DE102018129114A1 - Method for operating a vacuum cleaner system and vacuum cleaner system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Betrieb eines Staubsaugersystems (1) mit einem Staubsauger (10) mit einem Gebläse (12), welches einen Luftstrom (A) erzeugt, wobei das Gebläse (12) einen Elektromotor (12b) aufweist, welcher ein Laufrad (12a) des Gebläses (12) antreibt, und mit einer Saugdüse (18), welche mit dem Staubsauger (10) verbunden ist und über einen Untergrund (2) geführt wird, das Verfahren mit wenigstens den Schritten:
• Betreiben (100) des Elektromotors (12b) mit einer ersten Leistung,
• Erfassen (200a) oder Bestimmen (200b) einer ersten Drehzahl (q) und/oder eines ersten Drehmoments des Elektromotors (12b),
• Bestimmen (300) eines Unterdrucks (p) in Abhängigkeit von wenigstens zwei Betriebsparametern der ersten Leistung, der ersten Drehzahl (q) und des ersten Drehmoments des Elektromotors (12b), und
• Betreiben (600) des Elektromotors (12b) mit einer zweiten Leistung in Abhängigkeit des bestimmten Unterdrucks (p).
The invention relates to a method for operating a vacuum cleaner system (1) with a vacuum cleaner (10) with a blower (12) which generates an air flow (A), the blower (12) having an electric motor (12b) which has an impeller (12a ) of the blower (12), and with a suction nozzle (18), which is connected to the vacuum cleaner (10) and is guided over a base (2), the method with at least the following steps:
Operating (100) the electric motor (12b) with a first power,
Detection (200a) or determination (200b) of a first speed (q) and / or a first torque of the electric motor (12b),
• Determining (300) a negative pressure (p) as a function of at least two operating parameters of the first power, the first speed (q) and the first torque of the electric motor (12b), and
• Operation (600) of the electric motor (12b) with a second power depending on the determined negative pressure (p).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Staubsaugersystems gemäß des Patentanspruchs 1 sowie ein Staubsaugsystem zur Ausführung eines derartigen Verfahrens gemäß des Patentanspruchs 8.The invention relates to a method for operating a vacuum cleaner system according to claim 1 and a vacuum cleaner system for executing such a method according to claim 8.
Zu den Reinigungsgeräten gehören die Staubsauger, welche Luft samt Schmutz von einem Untergrund in sich einsaugen und die Luft zumindest im Wesentlichen vom Schmutz gereinigt wieder nach außen hin abgeben können. Ein Staubsauger weist hierzu ein Gebläse auf, welches den Luftstrom erzeugen kann. Auf der Ansaugseite des Gebläses kann hierdurch ein Unterdruck erzeugt werden, welcher für ein Nachströmen von Luft sorgen kann; dieser Abschnitt des Staubsaugers kann auch als Unterdruckbereich des Staubsaugers bezeichnet werden. Die Führung des Luftstroms samt Schmutz kann, je nach Ausführungsform des Staubsaugers, direkt über eine Saugdüse als Ansaugöffnung erfolgen, welche Bestandteil des Staubsaugers selbst ist. Die Saugdüse, welche auch als Bodendüse bezeichnet werden kann, kann jedoch auch über einen Saugschlauch und ggfs. über ein zusätzliches Teleskoprohr mit dem Staubsauger verbunden sein; in diesem Fall können der Staubsauger und die übrigen Komponenten wie Saugdüse, Saugschlauch und ggfs. Teleskoprohr zusammen auch als Staubsaugersystem bezeichnet werden. In jedem Fall kann die Saugdüse von einem Benutzer über einen Untergrund geführt werden, um von dort Schmutz mit der eingesogenen Luft aufzunehmen.The cleaning devices include the vacuum cleaners, which suck in air and dirt from a surface and which, at least essentially free of dirt, can release it to the outside again. For this purpose, a vacuum cleaner has a blower which can generate the air flow. In this way, a negative pressure can be generated on the suction side of the blower, which can ensure that air flows in; this section of the vacuum cleaner can also be referred to as the vacuum region of the vacuum cleaner. Depending on the design of the vacuum cleaner, the air flow and dirt can be guided directly via a suction nozzle as a suction opening, which is part of the vacuum cleaner itself. However, the suction nozzle, which can also be referred to as a floor nozzle, can also be connected to the vacuum cleaner via a suction hose and possibly an additional telescopic tube; in this case, the vacuum cleaner and the other components such as the suction nozzle, suction hose and, if applicable, telescopic tube can also be referred to together as a vacuum cleaner system. In any case, the suction nozzle can be guided over a surface by a user in order to pick up dirt from there with the sucked-in air.
Auf der gegenüberliegenden Seite des Gebläses, zu der der Luftstrom hin gerichtet ist, befinden sich üblicherweise wenigstens ein Filter bzw. ein Filtersystem, durch den der Luftstrom hindurchgeführt wird. Dieser Abschnitt des Staubsaugers kann auch als Überdruckbereich des Staubsaugers bezeichnet werden. Der Filter kann den Schmutz wie z.B. Staub, insbesondere Hausstaub, sowie sonstige kleinere Partikel aus dem Luftstrom zurückhalten und hierdurch den Luftstrom filtern, welcher dann den Staubsauger sauberer als beim Einsaugen verlassen kann. Hierdurch kann der Untergrund vom Schmutz gereinigt werden. Der Untergrund kann eine beliebige Oberfläche wie z.B. ein Fußboden bzw. dessen Bodenbelag sein.On the opposite side of the blower, towards which the air flow is directed, there are usually at least one filter or a filter system through which the air flow is passed. This section of the vacuum cleaner can also be referred to as the overpressure range of the vacuum cleaner. The filter can remove dirt such as Retain dust, especially house dust, as well as other smaller particles from the air flow and thereby filter the air flow, which can then leave the vacuum cleaner cleaner than when vacuuming. This allows the surface to be cleaned of dirt. The surface can be any surface such as be a floor or its floor covering.
