DE102017129166A1

DE102017129166A1 - Reinigungsgerät mit einem Akkumulator

Info

Publication number: DE102017129166A1
Application number: DE102017129166.0A
Authority: DE
Inventors: Viktor Bezsonov; Gerhard Isenberg; Andres Sauerwald
Original assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Current assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Priority date: 2017-12-07
Filing date: 2017-12-07
Publication date: 2019-06-13
Anticipated expiration: 2037-12-08
Also published as: CN109984680B; DE102017129166B4; CN109984680A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Reinigungsgerät (1) mit einem Strömungskanal (2) und einem eine Strömungsverbindung zu dem Strömungskanal (2) aufweisenden Gebläse (3) zum Fördern von Sauggut von einer zu reinigenden Fläche in eine Sauggutkammer (4), wobei das Reinigungsgerät (1) einen Akkumulator (5) mit mindestens einer Akkumulatorzelle (6) aufweist, welche mittels eines durch den Strömungskanal (2) strömenden Luftstroms kühlbar ist. Um den Akkumulator (5) besonders effektiv und homogen zu kühlen, wird vorgeschlagen, dass der Akkumulator (5) über einen außerhalb des Strömungskanals (2) angeordneten elektrischen Pol (7) des Akkumulators (5) wärmeleitend mit dem Strömungskanal (2) verbunden ist, wobei die Verbindung zwischen dem Pol (7) und dem Strömungskanal (2) ein elektrisch isolierendes und thermisch leitendes Wärmeabgabeelement (8) aufweist, welches eingerichtet ist, Wärmeenergie des Pols (7) auf eine in dem Strömungskanal (2) geführte Luftströmung zu übertragen.

Description

Gebiet der Technik
Die Erfindung betrifft ein Reinigungsgerät mit einem Strömungskanal und einem eine Strömungsverbindung zu dem Strömungskanal aufweisenden Gebläse zum Fördern von Sauggut von einer zu reinigenden Fläche in eine Sauggutkammer, wobei das Reinigungsgerät einen Akkumulator mit mindestens einer Akkumulatorzelle aufweist, welche mittels eines durch den Strömungskanal strömenden Luftstroms kühlbar ist.
Stand der Technik
Reinigungsgeräte der vorgenannten Art sind im Stand der Technik bekannt. Diese können beispielsweise als von einem Nutzer handgeführte oder sich selbsttätig fortbewegende Staubsauger ausgebildet sein. Der Akkumulator kann beispielsweise Energie für eine Fortbewegung des Reinigungsgerätes und/oder für einen Antrieb eines Reinigungselementes und/oder eines Sauggebläses bereitstellen.
Die Druckschrift DE 10 2015 109 954 A1 offenbart beispielsweise ein Reinigungsgerät, welches ein Gebläse zum Fördern von Sauggut in eine Sauggutkammer und einen Akkumulator zum Betrieb des Gebläses aufweist. Von dem Akkumulator erzeugte Wärme wird mittels des von dem Gebläse erzeugten Luftstroms abgeführt. Dazu verfügt der Akkumulator über ein Akkumulatorgehäuse, in welchem Akkumulatorzellen angeordnet sind und welches gleichzeitig einen Abschnitt eines Strömungskanals für den Luftstrom bildet, so dass der Luftstrom durch das Akkumulatorgehäuse hindurchgeführt wird und dabei an einer Umfangsfläche der Akkumulatorzellen vorbeistreicht.
Die Akkumulatorzellen des Akkumulators werden über deren Umfangsflächen gekühlt, wobei die äußeren Wicklungen der Akkumulatorzellen grundsätzlich besser gekühlt werden als die inneren Wicklungen. Dieser inhomogene Kühleffekt muss bei der Auslegung des Akkumulators für das Reinigungsgerät berücksichtigt werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Reinigungsgerät mit einem Akkumulator zu schaffen, bei welchem eine Überhitzung des Akkumulators und somit eine Fehlfunktion des Reinigungsgerätes wirksam verhindert werden kann.
Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe wird vorgeschlagen, dass der Akkumulator über einen außerhalb des Strömungskanals angeordneten elektrischen Pol des Akkumulators wärmeleitend mit dem Strömungskanal verbunden ist, wobei die Verbindung zwischen dem Pol und dem Strömungskanal ein elektrisch isolierendes und thermisch leitendes Wärmeabgabeelement aufweist, welches eingerichtet ist, Wärmeenergie des Pols auf eine in dem Strömungskanal geführte Luftströmung zu übertragen.
