DE102015120632A1 - A connector for connecting a control unit of a vacuum cleaner with a sensor unit of the vacuum cleaner, a vacuum cleaner and method for operating a vacuum cleaner - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder (102) zum Verbinden einer Steuereinheit (118) eines Staubsaugers (100) mit einer Sensoreinheit (112) des Staubsaugers (100). Der Steckverbinder (102) umfasst einen Netzspannungsanschluss (104) zum Abgreifen einer Netzspannung eines Versorgungsnetzes, wobei der Netzspannungsanschluss (104) über eine erste Versorgungsleitung (108) mit einem Versorgungsanschluss (110) der Sensoreinheit (112) und über eine zweite Versorgungsleitung (114) mit einem Versorgungsanschluss (116) der Steuereinheit (118) verbunden oder verbindbar ist. Des Weiteren umfasst der Steckverbinder (102) einen Signalübertragungsanschluss (106) zum Übertragen eines Signals zwischen der Sensoreinheit (112) und der Steuereinheit (118), wobei der Signalübertragungsanschluss (106) über eine erste Signalleitung (120) mit einem Signalanschluss (122) der Sensoreinheit (112) und über eine zweite Signalleitung (124) mit einem Signalanschluss (126) der Steuereinheit (118) verbunden oder verbindbar ist.The invention relates to a plug connector (102) for connecting a control unit (118) of a vacuum cleaner (100) to a sensor unit (112) of the vacuum cleaner (100). The plug connector (102) comprises a mains voltage connection (104) for picking up a mains voltage of a supply network, the mains voltage connection (104) being connected via a first supply line (108) to a supply connection (110) of the sensor unit (112) and via a second supply line (114). connected to a supply terminal (116) of the control unit (118) or connectable. Furthermore, the connector (102) comprises a signal transmission connection (106) for transmitting a signal between the sensor unit (112) and the control unit (118), the signal transmission connection (106) being connected to a signal connection (122) via a first signal line (120) Sensor unit (112) and via a second signal line (124) with a signal terminal (126) of the control unit (118) is connected or connectable.
Description
Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder zum Verbinden einer Steuereinheit eines Staubsaugers mit einer Sensoreinheit des Staubsaugers, einen Staubsauger sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Staubsaugers.The invention relates to a connector for connecting a control unit of a vacuum cleaner with a sensor unit of the vacuum cleaner, a vacuum cleaner and a method for operating a vacuum cleaner.
Zur Verkabelung von Staubsaugern werden üblicherweise kompakte Kabelbäume mit zwei- bis fünfpoligen Steckverbindern eingesetzt. Zusätzlich werden in manchen Fällen auch Kabelbäume direkt an Elektroniken gelötet. Beim Einsatz von Sensoren, die nicht auf einer Hauptelektronik verbaut werden, können beispielsweise mindestens zwei Leitungen separat von der Hauptelektronik gelegt werden.Cabling of vacuum cleaners is usually done using compact wiring harnesses with 2- to 5-pin connectors. In addition, wire harnesses are also soldered directly to electronics in some cases. When using sensors that are not installed on a main electronics, for example, at least two lines can be placed separately from the main electronics.
Staubsauger können ferner mit einer Druckmessdose zum Sensieren von Unterdruckverhältnissen ausgestattet sein, die in Form eines entsprechenden elektrischen Signals an eine Steuereinheit des Staubsaugers weitergegeben werden können.Vacuum cleaners may also be equipped with a pressure cell for sensing negative pressure conditions that can be passed in the form of a corresponding electrical signal to a control unit of the vacuum cleaner.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen verbesserten Steckverbinder zum Verbinden einer Steuereinheit eines Staubsaugers mit einer Sensoreinheit des Staubsaugers, einen verbesserten Staubsauger und ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines Staubsaugers zu schaffen.The invention has as its object to provide an improved connector for connecting a control unit of a vacuum cleaner with a sensor unit of the vacuum cleaner, an improved vacuum cleaner and an improved method for operating a vacuum cleaner.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Steckverbinder, einen Staubsauger und ein Verfahren zum Betreiben eines Staubsaugers mit den Merkmalen der Hauptansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.According to the invention this object is achieved by a connector, a vacuum cleaner and a method for operating a vacuum cleaner with the features of the main claims. Advantageous embodiments and further developments of the invention will become apparent from the following subclaims.