Da Fußböden unterschiedlich beschaffen sein bzw. unterschiedliche Bodenbeläge wie z.B. Teppich, Fliesen, Laminat, Parkett und dergleichen aufweisen können, werden die Fußböden üblicherweise zwischen Hartböden, auch Glattböden genannt, und Teppichböden unterschieden. Die Art des Fußbodens wirkt sich dabei auf die Anforderungen aus, welche an den Staubsauger bzw. an dessen Saugdüse gestellt werden. So kann der Schmutz mit vergleichsweise geringer Gebläseleistung von einem Hart- bzw. Glattboden abgesogen werden, da zum einen der Schmutz lose auf der glatten Oberfläche des Bodenbelags liegen und zum anderen der Abstand zwischen den Saugdüse und der Oberfläche des Bodenbelags vergleichsweise gering in der Höhe eingestellt werden kann, was das Erzeugen des erforderlichen Unterdrucks begünstigen kann. Zwischen der Saugdüse und dem Glattboden stellt sich somit eine vergleichsweise kleine Blendenöffnung ein, so dass der erforderliche Luftstrom mit vergleichsweise geringer Gebläseleistung erzeugt werden kann.Because floors have different properties or different floor coverings such as Carpet, tiles, laminate, parquet and the like, the floors are usually differentiated between hard floors, also called smooth floors, and carpets. The type of floor has an impact on the requirements placed on the vacuum cleaner or its suction nozzle. So the dirt can be extracted from a hard or smooth floor with a comparatively low blower output, because on the one hand the dirt is loose on the smooth surface of the floor covering and on the other hand the distance between the suction nozzle and the surface of the floor covering is set comparatively low in height can become, which can favor the generation of the required negative pressure. A comparatively small aperture is thus established between the suction nozzle and the smooth bottom, so that the required air flow can be generated with a comparatively low blower output.
Im Gegensatz dazu kann der Schmutz bei Teppichböden als Bodenbelag zwischen bzw. an den Teppichfasern gehalten werden, so dass eine größere Gebläseleistung erforderlich sein kann, um den Schmutz mit dem eingesogenen Luftstrom mitzuführen. Auch können die Teppichfasern eine luftdurchlässige Zwischenschicht zwischen dem die Teppichfasern haltenden Grundkörpers des Teppichs und der Saugdüse bilden, welche den Abstand der Saugdüse zum luftundurchlässigen Untergrund vergrößern kann, so dass mehr Luft seitlich durch die Teppichfasern hindurch zur Saugdüse gelangen kann. Hierdurch kann eine vergleichsweise große Blendenöffnung zwischen der Saugdüse und dem Teppichboden ausgebildet werden, was die Ausbildung des Unterdrucks, welcher zum Einsaugen des Schmutzes erforderlich ist, erschweren kann, so dass das Gebläse auch aus diesem Grund mit einer höheren Leistung betrieben werden muss, um einen Luftstrom zu erzeugen, welcher dem Luftstrom beim Saugen auf einem Glattboden vergleichbar ist.In contrast, the dirt in carpets can be held as a floor covering between or on the carpet fibers, so that a greater blower power may be required to carry the dirt with the sucked-in air stream. The carpet fibers can also form an air-permeable intermediate layer between the base body of the carpet holding the carpet fibers and the suction nozzle, which can increase the distance between the suction nozzle and the air-impermeable substrate, so that more air can pass laterally through the carpet fibers to the suction nozzle. As a result, a comparatively large aperture opening can be formed between the suction nozzle and the carpeting, which can make the formation of the negative pressure, which is necessary for sucking in the dirt, more difficult, so that the blower must also be operated at a higher power for this reason in order to achieve one To generate airflow which is comparable to the airflow when vacuuming on a smooth floor.
Wird somit ein Staubsauger bei jedem Typ von Untergrund mit derselben Gebläseleistung betrieben, können entweder bei vergleichsweise geringer Gebläseleistung und damit vergleichsweise geringem Energieverbrauch nur Hart- bzw. Glattböden wirkungsvoll gereinigt werden, da für Teppichböden die Saugleistung üblicherweise nicht ausreichen ist, oder es können zwar beide Typen von Bodenbelägen gereinigt werden, jedoch mit einer für Hart- bzw. Glattböden zu hohen Gebläseleistung, welche zu einem für diese Fußböden zu hohen Energieverbrauch führen kann.If a vacuum cleaner is operated with the same blower output on every type of surface, either hard or smooth floors can be cleaned effectively either with a comparatively low blower output and thus comparatively low energy consumption, since the suction power is usually not sufficient for carpets, or both can Types of floor coverings are cleaned, but with a blower output that is too high for hard or smooth floors, which can lead to a high energy consumption for these floors.
Auch ist hierbei zu bedenken, dass es beim Saugen mit vergleichsweise hoher Gebläseleistung zu einem Festsaugen der Saugdüse auf dem Fußboden kommen kann. Dabei kann zwar auf Glattböden mit einer vergleichsweise hohen Gebläseleistung gesaugt werden, ohne dass es zu einem Festsaugen der Bodendüse auf dem Untergrund aufgrund eines zu hohen Unterdrucks kommen kann. Bei Teppichböden kann dies jedoch aufgrund der Nachgiebigkeit der Teppichfasern der Fall sein, so dass die Gebläseleistung nach oben hin begrenzt ist, soll ein Festsaugen vermieden werden. Dabei kann sich bereits ein merkliches Ansaugen der Saugdüse an den Fußboden auch dahingehend bemerkbar machen, dass der Benutzer eine höhere Kraft aufwenden muss, um die Saugdüse über den Fußboden zu bewegen. Diese Kraft kann als Schiebekraft bezeichnet werden.It should also be borne in mind that suction with a comparatively high blower output can cause the suction nozzle to get stuck on the floor. In this case, suction can be carried out on smooth floors with a comparatively high blower output without the floor nozzle being sucked onto the substrate due to excessive vacuum. With carpets, however, this can be the case due to the flexibility of the carpet fibers, so that the blower output is limited at the top, so that firm suction should be avoided. This can already make a noticeable suction of the suction nozzle on the floor also noticeable in that the user has to exert a higher force in order to move the suction nozzle over the floor. This force can be called pushing force.