Erfindungsgemäß werden der Akkumulator bzw. eine oder mehrere Akkumulatorzellen des Akkumulators nun über die elektrischen Pole gekühlt, welche üblicherweise einer starken Wärmebelastung ausgesetzt sind. Dadurch können die Akkumulatorzellen des Akkumulators homogen gekühlt werden, insbesondere deren gewickelte Lagen. Die Kühlung der Akkumulatorzellen ist somit unabhängig von einer Wicklungsgeometrie der jeweiligen Akkumulatorzelle. Auch ist es möglich, mehrere Akkumulatorzellen unabhängig von ihrer Position innerhalb des Akkumulators mit gleichem Erfolg zu kühlen. Der Akkumulator kann entnehmbar in dem Reinigungsgerät angeordnet sein, oder alternativ fest und nicht entnehmbar mit dem Reinigungsgerät verbunden sein. Des Weiteren können verschiedene Akkumulator-Technologien zur Anwendung kommen, beispielsweise Lithium-Ionen-Akkus oder auch sogenannte Post-Lithium-Ionen-Akkus, die eine Lithium-Schwefel-Technologie oder ähnliches nutzen. Um die Wärmeenergie von den elektrischen Polen abzuführen, jedoch die elektrischen Pole nicht gleichzeitig der in dem Strömungskanal strömenden Luftströmung auszusetzen, ist zwischen dem Pol bzw. den Polen und dem Strömungskanal ein Wärmeabgabeelement angeordnet. Dieses Wärmeabgabeelement ist vorzugsweise Teil des Akkumulators. Um eine elektrische Isolierung zwischen dem Akkumulator und dem Strömungskanal sicherzustellen, jedoch gleichzeitig die Wärmeübertragung von dem Akkumulator auf die Luftströmung zu ermöglichen, ist das Wärmeabgabeelement elektrisch isolierend und thermisch leitend ausgebildet. Unter elektrisch isolierend wird im Sinne der Erfindung ein Wärmeabgabeelement verstanden, welches einen spezifischen Widerstand (als Kehrwert der elektrischen Leitfähigkeit) von größer als 10 Ωm aufweist. Insbesondere werden darunter Nichtleiter verstanden, deren spezifischer Widerstand größer ist als 1·10⁶ Ωm. Unter thermisch leitend wird im Sinne der Erfindung ein Stoff bzw. Material verstanden, dessen Wärmeleitfähigkeit größer ist als 0,5 W/(m·K). Insbesondere können thermisch leitende Wärmeabgabeelemente eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 1 W/(m·K) oder besonders bevorzugt größer als 4 W/(m·K) aufweisen.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Akkumulator eine Mehrzahl von Akkumulatorzellen aufweist, deren elektrische Pole über einen elektrisch und thermisch leitenden Zellenverbinder miteinander verbunden sind, wobei der Zellenverbinder einerseits mit den elektrischen Polen und andererseits mit dem Wärmeabgabeelement verbunden ist. Bei dieser Ausgestaltung sind die elektrischen Pole der Akkumulatorzellen nicht mehr direkt mit dem elektrisch isolierenden und thermisch leitenden Wärmeabgabeelement verbunden, sondern sind zunächst untereinander thermisch und elektrisch leitend an den Zellenverbinder angekoppelt, wobei dieser dann wiederum mit dem elektrisch isolierenden Wärmeabgabeelement verbunden ist, welches die thermische Energie an den Strömungskanal bzw. die darin geführte Luftströmung abgibt. Die Pole der Akkumulatorzellen werden mit Hilfe des elektrisch leitfähigen Zellenverbinders zu einem Akkumulator zusammengeschaltet. Die thermische Ankopplung des Strömungskanals an die Pole darf demgegenüber nicht elektrisch leitfähig sein. Dies wird durch die elektrisch isolierende Eigenschaft des Wärmeabgabeelementes sichergestellt.
