DE102019107008A1 - Base station for an electrical household appliance and a system comprising a base station and a household appliance - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Basisstation (1) mit einer Schnittstelle (2) zum Andocken eines elektrischen Haushaltsgerätes (3), wobei die Basisstation (1) einen für das Haushaltsgerät (3) bevorrateten Energiespeicher (5), eine Ladeeinrichtung (7) für den Energiespeicher (5) und einen Verlagerungskanal (4) aufweist, wobei dem Verlagerungskanal (4) eine Verlagerungseinrichtung (6) zur Verlagerung des Energiespeichers (5) entlang des Verlagerungskanals (4) von einer dem Aufladen des Energiespeichers (5) an der Ladeeinrichtung (7) der Basisstation (1) dienenden ersten Position (A) in eine zur Übergabe des Energiespeichers (5) an das Haushaltsgerät (3) geeigneten zweiten Position (B) zugeordnet ist. Um einen alternativen Mechanismus zum Wechseln eines Energiespeichers (5) zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass der Verlagerungskanal (4) zwei Ladeeinrichtungen (7, 8) aufweist, die bezogen auf eine Längserstreckung des Verlagerungskanals (4) voneinander beabstandet sind. Des Weiteren wird ein System aus einer Basisstation (1) und einem mit der Basisstation (1) verbindbaren elektrischen Haushaltsgerät (3) vorgeschlagen.The invention relates to a base station (1) with an interface (2) for docking an electrical household appliance (3), the base station (1) having an energy store (5) stored for the household appliance (3) and a charging device (7) for the energy store (5) and a displacement channel (4), the displacement channel (4) having a displacement device (6) for moving the energy store (5) along the displacement channel (4) from one of the charging of the energy store (5) to the charging device (7) the base station (1) serving first position (A) in a second position (B) suitable for transferring the energy store (5) to the household appliance (3). In order to create an alternative mechanism for changing an energy store (5), it is proposed that the displacement channel (4) have two charging devices (7, 8) which are spaced apart from one another in relation to a longitudinal extension of the displacement channel (4). A system comprising a base station (1) and an electrical household appliance (3) that can be connected to the base station (1) is also proposed.
Description
Gebiet der TechnikField of technology
Die Erfindung betrifft eine Basisstation mit einer Schnittstelle zum Andocken eines elektrischen Haushaltsgerätes, wobei die Basisstation einen für das Haushaltsgerät bevorrateten Energiespeicher, eine Ladeeinrichtung für den Energiespeicher und einen Verlagerungskanal aufweist, wobei dem Verlagerungskanal eine Verlagerungseinrichtung zur Verlagerung des Energiespeichers entlang des Verlagerungskanals von einer dem Aufladen des Energiespeichers an der Ladeeinrichtung der Basisstation dienenden ersten Position in eine zur Übergabe des Energiespeichers an das Haushaltsgerät geeigneten zweiten Position zugeordnet ist.The invention relates to a base station with an interface for docking an electrical household appliance, the base station having an energy store stored for the household appliance, a charging device for the energy store and a shifting channel, the shifting channel having a shifting device for shifting the energy store along the shifting channel from one of the charging stations of the energy store on the charging device of the base station serving first position in a second position suitable for transferring the energy store to the household appliance.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein System aus einer Basisstation und einem mit der Basisstation verbindbaren elektrischen Haushaltsgerät, wobei die Basisstation eine Schnittstelle zum Andocken des Haushaltsgerätes, einen für das Haushaltsgerät bevorrateten Energiespeicher, eine Ladeeinrichtung für den Energiespeicher und einen Verlagerungskanal aufweist, wobei dem Verlagerungskanal eine Verlagerungseinrichtung zur Verlagerung des Energiespeichers entlang des Verlagerungskanals von einer dem Aufladen des Energiespeichers an der Ladeeinrichtung der Basisstation dienenden ersten Position in eine zur Übergabe des Energiespeichers an das Haushaltsgerät geeigneten zweiten Position zugeordnet ist, und wobei das Haushaltsgerät einen zweiten Energiespeicher und eine Kontakteinrichtung zur Kontaktierung der Energiespeicher aufweist.The invention further relates to a system comprising a base station and an electrical household appliance that can be connected to the base station, the base station having an interface for docking the household appliance, an energy store stored for the household appliance, a charging device for the energy store and a displacement channel, the displacement channel having a Shifting device for shifting the energy store along the shift channel from a first position serving to charge the energy store at the charging device of the base station into a second position suitable for transferring the energy store to the household appliance, and wherein the household appliance has a second energy store and a contact device for contacting the Has energy storage.