Daher ist es üblich, dass zum einen die Saugleistung des Gebläses vom Benutzer eingestellt und die Saugdüse zwischen zwei Varianten vom Benutzer ausgewechselt werden kann. So kann bei Hart- bzw. Glattböden eine Glattbodendüse verwendet werden, welche einen Borstenkranz aufweisen kann, der umlaufend angeordnet ist und in der Höhe einen Mindestabstand zwischen dem Glattboden und der Saugdüse sicherstellen kann. Da die Borsten des Borstenkranzes stets einen Mindestabstand zwischen der Ansaugöffnung der Saugdüse und dem Fußboden gewährleisten können, kann eine vorbestimmte Blendenöffnung nicht unterschritten werden, bei der stets ausreichend Luft durch die Borsten hindurch zur Ansaugöffnung gelangen kann, so dass ein Ansaugen und insbesondere ein Festsaugen verhindert werden können. Gleichzeitig kann dieser Mindestabstand ausreichend gering sein, so dass ein Unterdruck, welcher eine wirksame Reinigung ermöglichen kann, mit einer vergleichsweise geringen Gebläseleistung erzielt werden kann. Diese Leistung des Gebläses ist vom Benutzer einzustellen, falls die Glattbodendüse verwendet und ein Hart- bzw. Glattboden gereinigt wird.It is therefore customary for the user to set the suction power of the blower on the one hand and for the user to change the suction nozzle between two variants. For hard or smooth floors, a smooth floor nozzle can be used which can have a bristle ring which is arranged all around and can ensure a minimum distance in height between the smooth floor and the suction nozzle. Since the bristles of the bristle ring can always ensure a minimum distance between the suction opening of the suction nozzle and the floor, it is not possible to fall below a predetermined aperture, at which sufficient air can always reach the suction opening through the bristles, so that suctioning and, in particular, firm suctioning are prevented can be. At the same time, this minimum distance can be sufficiently small that a negative pressure, which can enable effective cleaning, can be achieved with a comparatively low blower output. This power of the fan must be set by the user if the smooth floor nozzle is used and a hard or smooth floor is cleaned.
Im Falle eines Teppichbodens kann stattdessen eine Teppichdüse verwendet werden, welche keinen derartigen Borstenkranz aufweist, da dessen beabstandende Wirkung durch die Fasern des Teppichs selbst erreicht werden kann. Durch die Kombination von Teppichdüse und Teppichboden kann somit eine vergleichbare Blendenöffnung erreicht werden wie bei der Verwendung einer Glattbodendüse auf einem Glattboden. Vielmehr kann in diesem Fall eine stärkere Gebläseleistung vom Benutzer gewählt werden, um den Schmutz aus den Teppichfasern heraus ansaugen zu können. Dies sollte jedoch gleichzeitig ausreichend gering sein, um ein Ansaugen und insbesondere ein Festsaugen der Teppichdüse auf dem Teppichboden zu verhindern.In the case of a carpet, a carpet nozzle can be used instead which does not have such a bristle ring, since its spacing effect can be achieved by the fibers of the carpet itself. The combination of carpet nozzle and carpet floor can therefore achieve a comparable aperture opening as when using a smooth floor nozzle on a smooth floor. Rather, in this case, a stronger fan power can be selected by the user in order to be able to suck the dirt out of the carpet fibers. At the same time, however, this should be sufficiently low to prevent the carpet nozzle from being sucked in and in particular from being sucked into the carpet.
Auch können Saugdüsen verwendet werden, welche beide Eigenschaften aufweisen können, indem der Borstenkranz z.B. über das Betätigen eines Tritthebels des Saugdüse ein- bzw. ausgefahren werden kann. Somit kann eine Teppichdüse auch als Glattbodendüse verwendet werden, indem die entsprechende Saugdüseneinstellung vom Benutzer gewählt wird. Solche umschaltbaren Düsen können auch als Universaldüse bezeichnet werden.Suction nozzles can also be used, which can have both properties, in that the bristle ring e.g. can be extended or retracted by actuating a foot lever on the suction nozzle. This means that a carpet nozzle can also be used as a smooth floor nozzle by the user selecting the appropriate suction nozzle setting. Such switchable nozzles can also be referred to as a universal nozzle.
Nachteilig ist hierbei, dass es dem Benutzer überlassen wird, die Leistungsstufe des Gebläses des Staubsaugers an den Typ des Untergrunds bzw. an die verwendete Saugdüse bzw. Saugdüseneinstellung anzupassen. Wird somit das Gebläse vom Benutzer bei einem Glattboden auf eine Gebläseleistung für Teppichböden eingestellt, kann dies zu einem erhöhten und unnötigen Energieverbrauch führen. Auch kann dies zu unnötig hohen Schiebekräften führen, welche der Benutzer zur Führung der Saugdüse über den Untergrund aufwenden muss. Dies kann ferner zu einem erhöhten Verschleiß der Saugdüse sowie des Untergrunds führen. Auch geht mit einer stärkeren Gebläseleistung üblicherweise eine entsprechende Lautstärke des Gebläses einher, welche vom Benutzer als unangenehm empfunden werden kann.The disadvantage here is that it is left to the user to adapt the power level of the blower of the vacuum cleaner to the type of substrate or to the suction nozzle or suction nozzle setting used. Thus, if the blower is set to a blower performance for carpets by a smooth floor, this can lead to increased and unnecessary energy consumption. This can also lead to unnecessarily high pushing forces which the user has to use to guide the suction nozzle over the surface. This can also lead to increased wear on the suction nozzle and the substrate. A stronger blower output is usually accompanied by a corresponding blower volume, which the user may find uncomfortable.