Es wird vorgeschlagen, dass das Wärmeabgabeelement zumindest mit einem Teilbereich in den Strömungskanal ragt oder einen Teilbereich des Strömungskanals bildet oder eine thermisch leitende Schnittstelle des Strömungskanals kontaktiert. Das Wärmeabgabeelement kann somit beispielsweise direkt in den Strömungskanal, d. h. den Strömungsweg einer Luftströmung, gehalten werden. Dabei ist es möglich, dass das Wärmeabgabeelement von dem Strömungskanal entfernt wird, wenn der Akkumulator aus dem Reinigungsgerät entnommen wird. Des Weiteren kann es auch vorgesehen sein, dass das Wärmeabgabeelement einen Teilbereich des Strömungskanals bildet. Bei dieser Ausführung kann das Wärmeabgabeelement beispielsweise ein zylindrischer Teilabschnitt des Strömungskanals sein, ein Flächenbereich einer Wandung des Strömungskanals oder dergleichen. Bei dieser Ausführung kann der Akkumulator mit zumindest einem Teilbereich des Strömungskanals ein Modul bilden, welches vorzugsweise relativ zu dem Reinigungsgerät verlagert werden kann. Des Weiteren ist es auch möglich, dass das Wärmeabgabeelement einen integralen Bestandteil des Strömungskanals bildet, welcher nicht ohne Zerstörung von dem Strömungskanal getrennt werden kann. Zudem kann es auch vorgesehen sein, dass das Wärmeabgabeelement eine thermisch leitende Schnittstelle des Strömungskanals kontaktiert. Bei dieser Ausgestaltung kann der Akkumulator ein Wärmeabgabeelement aufweisen, welches mit einer thermisch leitenden Schnittstelle des Strömungskanals gekoppelt werden kann. Die Wärmeübergabe zwischen dem Akkumulator und dem Strömungskanal erfolgt dann über eine Kontaktstelle, welche die Übergabe von Wärmeenergie von dem Wärmeabgabeelement des Akkumulators auf den Strömungskanal, insbesondere auf an dem Strömungskanal ausgebildete Kühlkörper, ermöglicht. Die Kühlkörper sind vorzugsweise fest mit dem Strömungskanal verbunden. Insbesondere können die Kühlkörper an einer Kanalwandung angeordnete oder ausgebildete Strukturen, zum Beispiel Rippen, sein.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Teilbereich des Wärmeabgabeelementes durch eine Öffnung einer Kanalwandung des Strömungskanals hindurch in den Strömungskanal geführt ist. Gemäß dieser Ausgestaltung kann das Wärmeabgabeelement durch eine Kanalwandung des Strömungskanals in die Luftströmung gehalten werden. Beispielsweise kann die Kanalwandung eine schlitzförmige Öffnung aufweisen, durch welche ein flächig ausgebildeter Teilbereich des Wärmeabgabeelementes gesteckt werden kann. Insbesondere weist die Öffnung der Kanalwandung ein Dichtelement auf, welches den Randbereich der Öffnung gegenüber dem Wärmeabgabeelement abdichtet, so dass die Luftströmung möglichst verlustfrei innerhalb des Strömungskanals geführt wird. Die Wärmeenergie kann von dem Wärmeabgabeelement entweder direkt an die Luftströmung abgegeben werden und/ oder an das Material des Strömungskanals, falls ein mechanischer Kontakt mit einer thermisch leitenden Verbindung zwischen dem Wärmeabgabeelement des Akkumulators und der Kanalwandung des Strömungskanals besteht.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Wärmeabgabeelement mindestens eine in einen Strömungsweg des Luftstroms ragende Kühlrippe aufweist. Gemäß dieser Ausgestaltung kann das Wärmeabgabeelement beispielsweise auch die Gestalt von mehreren Kühlrippen aufweisen. Diese Kühlrippen können insbesondere thermisch voneinander getrennt sein und ebenso getrennt in den Luftstrom ragen. Des Weiteren kann es zusätzlich oder alternativ auch vorgesehen sein, dass der Strömungskanal mindestens eine in einen Strömungsweg des Luftstroms ragende Kühlrippe aufweist. Bei dieser Ausgestaltung ist das Wärmeabgabeelement des Akkumulators über eine thermisch leitende Schnittstelle mit dem Strömungskanal verbunden, wobei die Wärmeenergie des Akkumulators auf das Material des Strömungskanals übertragen wird und dort über fest verbaute Kühlrippen des Strömungskanals, die von der Luftströmung umströmt werden, abgegeben wird.