Die Erfindung bietet den Vorteil, dass ein Sensor innerhalb eines Staubsaugers, etwa ein Unterdruckschalter, durch die Nutzung eines bereits im Staubsauger vorhandenen Bezugspotentials einer elektrischen Spannung über nur eine Leitung mit einer Steuereinheit des Staubsaugers, etwa einer Hauptelektronik zur Auswertung der Sensorsignale, verbunden werden kann. Dadurch kann der Aufwand bei der internen Verkabelung des Staubsaugers erheblich reduziert werden.The invention offers the advantage that a sensor within a vacuum cleaner, such as a vacuum switch, can be connected to a control unit of the vacuum cleaner, such as a main electronic system for evaluating the sensor signals, by using a reference potential of an electrical voltage already present in the vacuum cleaner via only one line , As a result, the cost of the internal wiring of the vacuum cleaner can be significantly reduced.
Der hier beschriebene Ansatz schafft einen Steckverbinder zum Verbinden einer Steuereinheit eines Staubsaugers mit einer Sensoreinheit des Staubsaugers, wobei der Steckverbinder folgende Merkmale aufweist:
einen Netzspannungsanschluss zum Abgreifen einer Netzspannung eines Versorgungsnetzes, wobei der Netzspannungsanschluss über eine erste Versorgungsleitung mit einem Versorgungsanschluss der Sensoreinheit und über eine zweite Versorgungsleitung mit einem Versorgungsanschluss der Steuereinheit verbunden oder verbindbar ist; und
einen Signalübertragungsanschluss zum Übertragen eines Signals zwischen der Sensoreinheit und der Steuereinheit, wobei der Signalübertragungsanschluss über eine erste Signalleitung mit einem Signalanschluss der Sensoreinheit und über eine zweite Signalleitung mit einem Signalanschluss der Steuereinheit verbunden oder verbindbar ist.The approach described here provides a connector for connecting a control unit of a vacuum cleaner with a sensor unit of the vacuum cleaner, the connector having the following features:
a mains voltage connection for tapping a mains voltage of a supply network, wherein the mains voltage connection is connected via a first supply line to a supply terminal of the sensor unit and via a second supply line to a supply terminal of the control unit or connectable; and
a signal transmission terminal for transmitting a signal between the sensor unit and the control unit, wherein the signal transmission terminal is connected via a first signal line to a signal terminal of the sensor unit and via a second signal line to a signal terminal of the control unit or connectable.
Unter einem Steckverbinder kann eine Vorrichtung zum Trennen und Verbinden elektrischer Leitungen verstanden werden. Beispielsweise kann der Steckverbinder als Buchse oder Stecker ausgeformt sein und je nach Codierung des Steckverbinders zumindest zwei Bestückplätze, etwa in Form von Kammern, aufweisen. Der Netzspannungsanschluss und der Signalübertragungsanschluss können in je einer solcher Kammern angeordnet sein. Der Steckverbinder kann beispielsweise ausgebildet sein, um durch Form- oder Kraftschluss, etwa durch Federkraft, mit einem einer Kontur des Steckverbinders entsprechenden Steckerteil verbunden zu werden. Unter einer Steuereinheit kann beispielsweise eine Hauptelektronik des Staubsaugers verstanden werden. Bei der Sensoreinheit kann es sich insbesondere um einen Drucksensor, etwa in Form einer Druckmessdose, zum Erfassen eines Drucks innerhalb des Staubsaugers handeln. Die Sensoreinheit kann beispielsweise an einer Kabeltrommel des Staubsaugers angeordnet sein.Under a connector can be understood a device for separating and connecting electrical lines. For example, the connector may be formed as a socket or plug and depending on the coding of the connector at least two placement places, such as in the form of chambers have. The mains voltage connection and the signal transmission connection can each be arranged in such a chamber. The connector may be formed, for example, to be connected by form or adhesion, such as by spring force, with a corresponding contour of the connector plug part. By a control unit, for example, a main electronics of the vacuum cleaner can be understood. The sensor unit may in particular be a pressure sensor, for example in the form of a pressure measuring cell, for detecting a pressure within the vacuum cleaner. The sensor unit can be arranged, for example, on a cable drum of the vacuum cleaner.
