerleitungen 7 von der Steuereinrichtung 3 angesteuert werden, wodurch die Motorwicklungen des Antriebsmotors 2 kurzgeschlossen werden. Dies bewirkt nach Art einer Wirbelstrombremse den sofortigen Stillstand des Motors.
Alternativ wäre es auch denkbar, die elektronischen Leistungsschalter 51–53 oder 61–63 so anzusteuern, dass nur noch ein begrenzter aber ausreichender Strom durch die Motorwicklungen fließen kann, wodurch das Abbremsen der rotierenden Bürstenwalze nicht abrupt sondern quasi in einem schnellen Sanftauslauf erfolgt.
Damit nicht bei jedem ungewollten und kurzzeitigen Abheben der Elektrobürste die Bremswirkung eintritt, ist in der zentralen Steuereinrichtung ein Verzögerungsglied integriert, welches das Auslösen des Bremsvorganges mit einer gewissen Verzögerung vornimmt. Die hierfür eingestellte Verzögerungszeit liegt zweckmäßiger Weise in einem Bereich von 1 bis 3 Sekunden. Es kann davon ausgegangen werden, dass selbst bei einer erst nach 3 Sekunden einsetzenden Bremswirkung der Benutzer nicht in der Lage sein wird, in die Bürstenwalze eingreifen zu können.
Mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Steuerungseinrichtung ist es auch möglich, das sofortige Abbremsen des Antriebsmotors vorzusehen, wenn die Elektrobürste 1 im Bodenkontakt zu lange an einer Stelle unbeweglich stehen bleibt und dabei das Material des Bodenbelages Schaden nehmen kann. Über die vorhandenen Steuer- und Überwachungsmittel kann erkannt werden, wenn die Höhe des vom Antriebsmotor 2 aufgenommenen Stromwertes über einen vorbestimmten Zeitraum konstant bleibt. Der vorbestimmbare Zeitraum wird dabei so eingestellt, dass ein zu langes Verharren der Elektrobürste 1 an gleicher Stelle des Bodenbelages verhindert wird.
Bezugszeichenliste

1: Elektrobürste
2: Antriebsmotor
3: Steuereinrichtung
4: Steuereinheit
5: Gruppe elektronischer Leistungsschalter (51–53)
6: Gruppe elektronischer Leistungsschalter (61–63)
7: Steuerleitungen
8: Glättungskondensator

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2008/128751 [0002]

Claims

Verfahren zur Steuerung einer motorgetriebenen Elektrobürste (1) als Bodendüsenvorsatz für einen Staubsauger, mit einer rotierenden Bürstenwalze, die von einem bürstenlosen Antriebsmotor (2) angetrieben wird und mit einer Steuereinrichtung (3) zur Steuerung des Betriebs der Bürstenwalze, wobei die Steuereinrichtung (3) Steuer- und Überwachungsmittel umfasst, über die der Betrieb der Elektrobürste (1) in Abhängigkeit von der am Antriebsmotor (2) aufgenommenen Stromaufnahme gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs- und Überwachungsmittel derart ausgebildet sind, dass diese eine den Leerlaufbetrieb der Elektrobürste (1) indizierende Höhe des am Antriebsmotor (2) aufgenommenen Stromwertes erfassen können, und dass Steuerungsmittel (4) vorgesehen sind, die im Leerlaufbetrieb der Elektrobürste (1) das Abbremsen des Antriebsmotors (2) bewirken.
Verfahren zur Steuerung einer motorgetriebenen Elektrobürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abbremsen des Antriebsmotors (2) erst mit einer Verzögerung nach Eintreten des Leerlaufbetriebes eingeleitet wird.
Verfahren zur Steuerung einer motorgetriebenen Elektrobürste nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerung für den Abbremsvorgang mit einer Zeitspanne von 1 bis 3 Sekunden eingestellt wird.
Verfahren zur Steuerung einer motorgetriebenen Elektrobürste nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abbremsen des Antriebsmotors (2) durch Steuerungsmittel (4) erfolgt, die das Kurzschließen der Motoranschlüsse des Antriebsmotors bewirken.
Motorgetriebene Elektrobürste als Bodendüsenvorsatz für einen Staubsauger, mit einer rotierenden Bürstenwalze, die von einem bürstenlosen Antriebsmotor angetrieben wird und mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebs der Bürstenwalze, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (3) Steuer- und Überwachungsmittel aufweist, durch die eine den Leerlaufbetrieb beim Abheben der Elektrobürste (1) vom Bodenbelag indizierende Stromaufnahme am Antriebsmotor (2) erfasst wird, und dass Steuerungsmittel (4) vorgesehen sind, die das Abbremsen des Antriebsmotors (2) durch Kurzschließen der Motoranschlüsse des drehenden Antriebsmotors (2) bewirken.
Motorgetriebene Elektrobürste nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Steuerungsmittel vorgesehen sind, die das Abbremsen des Antriebsmotors (2) erst nach Ablauf einer einstellbaren Verzögerungszeit einleiten.