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Wärmeabgabeelement bezogen auf eine Wärmeübertragungsrichtung von dem Pol zu dem Strömungskanal hintereinander zunächst einen elektrisch isolierenden und thermisch leitenden ersten Teilbereich und danach einen thermisch leitenden zweiten Teilbereich aufweist. Der erste und der zweite Teilbereich können hintereinanderliegende Schichten oder Ebenen eines im Wesentlichen flächigen Wärmeabgabeelementes sein, wobei der erste Teilbereich ausgebildet ist, den Pol elektrisch gegenüber dem zweiten Teilbereich zu isolieren, jedoch eine thermische Wärmeleitung zuzulassen. Der zweite Teilbereich dient zur Weitergabe der von dem ersten Teilbereich empfangenen Wärmeenergie an den Strömungskanal bzw. die darin geführte Luftströmung. Die elektrische Leitfähigkeit des zweiten Teilbereiches ist dabei nicht relevant, d. h. der zweite Teilbereich kann sowohl elektrisch leitfähig als auch elektrisch isolierend sein. Gemäß dieser Ausgestaltung können der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich unterschiedlichen Komponenten des Reinigungsgerätes zugeordnet sein. Beispielsweise kann der erste Teilbereich des Wärmeabgabeelementes an dem Akkumulator angeordnet sein, währen der zweite Teilbereich ein Teilbereich des Strömungskanals ist. Die Teilbereiche des Wärmeabgabeelementes werden zum Zwecke einer Wärmeübertragung über eine thermische Schnittstelle miteinander gekoppelt, um die Wärmeabgabe des Akkumulators zu ermöglichen. Des Weiteren können die beiden Teilbereiche des Wärmeabgabeelementes aus unterschiedlichen Materialien bestehen, die entweder mehr auf die elektrische Isolierung oder auf die wärmeleitende Eigenschaft fokussieren.
Es wird vorgeschlagen, dass das Wärmeabgabeelement eine Wärmeleitpaste, ein Wärmeleitöl, einen Wärmeleitschaum und/oder eine Wärmeleitfolie aufweist. Das Material des Wärmeabgabeelementes kann somit unterschiedliche Strukturen, Formen und/oder Konsistenzen aufweisen, beispielsweise ein Festkörper oder eine pastöse Flüssigkeit sein. Insbesondere kann das Wärmeabgabeelement auch als ein Teilbereich des Strömungskanals ausgeformt sein oder eine Struktur aufweisen, welche luftdurchlässig ist und somit einen Eintritt der in dem Strömungskanal geführten Luftströmung erlaubt.
Des Weiteren kann das Wärmeabgabeelement ein Silikonöl, ein Silikongummi und/oder ein Metalloxid aufweisen. Es eignen sich gegebenenfalls auch thermoplastische Kunststoffe wie beispielsweise Polyamid oder Polyimid, sofern die benötigte elektrisch isolierende Eigenschaft und/oder thermisch leitende Eigenschaft des Wärmeabgabeelementes sichergestellt ist.
Gemäß einer Ausführung kann vorgesehen sein, dass dem Wärmeabgabeelement ein Temperatursensor zur Detektion einer Temperatur des Wärmeabgabeelementes zugeordnet ist. Durch den Temperatursensor können ein Zustand des Akkumulators sowie die Wirksamkeit des Wärmeabgabeelementes als thermischer Ableiter kontrolliert werden. Insbesondere können erhöhte Temperaturen oder Temperaturgradienten detektiert werden. Die Messwerte können beispielsweise über eine Zeitspanne detektiert werden, gespeichert werden und für eine Fehlerdiagnose herangezogen werden.
Es kann des Weiteren vorgesehen sein, dass an dem Wärmeabgabeelement eine Schutzelektronik des Akkumulators oder weitere zu kühlende Elemente des Akkumulators angeschlossen sind, um diese zu kühlen. Neben den Polen des Akkumulators kann des Weiteren zum Beispiel auch eine Mantelfläche der Akkumulatorzellen in den Kühlvorgang miteinbezogen werden, indem auch die Mantelfläche thermisch mit dem Wärmeabgabeelement gekoppelt wird. Des Weiteren empfiehlt es sich auch, dass ein etwaiger Abgasprozess der Akkumulatorzellen nicht beeinträchtigt wird. Dazu kann das Wärmeabgabeelement (wie auch der Zellenverbinder) beispielsweise Gasaustrittsöffnungen zum Durchtritt von aus den Akkumulatorzellen entweichendem Gas aufweisen.