Unter einem Netzspannungsanschluss und einem Signalübertragungsanschluss kann jeweils ein elektrischer Kontakt innerhalb des Steckverbinders verstanden werden. Unter einer Netzspannung kann eine von einem beispielsweise öffentlichen Energieversorger in einem Strom- oder Versorgungsnetz bereitgestellte elektrische Spannung, insbesondere eine Wechselspannung, verstanden werden. Die Netzspannung kann je nach Stromnetz beispielsweise 230 V oder zwischen 100 und 120 V betragen. Bei dem Signal kann es sich beispielsweise um ein von der Sensoreinheit bereitgestelltes Messsignal handeln.A mains voltage connection and a signal transmission connection can each be understood as meaning an electrical contact within the connector. A mains voltage can be understood as meaning an electrical voltage, in particular an alternating voltage, provided by a public utility, for example, in a power or supply network. The mains voltage can be, for example, 230 V or between 100 and 120 V depending on the power network. The signal may, for example, be a measurement signal provided by the sensor unit.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Netzspannungsanschluss ausgebildet, um die Netzspannung an einer Kabeltrommel des Staubsaugers abzugreifen. Unter einer Kabeltrommel kann eine Trommel zum Auf- oder Abwickeln eines an eine Steckdose anschließbaren Stromkabels des Staubsaugers verstanden werden. Durch diese Ausführungsform können Spannungsverluste beim Abgreifen der Netzspannung minimiert werden.According to one embodiment, the mains voltage connection is designed to tap the mains voltage on a cable drum of the vacuum cleaner. Under a cable drum, a drum for winding or unwinding a connectable to a power cord of the vacuum cleaner can be understood. By this embodiment, voltage losses can be minimized when tapping the mains voltage.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner einen Staubsauger mit folgenden Merkmalen:
einer Steuereinheit;
einer Sensoreinheit;
einem Steckverbinder gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen;
einer ersten Versorgungsleitung zum Verbinden des Netzspannungsanschlusses mit dem Versorgungsanschluss der Sensoreinheit;
einer zweiten Versorgungsleitung zum Verbinden des Netzspannungsanschlusses mit dem Versorgungsanschluss der Steuereinheit;
einer ersten Signalleitung zum Verbinden des Signalübertragungsanschlusses mit dem Signalanschluss der Sensoreinheit; und
einer zweiten Signalleitung zum Verbinden des Signalübertragungsanschlusses mit dem Signalanschluss der Steuereinheit.The approach presented here also creates a vacuum cleaner with the following features:
a control unit;
a sensor unit;
a connector according to one of the above embodiments;
a first supply line for connecting the mains voltage terminal to the supply terminal of the sensor unit;
a second supply line for connecting the mains voltage terminal to the supply terminal of the control unit;
a first signal line for connecting the signal transmission terminal to the signal terminal of the sensor unit; and
a second signal line for connecting the signal transmission terminal to the signal terminal of the control unit.
Der Steckverbinder, die beiden Versorgungsleitungen und die beiden Signalleitungen können beispielsweise als Teile eines Kabelbaums zum Verkabeln elektrischer Komponenten innerhalb des Staubsaugers realisiert sein. Der Vorteil eines solchen Staubsaugers besteht darin, dass das Bezugspotential der elektrischen Spannung zum Betreiben der Sensoreinheit am Netzspannungsanschluss statt an der Steuereinheit abgegriffen werden kann. Dadurch kann der Verkabelungsaufwand reduziert werden.The connector, the two supply lines and the two signal lines can be realized, for example, as parts of a wiring harness for wiring electrical components within the vacuum cleaner. The advantage of such a vacuum cleaner is that the reference potential of the electrical voltage for operating the sensor unit at the mains voltage connection instead of the control unit can be tapped. As a result, the cabling effort can be reduced.