In dem entgegengesetzten Fall eines Staubsaugens auf Teppichboden mit einer Gebläseleistung, welche für Glattböden vorgesehen ist, kann dies zu einer ungenügenden Reinigungsleistung bzw. zu einer erhöhten Reinigungsdauer führen, da die Saugdüse entsprechend häufiger über dieselbe Stelle des Teppichbodens geführt werden muss, um den Schmutz zumindest teilweise aufsaugen zu können. Dies kann für den Benutzer umständlich und im Ergebnis nicht zufriedenstellend sein. Auch kann die Dauer der Reinigung hierdurch erhöht werden. Insbesondere kann der Benutzer dem Staubsauger die Verantwortung für die ungenügende Reinigungsleistung zurechnen anstelle der von ihm unzutreffend gewählten Einstellung der Gebläseleistung.In the opposite case of vacuum cleaning on carpets with a fan power, which is intended for smooth floors, this can lead to inadequate cleaning performance or to an increased cleaning time, since the suction nozzle has to be guided more frequently over the same point on the carpet, at least to remove the dirt to be able to partially absorb. This can be cumbersome for the user and, as a result, unsatisfactory. This can also increase the duration of cleaning. In particular, the user can attribute the responsibility for the insufficient cleaning performance to the vacuum cleaner instead of the setting of the blower output which he incorrectly selected.
Aus der
Nachteilig ist hierbei, dass die Verwendung eines Unterdrucksensors bzw. eines Unterdruckschalters zu zusätzlichen Kosten führen kann. Diese können neben den Herstellungs- bzw. Beschaffungskosten für den Unterdrucksensor bzw. für den Unterdruckschalter selbst sowie dessen Verkabelung auch Kosten für die Montage beinhalten. Auch ist ein zusätzlicher Platzbedarf für den Unterdrucksensor bzw. für den Unterdruckschalter selbst sowie für dessen Verkabelung zu bedenken. Ferner kann es einer Schlauchverbindung vom Unterdrucksensor bzw. vom Unterdruckschalter zum Messpunkt im Unterdruckbereich des Gebläses sowie einer Dichtung im Übergang vom Unterdrucksensor bzw. vom Unterdruckschalter zum Gehäuse des Staubsaugers bedürfen, um den Unterdrucksensor bzw. den Unterdruckschalter im Unterdruckbereich des Staubsaugers im Luftstrom einsetzen zu können. Dies alles kann zu nicht unerheblichen Mehrkosten für zusätzliche Komponenten und Montageschritte sowie zu einem zusätzlichen Platzbedarf führen. The disadvantage here is that the use of a vacuum sensor or a vacuum switch can lead to additional costs. In addition to the manufacturing or procurement costs for the vacuum sensor or for the vacuum switch itself and its cabling, these can also include costs for assembly. An additional space requirement for the vacuum sensor or for the vacuum switch itself and for its cabling must also be considered. Furthermore, a hose connection from the vacuum sensor or from the vacuum switch to the measuring point in the vacuum area of the fan and a seal in the transition from the vacuum sensor or from the vacuum switch to the housing of the vacuum cleaner may be required in order to be able to use the vacuum sensor or the vacuum switch in the vacuum area of the vacuum cleaner in the air flow . All this can lead to not inconsiderable additional costs for additional components and assembly steps as well as an additional space requirement.
Der Erfindung stellt sich somit das Problem, ein Staubsaugersystem der eingangs beschriebenen Art und Weise bereitzustellen, so dass die zuvor beschriebenen Nachteile überwunden oder zumindest reduziert werden können. Insbesondere soll die Erfassung oder Bestimmung des Unterdrucks des Gebläses und bzw. oder die selbsttätige Einstellung der Gebläseleistung ohne zusätzliche Sensorik wie insbesondere ohne einen Unterdrucksensor bzw. ohne einen Unterdruckschalter erfolgen können. Zumindest soll eine Alternative zu bekannten Staubsaugersystemen geschaffen werden.The invention thus presents the problem of providing a vacuum cleaner system of the type described at the outset, so that the disadvantages described above can be overcome or at least reduced. In particular, the detection or determination of the vacuum of the blower and / or the automatic adjustment of the blower power should be possible without additional sensors, such as in particular without a vacuum sensor or without a vacuum switch. At least an alternative to known vacuum cleaner systems is to be created.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Staubsaugsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.According to the invention, this problem is solved by a method with the features of claim 1 and by a vacuum system with the features of claim 8. Advantageous refinements and developments of the invention result from the following subclaims.
Somit betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Staubsaugersystems mit einem Staubsauger mit einem Gebläse, welches einen Luftstrom erzeugt, wobei das Gebläse einen Elektromotor aufweist, welcher ein Laufrad des Gebläses antreibt, und mit einer Saugdüse, welche mit dem Staubsauger verbunden ist und über einen Untergrund geführt wird. Die Bewegung des Staubsaugersystems über den Untergrund wie z.B. über eine Oberfläche wie z.B. über einen Fußboden bzw. dessen Bodenbelag kann durch einen Benutzer oder auch durch einen Antrieb des Staubsaugersystems z.B. als Staubsaugroboter erfolgen. Die Saugdüse kann auswechselbar sein und es dem Benutzer dadurch einen Austausch der Saugdüse z.B. zwischen einer Glattbodendüse und einer Teppichdüse ermöglichen.Thus, the present invention relates to a method for operating a vacuum cleaner system with a vacuum cleaner with a blower which generates an air flow, the blower having an electric motor which drives an impeller of the blower, and with a suction nozzle which is connected to the vacuum cleaner and via an underground is led. The movement of the vacuum cleaner system over the surface, e.g. over a surface such as Via a floor or its floor covering, a user or a drive of the vacuum cleaner system can e.g. done as a vacuum robot. The suction nozzle can be exchangeable and the user can thereby exchange the suction nozzle e.g. between a smooth floor nozzle and a carpet nozzle.
Das Verfahren weist wenigstens die Schritte auf:
- • Betreiben des Elektromotors mit einer ersten Leistung,
- • Erfassen oder Bestimmen einer ersten Drehzahl und/oder eines ersten Drehmoments des Elektromotors,
- • Bestimmen eines Unterdrucks in Abhängigkeit von wenigstens zwei Betriebsparametern der ersten Leistung, der ersten Drehzahl und des ersten Drehmoments des Elektromotors, und
- • Betreiben des Elektromotors mit einer zweiten Leistung in Abhängigkeit des bestimmten Unterdrucks.