Unterschiedliche Ausführungsformen des Reinigungsgerätes können des Weiteren vorsehen, dass der Akkumulator einem in Strömungsrichtung hinter einem Filter liegenden Reinluftbereich des Strömungskanals auf einer Saugseite oder Druckseite des Gebläses zugeordnet ist. Bei beiden Ausführungsformen ist der Akkumulator einem Reinluftbereich des Strömungskanals zugeordnet, nämlich entweder auf der Saugseite, oder auf der Druckseite des Gebläses, in jedem Fall aber bezogen auf die Strömungsrichtung hinter dem Filter, so dass in der von dem Reinigungsgerät angesaugten Luft befindliches Sauggut bereits durch den Filter entfernt worden ist und nicht in Kontakt mit dem Akkumulator bzw. dessen Wärmeabgabeelement kommt.
Figurenliste
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

1 ein erfindungsgemäßes Reinigungsgerät,
2 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Reinigungsgerät,
3 eine Prinzipskizze einer Mehrzahl von Akkumulatorzellen mit einem Wärmeabgabeelement,
4 eine Draufsicht auf einen Akkumulator mit einem Wärmeabgabeelement gemäß einer möglichen Ausführungsform,
5 eine Draufsicht auf einen Akkumulator mit einem Wärmeabgabeelement gemäß einer weiteren Ausführungsform,
6 eine Draufsicht auf einen Akkumulator und einen Strömungskanal mit Wärmeabgabeelementen gemäß einer weiteren Ausführungsform,
7 der Akkumulator und der Strömungskanal gemäß 6 in einem miteinander verbundenen Zustand.

Beschreibung der Ausführungsformen
Die 1 und 2 zeigen ein Reinigungsgerät 1, welches als sich selbsttätig fortbewegender Saugroboter ausgebildet ist. Obwohl die Erfindung hier anhand eines autonomen Reinigungsgerätes 1 erläutert wird, kann die Erfindung ebenso Anwendung bei von einem Nutzer handgeführten Reinigungsgeräten 1 finden.
Das Reinigungsgerät 1 verfügt hier beispielsweise über ein Gehäuse 22, elektromotorisch angetriebene Räder 24 zur Fortbewegung des Reinigungsgerätes 1 sowie zumindest ein Reinigungselement, hier beispielsweise eine elektromotorisch angetriebene Reinigungswalze 23, welche eine Vielzahl von Borstenbüscheln zur Einwirkung auf eine zu reinigende Fläche trägt. Die Reinigungswalze 23 ist einem Saugmund 21 zugeordnet, welcher über einen Strömungskanal 2 von dem Unterdruck eines Gebläses 3 beaufschlagbar ist. Das Gebläse 3 wird mittels eines Motors 25 angetrieben. Das Gebläse 3 fördert Sauggut von einer zu reinigenden Fläche durch den Strömungskanal 2, wobei das Sauggut in einer Sauggutkammer 4 mit einem Filter 18 zurückgehalten wird, so dass ausschließlich gereinigte Luft zu dem Gebläse 3 strömen kann. Bezogen auf die Strömungsrichtung des zu dem Gebläse 3 strömenden Saugluftstroms befindet sich hinter dem Filter 18 ein Reinluftbereich, welcher sich sowohl auf einer Saugseite 19 des Gebläses 3, als auch auf einer Druckseite 20 des Gebläses 3 fortsetzt.
Dem Strömungskanal 2 ist hier beispielsweise auf der Saugseite 19 ein Akkumulator 5 zugeordnet, welcher durch einen in dem Strömungskanal 2 geführten Saugluftstrom gekühlt wird. Bei einer alternativen Ausführung könnte der Akkumulator 5 jedoch beispielsweise auch der Druckseite 20 des Gebläses 3 zugeordnet sein. Es empfiehlt sich jedoch die in 2 dargestellte Anordnung, da die Luftströmung auf der Saugseite 19 eine geringere Temperatur aufweist als auf der Druckseite 20 des Gebläses 3.
3 zeigt beispielhaft einen Akkumulator 5, welcher ein erfindungsgemäßes Reinigungsgerät 1 mit Energie versorgen kann, beispielsweise zum Betrieb des Motors 25 eines Gebläses 3 oder auch zum Betrieb anderer Energieverbraucher, beispielsweise Motoren für Fahrantriebe, Reinigungselemente oder andere. Der Akkumulator 5 weist hier eine Mehrzahl von Akkumulatorzellen 6 auf, welche entsprechend ihrer Polarisierung mittels eines Zellenverbinders 9 in Reihe geschaltet sind. Der Zellenverbinder 9 besteht üblicherweise aus Metall und ist elektrisch sowie thermisch leitend. Der Zellenverbinder 9 setzt sich auf beiden Seiten des Akkumulators 5 fort Im Folgenden wird der Aufbau des Akkumulators 5 in Bezug auf nur eine Stirnseite der Akkumulatorzellen 6 erläutert, wobei es sich von selbst versteht, dass der Aufbau vorteilhaft beide Stirnseiten der Akkumulatorzellen 6 und somit auch die Anbindung an alle Pole 7 betrifft.