Durch kurze Leitungswege und den Einsatz eines geringpoligen Steckverbinders kann zudem Material eingespart werden. Short cable lengths and the use of a low-pin connector also material can be saved.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Steuereinheit ein Netzteil und eine Auswerteeinheit zum Auswerten des Signals aufweisen. Das Netzteil kann ausgebildet sein, um unter Verwendung der Netzspannung eine Betriebsspannung zum Betreiben der Auswerteeinheit zu erzeugen. Das Netzteil kann beispielsweise als Kondensatornetzteil realisiert sein. Bei der Auswerteeinheit kann es sich beispielsweise um einen Mikrocontroller handeln. Diese Ausführungsform ermöglicht eine Auswertung des Signals durch die Steuereinheit. Vorteilhafterweise ist die Sensoreinheit hierzu über lediglich eine Leitung mit der Steuereinheit verbunden.According to one embodiment, the control unit may have a power supply unit and an evaluation unit for evaluating the signal. The power supply unit can be designed to generate an operating voltage for operating the evaluation unit using the mains voltage. The power supply can be realized for example as a capacitor power supply. The evaluation unit may be, for example, a microcontroller. This embodiment enables an evaluation of the signal by the control unit. Advantageously, the sensor unit is connected thereto via only one line to the control unit.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Sensoreinheit als Drucksensor realisiert ist. Dadurch kann beispielsweise ein Saugdruck innerhalb des Staubsaugers gemessen werden.It is also advantageous if the sensor unit is realized as a pressure sensor. As a result, for example, a suction pressure can be measured within the vacuum cleaner.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Staubsauger mit einer Kabeltrommel realisiert sein. Der Steckverbinder kann an der Kabeltrommel angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Sensoreinheit an der Kabeltrommel angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, dass der Steckverbinder bzw. die Sensoreinheit möglichst nah an einem die Netzspannung führenden Stromkabel angeordnet werden kann, wodurch die Leitungswege möglichst kurz gehalten werden können. Ferner kann dadurch eine umfangreiche Schlauchverlegung, wie sie bei der Platzierung der Sensoreinheit auf der Steuereinheit erforderlich wäre, entfallen.According to a further embodiment, the vacuum cleaner can be realized with a cable drum. The connector may be disposed on the cable drum. Alternatively or additionally, the sensor unit can also be arranged on the cable drum. This has the advantage that the connector or the sensor unit can be arranged as close as possible to a power cable carrying the mains voltage, whereby the conduction paths can be kept as short as possible. Furthermore, this can be an extensive hose routing, as would be required in the placement of the sensor unit on the control unit omitted.
Des Weiteren kann die Kabeltrommel zumindest einen Gebläsesteckverbinder zum Anschließen eines Gebläses des Staubsaugers an die Netzspannung aufweisen. Dadurch kann das Gebläse sehr einfach an die Netzspannung angeschlossen werden.Furthermore, the cable drum can have at least one blower connector for connecting a blower of the vacuum cleaner to the mains voltage. As a result, the blower can be easily connected to the mains voltage.
Von Vorteil ist auch, wenn die Kabeltrommel zumindest einen weiteren Steckverbinder zum Anschließen zumindest eines externen Geräts an die Netzspannung aufweist. Bei dem externen Gerät kann es sich beispielsweise um Staubsaugerzubehör handeln. Dadurch kann der Staubsauger zur Energieversorgung externer Geräte verwendet werden.It is also advantageous if the cable drum has at least one further connector for connecting at least one external device to the mains voltage. The external device may be, for example, vacuum cleaner accessories. This allows the vacuum cleaner to be used to power external devices.