- Operating the electric motor with a first power,
- Detection or determination of a first speed and / or a first torque of the electric motor,
- • Determining a negative pressure as a function of at least two operating parameters of the first power, the first speed and the first torque of the electric motor, and
- • Operation of the electric motor with a second power depending on the determined negative pressure.
Der vorliegenden Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass auch aus der Auswertung von wenigstens zwei Betriebsparametern des Elektromotors des Gebläses eines Staubsaugers die erforderlichen Erkenntnisse gewonnen werden können, welche bisher mittels eines zusätzlichen Drucksensors bzw. Druckschalters erfassten werden müssen. So lässt sich auch aus wenigstens zwei Betriebsparameter der Leistung, der Drehzahl und des Drehmoments, welche zu einem gemeinsamen Zeitpunkt erfasst und bzw. oder bestimmt werden, der zu diesem Zeitpunkt an der Saugdüse anliegende Unterdruck bestimmen. In Abhängigkeit des bestimmten Unterdrucks kann dann der Staubsauger bzw. dessen Gebläse mit einer entsprechenden Leistung betrieben bzw. dessen Leistung verändert werden. Hierdurch kann insbesondere eine Leistungseinstellung vorgenommen werden, welche in erster Linie zu Schiebekräften führt, die ein komfortables Führen des Staubsaugers gewährleisten, und mit der gleichzeitig eine möglichst gute Saugwirkung bzw. ein möglichst gutes Reinigungsergebnis bei möglichst geringem Energieverbrauch sowie vorzugsweise ferner möglichst geringer Geräuschentwicklung erreicht werden kann. Ein „Festsaugen“, welches ein Führen der Bodendüse unkomfortabel machen oder je nach Kraft des Benutzers auch ganz unmöglich machen kann, wird somit vermieden.The present invention is based on the knowledge that the required knowledge can also be obtained from the evaluation of at least two operating parameters of the electric motor of the blower of a vacuum cleaner, which previously had to be detected by means of an additional pressure sensor or pressure switch. In this way, it is also possible to determine the negative pressure applied to the suction nozzle at this time from at least two operating parameters of the power, the speed and the torque, which are recorded and / or determined at a common point in time. Depending on the specific negative pressure, the vacuum cleaner or its blower can then be operated with an appropriate output or its output can be changed. In this way, in particular, a power setting can be carried out, which primarily leads to pushing forces which ensure comfortable operation of the vacuum cleaner, and with which at the same time the best possible suction effect or the best possible cleaning result with the lowest possible energy consumption and preferably also the lowest possible noise development are achieved can. A "tight suction", which can make guiding the floor nozzle uncomfortable or, depending on the strength of the user, can make it completely impossible, is avoided.
Die Leistung kann dabei aus dem üblicherweise geregelt betriebenen Elektromotor als bekannt angesehen werden. Die Drehzahl und bzw. oder das Drehmoment können sensorisch erfasst oder aus dem Betrieb des Elektromotors über weitere bekannte Größen bestimmt werden, so dass auf derartige Sensoren verzichtet werden kann. Sind zwei dieser drei Größen Leistung, Drehzahl und Drehmoment bekannt, kann die dritte Größe aus den übrigen beiden Größen berechnet werden, da die Leistung eines Motors generell das Produkt aus dessen Drehzahl und dessen Drehmoment ist.The power can be regarded as known from the usually regulated electric motor. The speed and / or the torque can be sensed or determined from the operation of the electric motor via other known variables, so that such sensors can be dispensed with. If two of these three parameters, power, speed and torque, are known, the third parameter can be calculated from the other two parameters, since the power of an engine is generally the product of its speed and torque.
Wenigstens ein entsprechender Zusammenhang zwischen zwei der drei Betriebsparameter und dem hieraus resultierenden Unterdruck kann vorab unter definierten Bedingungen z.B. in einem Labor bestimmt und z.B. in einer Steuerungseinheit des Staubsaugers oder in einem Frequenzumrichter des Elektromotors hinterlegt worden sein. Beispielsweise kann für eine vorbestimmte Leistung die sich beim Saugen einstellende Drehzahl sowie der entsprechende Volumenstrom und bzw. oder Unterdruck sensorisch erfasst worden sein. Dies kann für verschiedene Blendenöffnungen der Saugdüse durchgeführt worden sein, so dass sich für die vorbestimmte Leistung verschiedene Wertepaare als Drehzahl und Volumenstrom und bzw. oder Unterdruck erfassen lassen. Diese Wertepaare können z.B. als Wertetabelle (Englisch: Look-Up-Table) oder als Algorithmus z.B. in der Steuerungseinheit des Staubsaugers hinterlegt sein. Dies kann für mehrere Leistungswerte durchgeführt worden sein, so dass die zuvor beschriebenen Zusammenhänge auch eine Veränderung der Leistung berücksichtigen können. At least a corresponding relationship between two of the three operating parameters and the resulting negative pressure can be determined beforehand under defined conditions, for example in a laboratory and, for example, stored in a control unit of the vacuum cleaner or in a frequency converter of the electric motor. For example, for a predetermined output, the rotational speed which arises during suction, as well as the corresponding volume flow and / or vacuum, may have been sensed. This can have been carried out for different orifices of the suction nozzle, so that different value pairs can be recorded as speed and volume flow and / or underpressure for the predetermined power. These value pairs can be stored, for example, as a table of values (English: look-up table) or as an algorithm, for example in the control unit of the vacuum cleaner. This can have been carried out for several performance values, so that the relationships described above can also take into account a change in performance.