Der Zellenverbinder 9 ist auf seiner den Polen 7 abgewandten Seite mit einem Wärmeabgabeelement 8 verbunden, welches aus einem ersten Teilbereich 13 und einem zweiten Teilbereich 14 besteht. Der erste Teilbereich 13 ist dabei zwischen dem zweiten Teilbereich 14 und dem Zellenverbinder 9 angeordnet. Der erste Teilbereich 13 ist elektrisch isolierend und gleichzeitig thermisch leitend. Beispielsweise besteht der erste Teilbereich 13 aus einer elektrisch nicht leitfähigen Wärmeleitpaste, Wärmeleitöl, Silikonöl, Zinkoxid oder ähnlichem. Des Weiteren kann der erste Teilbereich 13 auch ein Wärmeleitpad aus einer Silikongummifolie oder Polyamidfolie sein. Grundsätzlich sind für den ersten Teilbereich 13 alle Materialien geeignet, die eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 0,5 W/(m·K) aufweisen und gleichzeitig einen spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10 Ωm. Bevorzugt weist der Teilbereich 13 ein Isolationsmaterial mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von mehr als 1·10⁶ Ωm auf. Da der erste Teilbereich 13 die elektrische Isolierung für den Zellenverbinder 9 darstellt, kann dieser in Bezug auf seine Form und Größe an die Form und Größe des Zellenverbinders 9 angepasst sein. Der sich an den ersten Teilbereich 13 anschließende zweite Teilbereich 14 des Wärmeabgabeelementes 8 kann grundsätzlich die gleichen elektrischen und thermischen Eigenschaften aufweisen wie der erste Teilbereich 13, wobei es hier jedoch nicht auf den spezifischen elektrischen Widerstand ankommt. Entscheidend ist, dass der zweite Teilbereich 14 ausreichend wärmeleitfähig ist, d. h. ebenfalls mindestens eine Wärmeleitfähigkeit von 0,5 W/(m·K) aufweist, damit die von den Polen 7 des Akkumulators 5 ausgehende Wärmeenergie von dem Akkumulator 5 weggeleitet werden kann. Die elektrische Isolierung wird ohnehin durch den ersten Teilbereich 13 bereitgestellt, so dass der zweite Teilbereich 14 nicht unbedingt elektrische Isolationseigenschaften aufweisen muss.
Durch die insgesamt wärmeleitende Anbindung der Pole 7 des Akkumulators 5 an das Wärmeabgabeelement 8 kann die Wärme gezielt dort abgeführt werden, wo die Akkumulatorzellen 6 üblicherweise am wärmsten sind. Es ist somit eine effektive und insbesondere auch homogene Kühlung des Akkumulators 5 möglich. Neben den Polen 7 können an das Wärmeabgabeelement 8 beispielsweise auch eine Schutzelektronik oder weitere zu kühlende Elemente des Akkumulators 5 angeschlossen werden. Optional kann neben den Polen 7 des Weiteren auch eine Umfangsfläche der Akkumulatorzellen 6 thermisch an das Wärmeabgabeelement 8 angeschlossen werden, so dass die Akkumulatorzellen 6 nicht nur über ihre Stirnseiten, sondern vielmehr auch über die große Umfangsfläche gekühlt werden. Das Wärmeabgabeelement 8 kann über seine den Polen 7 bzw. dem Zellenverbinder 9 abgewandte Seite Wärme abgeben.
4 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Akkumulators 5, dessen Akkumulatorzellen 6 mittels einer durch den Strömungskanal 2 des Reinigungsgerätes 1 geführten Luftströmung gekühlt werden. Der Akkumulator 5 ist schematisch von oben dargestellt. Zu erkennen sind mehrere Akkumulatorzellen 6, welche mit Hilfe von brückenartigen Zellenverbindern 9 in Reihe geschaltet sind. Über den Zellenverbindern 9 liegt ein Wärmeabgabeelement 8, welches auch seitlich über die Akkumulatorzellen 6 übersteht und mit einem Teilbereich 14 in den Strömungskanal 2 hineinragt. Der Strömungskanal 2 weist zur Aufnahme des Wärmeabgabeelementes 8 eine Öffnung 10 auf, deren Öffnungsrand mit einem Dichtelement 16 versehen ist, das den Strömungskanal 2 gegenüber dem hindurchgeführten Teilbereich 14 des Wärmeabgabeelementes 8 abdichtet.