Hierbei kann der weitere Steckverbinder in der ersten Versorgungsleitung angeordnet sein. Dadurch kann eine zusätzliche Versorgungsleitung zum Versorgen des weiteren Steckverbinders mit der Netzspannung entfallen.In this case, the further plug connector can be arranged in the first supply line. As a result, an additional supply line for supplying the further connector with the mains voltage can be omitted.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Gebläsesteckverbinder über eine dritte Versorgungsleitung mit dem Netzspannungsanschluss verbunden sein. Dadurch kann der Gebläsesteckverbinder mit geringem Verkabelungsaufwand an die Netzspannung angeschlossen werden.According to a further embodiment, the blower connector can be connected via a third supply line to the mains voltage connection. As a result, the fan connector can be connected to the mains voltage with little cabling.
Des Weiteren schafft der hier vorgestellte Ansatz ein Verfahren zum Betreiben eines Staubsaugers gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Einlesen eines von der Sensoreinheit bereitgestellten Signals;
Vergleichen des Signals mit der Netzspannung und/oder einem von der Netzspannung abgeleiteten Referenzsignal, um eine Differenz zwischen der Netzspannung und dem Signal zu bestimmen; und
Bereitstellen eines Steuersignals zum Steuern des Staubsaugers in Abhängigkeit von der Differenz.Furthermore, the approach presented here provides a method for operating a vacuum cleaner according to one of the preceding embodiments, wherein the method comprises the following steps:
Reading in a signal provided by the sensor unit;
Comparing the signal with the mains voltage and / or a reference voltage derived from the mains voltage to determine a difference between the mains voltage and the signal; and
Providing a control signal for controlling the vacuum cleaner in dependence on the difference.
Schließlich schafft der hier beschriebene Ansatz eine Vorrichtung mit Einheiten, die ausgebildet sind, um ein Verfahren gemäß einer vorstehenden Ausführungsform durchzuführen und/oder anzusteuern. Bei der Vorrichtung kann es sich beispielsweise um die Auswerteeinheit der Steuereinheit des Staubsaugers handeln.Finally, the approach described herein provides a device having units configured to perform and / or drive a method according to a preceding embodiment. The device may be, for example, the evaluation unit of the control unit of the vacuum cleaner.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown purely schematically in the drawings and will be described in more detail below. It shows
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Steckverbinder
Optional umfasst die Kabeltrommel
Gemäß dem in
An den Steckverbinder
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Steuereinheit
Eine gestrichelte Linie markiert die Grenze zwischen einer die Kabeltrommel
Um die technische Funktionalität elektrischer Bauteile in einem Staubsauger zu gewährleisten, ist in der Regel eine Verkabelung, üblicherweise durch einen Kabelbaum, erforderlich. Die elektrischen Bauteile wie beispielsweise Gebläse, Kabeltrommel, Elektroniken, Sensoren, Akkumulatoren oder Batterien können räumlich getrennt voneinander im Staubsauger angeordnet sein, etwa aus Gründen der Elektrosicherheit, der Bedienbarkeit oder der Funktion des Systems. Mittels eines Verkabelungskonzepts, wie es Gegenstand des hier vorgestellten Ansatzes ist, kann nun verhindert werden, dass ein solcher Kabelbaum zu komplex oder zu umfangreich wird, wenn es darum geht, räumlich voneinander getrennte Bauteile innerhalb eines Staubsaugers miteinander zu verkabeln. Insbesondere können durch eine Reduzierung elektrischer Koppelstellen im Staubsauger der Montageaufwand und die Materialkosten reduziert werden. So kann beispielsweise auf zusätzliche Litzen oder höherpolige Steckverbinder verzichtet werden. Dadurch können auch Sensoren, die mit einer geringen Spannung betrieben werden und nicht auf einer Hauptelektronik des Staubsaugers, d. h. in der Steuereinheit
Des Weiteren kann mittels des Steckverbinders
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird eine leere Codierkammer des Steckverbinders
Das Netzteil
Die Luft beschreibt einen kreisförmigen Weg im Staubsauger
Am zentralen Ort der kreisförmigen Luftführung können weitere Druckabfragen, beispielsweise für den Abscheider
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