Wird nunmehr der Staubsauger mit einer ersten Leistung seines Gebläses bzw. dessen Elektromotors betrieben, so stellt sich in Abhängigkeit der Blendenöffnung, welche aus dem Zusammenwirken von Untergrund und Saugdüse resultiert, eine Drehzahl sowie ein Drehmoment des Elektromotors sein. Die Drehzahl oder das Drehmoment können nun entweder sensorisch erfasst oder aus dem Betrieb des Elektromotors über weitere bekannte Größen bestimmt und ggfs. in den jeweils anderen Wert umgerechnet werden. Unter Berücksichtigung der zuvor beschriebenen vorab bestimmten Zusammenhänge zwischen Leistung und z.B. Drehzahl kann auf den anliegenden Unterdruck geschlossen werden. In Abhängigkeit des Unterdrucks kann, ebenfalls unter Berücksichtigung der zuvor beschriebenen vorab bestimmten Zusammenhänge zwischen Unterdruck und Leistung die Leistung des Elektromotors angepasst werden, um die vom Unterdruck verursachten Schiebekräfte nicht zu groß werden zu lassen.If the vacuum cleaner is now operated with a first output of its blower or its electric motor, then depending on the aperture opening, which results from the interaction of the substrate and suction nozzle, there will be a speed and a torque of the electric motor. The speed or the torque can now either be sensed or determined from the operation of the electric motor via other known variables and, if necessary, converted into the other value. Taking into account the previously described previously determined relationships between performance and e.g. Speed can be deduced from the negative pressure present. Depending on the negative pressure, the power of the electric motor can also be adjusted, taking into account the previously described relationships between negative pressure and power, so that the pushing forces caused by the negative pressure do not become too great.
Somit kann erfindungsgemäß eine Bestimmung eines Unterdruckwertes anstelle einer sensorischen Erfassung erfolgen, wie sie z.B. aus der
Dies kann vorteilhafterweise dazu verwendet werden, die Schiebekräfte des Staubsaugers zu reduzieren bzw. zu begrenzen, oder allgemein hinsichtlich des Benutzerkomforts zu optimieren. Dies kann zu einem für den Benutzer verbesserten Komfort gegenüber einem Betrieb führen, welcher ohne das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird. Hierdurch kann insbesondere ein Automatikbetrieb des Staubsaugers bzw. des Staubsaugersystems ermöglicht werden, bei dem die Anpassung der Leistung des Gebläses bzw. dessen Elektromotors in Abhängigkeit des Volumenstroms bzw. des Unterdrucks derart erfolgen kann, dass ein vorbestimmter Volumenstrom bzw. Unterdruck erreicht und gleichzeitig die hierfür erforderliche Leistung möglichst gering gehalten wird. Dies kann zu dem gewünschten Saugergebnis für den Benutzer mit optimierten Schiebekräften führen.This can advantageously be used to reduce or limit the pushing forces of the vacuum cleaner, or to optimize the user comfort in general. This can lead to improved comfort for the user compared to an operation which is carried out without the method according to the invention. This in particular enables automatic operation of the vacuum cleaner or the vacuum cleaner system, in which the performance of the blower or its electric motor can be adjusted as a function of the volume flow or the vacuum in such a way that a predetermined volume flow or vacuum is achieved and at the same time this required power is kept as low as possible. This can lead to the desired suction result for the user with optimized pushing forces.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren wenigstens die weiteren Schritte nach dem Bestimmen und vor dem Betreiben auf:
- • Vergleichen des bestimmten Unterdrucks mit einem vorbestimmten Unterdruck, und
- • falls der bestimmte Unterdruck kleiner als der vorbestimmte Unterdruck ist, Erhöhen der Leistung des Elektromotors, oder
- • falls der bestimmte Unterdruck größer als der vorbestimmte Unterdruck ist, Reduzieren der Leistung des Elektromotors.
- Comparing the determined negative pressure with a predetermined negative pressure, and
- If the determined negative pressure is less than the predetermined negative pressure, increasing the power of the electric motor, or
- If the determined negative pressure is greater than the predetermined negative pressure, reduce the power of the electric motor.
Hierdurch kann eine Anpassung der Leistung des Gebläses bzw. dessen Elektromotors derart erfolgen, dass ein vorbestimmter Unterdruck erreicht werden kann. Entsprechend kann eine Erhöhung der Leistung des Elektromotors erfolgen, falls der bestimmte Unterdruck zu gering im Vergleich zu dem vorbestimmten Unterdruck ist. Andernfalls kann eine Erhöhung der Leistung des Gebläses bzw. dessen Elektromotors erfolgen. Je nach Anwendungsfall kann auch der Fall, dass der bestimmte Unterdruck gleich dem vorbestimmten Unterdruck ist, zu einem Erhöhen oder Reduzieren der Leistung des Elektromotors führen.As a result, the output of the blower or its electric motor can be adjusted such that a predetermined negative pressure can be achieved. The output of the electric motor can correspondingly be increased if the determined negative pressure is too low compared to the predetermined negative pressure. Otherwise, the performance of the fan or its electric motor can be increased. Depending on the application, the case that the specific negative pressure is equal to the predetermined negative pressure can lead to an increase or decrease in the power of the electric motor.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt das Bestimmen des Unterdrucks in Abhängigkeit
- • der ersten Leistung und der ersten Drehzahl oder
- • der ersten Leistung und des ersten Drehmoments oder
- • der ersten Drehzahl und des ersten Drehmoments.
- • the first power and the first speed or
- • the first power and the first torque or
- • the first speed and the first torque.
Diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die o.g. Betriebsparameter Leistung, Drehzahl und Drehmoment z.B. unter Laborbedingungen paarweise erfasst und z.B. als Wertepaare z.B. als Wertetabelle (Englisch: Look-Up-Table) z.B. in einer Steuerungseinheit des Staubsaugers oder in einem Frequenzumrichter des Elektromotors hinterlegt werden können. Pro Wertepaar kann ferner der Volumenstrom und bzw. oder der Unterdruck hinterlegt werden. Werden nun bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Betrieb des Staubsaugers diese beiden Betriebsparameter erfasst bzw. bestimmt, so kann über ein Vergleichen mit den hinterlegten Wertepaaren auf den entsprechenden Volumenstrom bzw. auf den entsprechenden Unterdruck wie zuvor beschrieben geschlossen werden, so dass dieser Wert bestimmt anstelle sensorisch erfasst werden kann. Alternativ können derartige Werte auch über eine mathematische Funktion anstelle einer Wertetabelle hinterlegt werden.This aspect of the present invention is based on the knowledge that the above-mentioned operating parameters of power, speed and torque are recorded in pairs, for example under laboratory conditions, and, for example, as value pairs, for example as a value table. Up-table) can be stored, for example, in a control unit of the vacuum cleaner or in a frequency converter of the electric motor. The volume flow and / or the vacuum can also be stored for each pair of values. If these two operating parameters are now detected or determined when the method according to the invention is being carried out while the vacuum cleaner is operating, a comparison with the stored value pairs can be used to infer the corresponding volume flow or the corresponding negative pressure as described above, so that this value is determined instead of being sensed. Alternatively, such values can also be stored using a mathematical function instead of a table of values.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Staubsauger einen Frequenzumrichter auf, welcher den Elektromotor betreibt, wobei der Frequenzumrichter eine Leistung, eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment des Elektromotors erfasst und/oder bestimmt. Diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass falls ein Frequenzumrichter zum Betrieb des Elektromotors des Gebläses des Staubsaugers verwendet wird, dieser die o.g. Betriebsparameter ohnehin verwendet bzw. erfasst bzw. diese sich mittels des Frequenzumrichters ohne zusätzliche Sensorik erfassen bzw. bestimmen lassen. So kann die o.g. Leistung die Ist-Leistung des Elektromotors sein, welche aus der Leistungsregelung resultiert, welche vom Frequenzumrichter durchgeführt wird. Auch lässt sich die resultierende Drehzahl des Elektromotors von dem Frequenzumrichter bestimmen und hieraus zusammen mit der Leistung das Drehmoment des Elektromotors berechnen. Dies kann jeweils ohne zusätzliche Sensorik von dem Frequenzumrichter umgesetzt werden, indem entsprechende Informationen im Frequenzumrichter hinterlegt sein können. Da heutzutage üblicherweise bei Staubsaugern ohnehin ein Frequenzumrichter zum Betrieb des Elektromotors des Gebläses vorhanden ist, kann dies insgesamt ohne zusätzliche Bauteile des Staubsaugers umgesetzt werden. Insbesondere können aus diesen Betriebsparametern des Frequenzumrichters dieselben Informationen und Erkenntnisse gewonnen werden wie aus dem Drucksensor bzw. Druckschalter der eingangs erwähnten
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der vorbestimmte Unterdruck derart vorbestimmt, dass bei dem vorbestimmten Unterdruck sowie bei einem geringeren Unterdruck als dem vorbestimmten Unterdruck ein Ansaugen oder Festsaugen der Saugdüse vermieden werden kann. Somit kann durch diese Wahl des vorbestimmten Unterdrucks erreicht werden, dass sich die zuvor beschriebenen Eigenschaften und Vorteile hinsichtlich eines gewünschten Saugergebnisses bei gleichzeitig möglichst geringem Energieverbrauch realisieren lassen und gleichzeitig ein Ansaugen bzw. Festsaugen vermieden werden kann. Mit anderen Worten kann sichergestellt werden, dass der Benutzer die Saugdüse ohne einen unangenehm hohen Kraftaufwand, wie er aus einem Ansaugen der Saugdüse auf dem Untergrund resultieren würde, bzw. überhaupt, was bei einem Festsaugen nicht möglich wäre, über den Untergrund führen kann. Dies kann das Saugen für den Benutzer angenehmer machen und gleichzeitig zu dem gewünschten Saugergebnis bei minimalem Energieverbrauch führen.According to a further aspect of the present invention, the predetermined negative pressure is predetermined such that suction or seizing of the suction nozzle can be avoided at the predetermined negative pressure and when the negative pressure is less than the predetermined negative pressure. It can thus be achieved through this choice of the predetermined negative pressure that the properties and advantages described above with regard to a desired suction result can be realized with the lowest possible energy consumption and at the same time avoiding suction or firm suction. In other words, it can be ensured that the user can guide the suction nozzle over the surface without an uncomfortably high expenditure of force, which would result from suctioning the suction nozzle onto the surface, or at all, which would not be possible with a firm suction. This can make suctioning more comfortable for the user and at the same time lead to the desired suction result with minimal energy consumption.
Dies kann dadurch berücksichtigt werden, dass die Ermittlung der Zusammenhänge zwischen Leistung, Unterdruck bzw. Volumenstrom und z.B. Drehzahl vorab bei einer gleichzeitig vorgegebenen maximalen Schiebekraft erfolgt, welche zum einen möglichst hoch ist, um eine möglichst hohe Leistung des Gebläses zuzulassen, jedoch gleichzeitig ein Ansaugen und Festsaugen vermeidet.This can be taken into account by determining the relationships between power, vacuum or volume flow and e.g. Speed in advance at a simultaneously predetermined maximum pushing force, which is on the one hand as high as possible in order to allow the highest possible performance of the blower, but at the same time avoids suction and seizing.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung entspricht der vorbestimmte Unterdruck einer vorbestimmten Schiebekraft. Auf diese Art und Weise kann, wie zuvor bereits erwähnt, auch die Schiebekraft bei dem erfindungsgemäßen Verfahren berücksichtigt werden, welche ein Benutzer aufbringen muss, um die Saugdüse über den Untergrund zu bewegen.According to a further aspect of the present invention, the predetermined negative pressure corresponds to a predetermined pushing force. In this way, as previously mentioned, the pushing force which a user must apply in order to move the suction nozzle over the surface can also be taken into account in the method according to the invention.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Schritte des Betreibens bis zum Betreiben fortlaufend wiederholend ausgeführt. Hierdurch kann eine fortlaufende Anpassung der Leistung des Gebläses bzw. dessen Elektromotors an den jeweils anliegenden Unterdruck erfolgen, welcher ebenfalls fortlaugend bestimmt wird. Hierdurch können sich ändernde Randbedingungen des Saugens wie z.B. unterschiedliche Untergründe berücksichtigt werden.According to a further aspect of the present invention, the steps of operating are carried out continuously until they are operated. As a result, the output of the blower or its electric motor can be continuously adapted to the vacuum present, which is also determined continuously. This can change the boundary conditions of suction, e.g. different substrates are taken into account.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Staubsaugersystem mit einem Staubsauger mit einem Gebläse, welches ausgebildet ist, einen Luftstrom zu erzeugen, wobei das Gebläse einen Elektromotor aufweist, welcher ausgebildet ist, ein Laufrad des Gebläses anzutreiben, und mit einer Saugdüse, welche mit dem Staubsauger verbunden und ausgebildet ist, über einen Untergrund geführt zu werden, wobei der Staubsauger ausgebildet ist, ein Verfahren wie zuvor beschrieben auszuführen. Auf diese Art und Weise kann ein Staubsauger bzw. ein Staubsaugersystem geschaffen werden, um die zuvor beschriebenen Eigenschaften und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens umzusetzen und zu nutzen.The present invention also relates to a vacuum cleaner system with a vacuum cleaner with a blower, which is designed to generate an air flow, the blower having an electric motor, which is designed to drive an impeller of the blower, and a suction nozzle, which is connected to the vacuum cleaner and is designed to be guided over a surface, wherein the vacuum cleaner is designed to carry out a method as described above. In this way, a vacuum cleaner or a vacuum cleaner system can be created in order to implement and use the properties and advantages of the method according to the invention described above.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
-
1 eine seitliche Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Staubsaugersystems; -