Das Wärmeabgabeelement 8 weist einen ersten Teilbereich 13 und zweiten Teilbereich 14 auf. Sowohl der erste Teilbereich 13 als auch der zweite Teilbereich 14 des Wärmeabgabeelementes 8 sind thermisch leitfähig ausgebildet. Zumindest der erste Teilbereich 13, welcher sich außerhalb des Strömungskanals 2 befindet, weist zudem eine elektrisch isolierende Funktion auf. Der in den Strömungskanal 2 ragende zweite Teilbereich 14 des Wärmeabgabeelementes 8 kann luftdurchlässig ausgestaltet sein, so dass zumindest ein Anteil der durch den Strömungskanal 2 strömenden Luftströmung durch das Material des Wärmeabgabeelementes 8 geführt werden kann. Der zweite Teilbereich 14 kann beispielsweise plattenförmig oder nach der Art eines stirnseitig offenen Hohlkörpers, als ein Längsabschnitt des Strömungskanals 2, ein Teilbereich einer Kanalwandung 11 des Strömungskanals 2 oder ähnliches ausgebildet sein. Auf dem zweiten Teilbereich 14 sind hier des Weiteren Temperatursensoren 15 angeordnet, welche aktuelle Temperaturen des zweiten Teilbereiches 14 innerhalb und außerhalb des Strömungskanals 2 messen. Alternativ oder zusätzlich kann es des Weiteren vorgesehen sein, einen Temperatursensor 15 auf dem ersten Teilbereich 13 anzuordnen, welcher näher bei den Polen 7 des Akkumulators 5 liegt. Über die Messergebnisse der Temperatursensoren 15 können Rückschlüsse auf unüblich hohe Temperaturen oder Temperaturgradienten des Akkumulators 5 gezogen werden, die eine Überhitzung des Akkumulators 5 anzeigen. Die Messwerte können über eine bestimmte Zeitspanne aufgenommen, gespeichert und analysiert werden.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Akkumulators 5 mit mehreren separat daran angeordneten Wärmeabgabeelementen 8. Jedes der Wärmeabgabeelemente 8, hier beispielsweise zwei Wärmeabgabeelemente 8, ist mit homogenen Materialeigenschaften in Bezug auf Wärmeleitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit ausgestattet. Die Wärmeabgabeelemente 8 ragen mit einem freien Endbereich jeweils durch eine Öffnung 10 einer Kanalwandung 11 eines Strömungskanals 2. Die Wärmeabgabeelemente 8 bilden Kühlrippen 12 des Akkumulators 5.
Die 6 und 7 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher zumindest ein zweiter Teilbereich 14 eines Wärmeabgabeelementes 8 an dem Strömungskanal 2 ausgebildet ist, d. h. Teil des Strömungskanals 2 ist. Der Akkumulator 5 weist einen korrespondierenden ersten Teilbereich 13 des Wärmeabgabeelementes 8 auf. Der erste Teilbereich 13 ist elektrisch isolierend und thermisch leitend. Der zweite Teilbereich 14 ist ebenfalls thermisch leitend und kann gegebenenfalls elektrisch leitfähig sein, beispielsweise aus einem Kupferblech geformt oder dergleichen. Das Wärmeabgabeelement 8 des Strömungskanals 2 weist eine Vielzahl von Kühlrippen 12 auf, welche ausgehend von einer Kanalwandung 11 nach innen in den Strömungskanal 2 ragen, nämlich in einen Strömungsweg eines durch den Strömungskanal 2 strömenden Luftstroms.
In 6 sind der Akkumulator 5 und der Strömungskanal 2 bzw. dessen Kühlrippen 12 noch thermisch getrennt, da der erste Teilbereich 13 des Wärmeabgabeelementes 8 noch von dem zweiten Teilbereich 14 beabstandet ist. In 7 ist der Akkumulator 5 über thermische Schnittstellen 17 an der Außenseite der Kanalwandung 11 an den Strömungskanal 2 und damit auch dessen Kühlrippen 12 gekoppelt. Der erste Teilbereich 13 und der zweite Teilbereich 14 bilden nun ein gemeinsames Wärmeabgabeelement 8, welches Wärme von den Polen 7 der Akkumulatorzellen 6 an eine in dem Strömungskanal 2 geführte Luftströmung abgibt. Die thermischen Schnittstellen 17, welche zur Verbindung der beiden Teilbereiche 13,14 des Wärmeabgabeelementes 8 dienen, können entweder an dem Akkumulator 5 oder dem Strömungskanal 2 ausgebildet sein. Gemäß einer besonders einfachen Form handelt es sich bei den Schnittstellen 17 um Wärmeleitpaste, Wärmeleitöl, eine Wärmeleitfolie oder dergleichen.