2 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens; -
3 Verläufe verschiedener Betriebsparameter bei einer ersten Leistung; und -
4 Verläufe verschiedener Betriebsparameter bei einer zweiten Leistung.
-
1 a sectional side view of a vacuum cleaner system according to the invention; -
2nd a flow diagram of a method according to the invention; -
3rd Profiles of various operating parameters for a first performance; and -
4th Different operating parameters for a second service.
Die
Die
Der Staubsauger
Die Saugdüse
Der Staubsauger
Soll dabei ein möglichst energieeffizienter Betrieb des Staubsaugers
Gleichzeitig sollte es vermieden werden, dass sich die Saugdüse
Wird nun eine Glattbodendüse
- In einem ersten Schritt erfolgt
ein Betreiben 100 desElektromotors 12b mit einer ersten Leistung. Diese erste Leistung kann ein Startwert des erfindungsgemäßen Verfahrens sein, welche vorbestimmt vorgegeben sein kann. Dieser Wert kann erfahrungsgemäß geeignet sein, die zuvor beschriebenen Anforderungen zu erfüllen. Diese Leistung kann z.B. von einer Steuerungseinheit des Staubsaugers als Soll-Leistung dem Frequenzumrichter 13 vorgegeben werden, welcher dann die Ist-Leistung auf die erste Soll-Leistung regelt, so dass die erste Leistung als amElektromotor 12b anliegend und damit bekannt angesehen werden kann.
- In a first step, operation takes
place 100 of theelectric motor 12b with a first performance. This first output can be a starting value of the method according to the invention, which can be predetermined. Experience has shown that this value can be suitable to meet the requirements described above. This power can, for example, from a control unit of the vacuum cleaner as the target power to thefrequency converter 13 be specified, which then regulates the actual power to the first target power, so that the first power than on theelectric motor 12b can be viewed close and thus familiar.
In Abhängigkeit der verwendeten Saugdüse
Da die erste Leistung und die erste Drehzahl
Nun kann in einem Schritt ein Vergleichen
Wird bei dem Vergleichen
Entsprechend erfolgt in einem weiteren Schritt ein Betreiben
Diese Schritte
BezugszeichenlisteReference symbol list
- AA
- Luftstrom bzw. Strömungsrichtung des LuftstromsAir flow or flow direction of the air flow
- pp
- Unterdruckvacuum
- P1P1
- Leistungpower
- Drehzahlrotational speed
- XX
- Längsrichtung; TiefeLongitudinal direction; depth
- ZZ
- vertikale Richtung; Höhe vertical direction; height
- 11
- StaubsaugersystemVacuum system
- 1010th
- Staubsaugervacuum cleaner
- 1111
- Gehäusecasing
- 1212
- Gebläsefan
- 12a12a
- (Gebläse-)Laufrad(Fan) impeller
- 12b12b
- (Gebläse-)Elektromotor(Fan) electric motor
- 1313
- Frequenzumrichterfrequency converter
- 1414
- NetzanschlussMains connection
- 1515
- Bedienelement; Ein-/AusschalterControl element; On / off switch
- 1616
- SaugschlauchSuction hose
- 1717th
- TeleskoprohrTelescopic tube
- 1818th
- Saugdüse; GlattbodendüseSuction nozzle; Smooth floor nozzle
- 1919th
-
Ansaugöffnung der Saugdüse
18 Intake opening of the suction nozzle18th - 22nd
- Untergrund; Oberfläche; FußbodenUnderground; Surface; floor
- 2020th
- Bodenbelag; TeppichFlooring; carpet
- 2121st
- Bodenbelag; Glattboden Flooring; Smooth floor
- 100100
-
Betreiben Elektromotor
12b mit erster LeistungOperateelectric motor 12b with first performance - 200a200a
-
Erfassen erste Drehzahl
q und/oder erstes Drehmoment des Elektromotors12b Detect first speedq and / or first torque of theelectric motor 12b - 200b200b
-
Bestimmen erste Drehzahl
q und/oder erstes Drehmoment des Elektromotors12b Determine first speedq and / or first torque of theelectric motor 12b - 300300
-
Bestimmen Unterdruck
p in Abhängigkeit von wenigstens zwei BetriebsparameternDetermine negative pressurep depending on at least two operating parameters - 400400
-
Vergleichen bestimmter Unterdrucks
p mit einem vorbestimmten UnterdruckCompare certain negative pressurep with a predetermined negative pressure - 500a500a
-
Erhöhen der Leistung des Elektromotor
12b Increase the power of theelectric motor 12b - 500b500b
-
Reduzieren der Leistung des Elektromotors
12b Reduce the power of theelectric motor 12b - 600600
-
Betreiben Elektromotor
12b mit zweiter LeistungOperateelectric motor 12b with second performance
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102016124294 A1 [0013, 0023, 0029]DE 102016124294 A1 [0013, 0023, 0029]
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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GB2614558A (en) * | 2022-01-07 | 2023-07-12 | Black & Decker Inc | A vacuum cleaner, controller, and a method therefor |
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-
2018
- 2018-11-20 DE DE102018129114.0A patent/DE102018129114A1/en active Pending
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