Bezugszeichenliste

1: Reinigungsgerät
2: Strömungskanal
3: Gebläse
4: Sauggutkammer
5: Akkumulator
6: Akkumulatorzelle
7: Pol
8: Wärmeabgabeelement
9: Zellenverbinder
10: Öffnung
11: Kanalwandung
12: Kühlrippe
13: Teilbereich
14: Teilbereich
15: Temperatursensor
16: Dichtelement
17: Schnittstelle
18: Filter
19: Saugseite
20: Druckseite
21: Saugmund
22: Gehäuse
23: Reinigungswalze
24: Rad
25: Motor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015109954 A1 [0003]

Claims

Reinigungsgerät (1) mit einem Strömungskanal (2) und einem eine Strömungsverbindung zu dem Strömungskanal (2) aufweisenden Gebläse (3) zum Fördern von Sauggut von einer zu reinigenden Fläche in eine Sauggutkammer (4), wobei das Reinigungsgerät (1) einen Akkumulator (5) mit mindestens einer Akkumulatorzelle (6) aufweist, welche mittels eines durch den Strömungskanal (2) strömenden Luftstroms kühlbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkumulator (5) über einen außerhalb des Strömungskanals (2) angeordneten elektrischen Pol (7) des Akkumulators (5) wärmeleitend mit dem Strömungskanal (2) verbunden ist, wobei die Verbindung zwischen dem Pol (7) und dem Strömungskanal (2) ein elektrisch isolierendes und thermisch leitendes Wärmeabgabeelement (8) aufweist, welches eingerichtet ist, Wärmeenergie des Pols (7) auf eine in dem Strömungskanal (2) geführte Luftströmung zu übertragen.
Reinigungsgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkumulator (5) eine Mehrzahl von Akkumulatorzellen (6) aufweist, deren elektrische Pole (7) über einen elektrisch und thermisch leitenden Zellenverbinder (9) miteinander verbunden sind, wobei der Zellenverbinder (9) einerseits mit den elektrischen Polen (7) und andererseits mit dem Wärmeabgabeelement (8) verbunden ist.
Reinigungsgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeabgabeelement (8) zumindest mit einem Teilbereich in den Strömungskanal (2) ragt oder einen Teilbereich des Strömungskanals (2) bildet oder eine thermisch leitende Schnittstelle (17) des Strömungskanals (2) kontaktiert.
Reinigungsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teilbereich des Wärmeabgabeelementes (8) durch eine Öffnung (10) einer Kanalwandung (11) des Strömungskanals (2) hindurch in den Strömungskanal (2) geführt ist.
Reinigungsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeabgabeelement (8) und/oder der Strömungskanal (2) mindestens eine in einen Strömungsweg des Luftstroms ragende Kühlrippe (12) aufweisen.
Reinigungsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeabgabeelement (8) bezogen auf eine Wärmeübertragungsrichtung von dem Pol (7) zu dem Strömungskanal (2) hintereinander zunächst einen elektrisch isolierenden und thermisch leitenden ersten Teilbereich (13) und danach einen thermisch leitenden zweiten Teilbereich (14) aufweist.
Reinigungsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeabgabeelement (8) eine Wärmeleitpaste, ein Wärmeleitöl, einen Wärmeleitschaum und/oder eine Wärmeleitfolie aufweist.
Reinigungsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeabgabeelement (8) ein Silikonöl, ein Silikongummi und/oder ein Metalloxid aufweist.
Reinigungsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wärmeabgabeelement (8) ein Temperatursensor (15) zur Detektion einer Temperatur des Wärmeabgabeelementes (8) zugeordnet ist.
Reinigungsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkumulator (5) einem in Strömungsrichtung hinter einem Filter (18) liegenden Reinluftbereich des Strömungskanals (2) auf einer Saugseite (19) oder Druckseite (20) des Gebläses (3) zugeordnet ist.