Stand der TechnikState of the art
Basisstationen für Haushaltsgeräte sind im Stand der Technik in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt.Base stations for household appliances are known in the prior art in different embodiments.
Die Offenlegungsschrift
Nachteilig bei einer derartigen Basisstation ist, dass unterschiedliche Mechanismen für Rotation und Schiebebewegung erforderlich sind. Zudem ist es erforderlich, den Energiespeicher aus der Basisstation heraus zu verlagern, bevor dieser den Reinigungsroboter erreicht. Dadurch sind einerseits ein hoher konstruktiver Aufwand und ein hoher Herstellungsaufwand notwendig, und andererseits auch Beeinträchtigungen der Umgebung durch Geräusche bei der Übergabe des Energiespeichers an den Reinigungsroboter zu erwarten.A disadvantage of such a base station is that different mechanisms are required for rotation and sliding movement. It is also necessary to move the energy storage device out of the base station before it reaches the cleaning robot. As a result, on the one hand, a high design effort and a high manufacturing cost are necessary, and on the other hand, impairment of the environment due to noise when the energy store is transferred to the cleaning robot is to be expected.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine Basisstation für ein Haushaltsgerät zu schaffen, welche eine besonders einfache und vorzugsweise auch geräuscharme Übergabe eines Energiespeichers von der Basisstation an das Haushaltsgerät sowie auch umgekehrt von dem Haushaltsgerät an die Basisstation ermöglicht.Based on the aforementioned prior art, it is therefore the object of the invention to create a base station for a household appliance which enables a particularly simple and preferably also low-noise transfer of an energy store from the base station to the household appliance and vice versa from the household appliance to the base station.
Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass der Verlagerungskanal der Basisstation zwei Ladeeinrichtungen aufweist, die bezogen auf eine Längserstreckung des Verlagerungskanals voneinander beabstandet sind.To achieve the aforementioned object, the invention proposes that the displacement channel of the base station has two charging devices which are spaced apart from one another in relation to a longitudinal extent of the displacement channel.
Gemäß der Erfindung weist die Basisstation nun nicht nur eine einzige, sondern gleich zwei Ladeeinrichtungen auf. Diese sind unmittelbar in dem Verlagerungskanal angeordnet, so dass ein von einem Haushaltsgerät übernommener Energiespeicher direkt innerhalb des Verlagerungskanals mit einer Ladeeinrichtung verbunden und an dieser geladen werden kann, während vorzugsweise zeitgleich ein anderer, in dem Verlagerungskanal bevorrateter Energiespeicher an das Haushaltsgerät übergeben werden kann. Entgegen dem Stand der Technik mit nur einer Ladeeinrichtung ist es jedoch nicht erforderlich, dass ein bevorrateter Energiespeicher zunächst von der Ladeeinrichtung entkoppelt bzw. an das Haushaltsgerät übergeben werden muss, damit ein zweiter von dem Haushaltsgerät empfangener Energiespeicher dann mit der Ladeeinrichtung verbunden werden kann. Vielmehr stehen mehrere Ladeplätze für mindestens zwei Energiespeicher zur Verfügung. Diese sind zudem unmittelbar in dem Verlagerungskanal angeordnet, so dass kein zusätzlicher zweiter Verlagerungsmechanismus notwendig ist, um den Energiespeicher in den Verlagerungskanal bzw. aus dem Verlagerungskanal heraus zu befördern. Die Energiespeicher befinden sich stets innerhalb des Verlagerungskanals, sogar während des Ladevorgangs. Energiespeicher im Sinne der Erfindung können Akkumulatoren, Tanks, Brennstoffzellen etc. sein. Die Ladeeinrichtungen sind korrespondierend zu der jeweiligen Art des Energiespeichers ausgebildet, beispielsweise mit elektrischen Kontakten für einen Akkumulator, einem Ventil zum Befüllen eines Tanks oder einer Brennstoffzelle. Bevorzugt ist der Verlagerungskanal geradlinig ausgebildet, so dass die Schiebeverlagerung der Energiespeicher entlang einer Geraden erfolgt. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, dass der Verlagerungskanal gekrümmt ausgebildet ist, so dass die Energiespeicher während einer Schiebebewegung gleichzeitig beispielsweise einer Kreisbahn folgen. Die beiden Ladeeinrichtungen der Basisstation weisen in jedem Fall in Richtung der Längserstreckung des Verlagerungskanals, welche wie zuvor erwähnt geradlinig oder auch gekrümmt sein kann, einen Abstand zueinander auf, so dass gleichzeitig mehrere Ladeplätze für zwei Energiespeicher zur Verfügung stehen.According to the invention, the base station now has not just one but two charging devices. These are arranged directly in the displacement channel, so that an energy store taken over from a household appliance can be connected directly within the displacement channel to a charging device and charged there, while another energy store stored in the displacement channel can be transferred to the household appliance at the same time. Contrary to the state of the art with only one charging device, however, it is not necessary for a stored energy store to first be decoupled from the charging device or transferred to the household appliance so that a second energy store received by the household appliance can then be connected to the charging device. Rather, there are several charging points available for at least two energy stores. These are also arranged directly in the displacement channel, so that no additional second displacement mechanism is necessary in order to convey the energy store into the displacement channel or out of the displacement channel. The energy stores are always located within the shift channel, even during the charging process. Energy storage in the sense of the invention can be accumulators, tanks, fuel cells, etc. The charging devices are designed to correspond to the respective type of energy store, for example with electrical contacts for one Accumulator, a valve for filling a tank or a fuel cell. The displacement channel is preferably designed in a straight line, so that the sliding displacement of the energy stores takes place along a straight line. In principle, however, it is also possible for the displacement channel to be curved so that the energy stores simultaneously follow a circular path, for example, during a sliding movement. The two charging devices of the base station are in any case at a distance from one another in the direction of the longitudinal extension of the displacement channel, which, as mentioned above, can be straight or curved, so that several charging locations are available for two energy stores at the same time.
Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Ladeeinrichtungen an sich gegenüberliegenden Seiten des Verlagerungskanals angeordnet sind. Diese Ausführung ist besonders vorteilhaft, da sich zwei gleichzeitig in dem Verlagerungskanal der Basisstation vorhandene Energiespeicher gegenseitig nicht behindern, wenn einer der Energiespeicher mit einer Ladeeinrichtung verbunden ist. In diesem Fall steht eine maximale Bewegungsweite für den anderen Energiespeicher zur Verfügung, die nahezu der gesamten Länge des Verlagerungskanals entspricht.In particular, it is proposed that the loading devices are arranged on opposite sides of the displacement channel. This embodiment is particularly advantageous because two energy stores present at the same time in the displacement channel of the base station do not interfere with one another when one of the energy stores is connected to a charging device. In this case, a maximum range of motion is available for the other energy store that corresponds to almost the entire length of the displacement channel.
Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Schnittstelle der Basisstation den Verlagerungskanal so schneidet, dass ein Geräteteilbereich eines mit der Schnittstelle ordnungsgemäß verbundenen Haushaltsgerätes innerhalb des Verlagerungskanals zwischen den Ladeeinrichtungen angeordnet ist und der Verlagerungskanal zumindest bezogen auf einen Längsabschnitt innerhalb einer Gehäusekontur des Haushaltsgerätes verläuft. Gemäß dieser Ausgestaltung ist die Basisstation so ausgebildet, dass ein Haushaltsgerät zumindest teilweise mit einem einen Energiespeicher aufweisenden Geräteteilbereich in die Basisstation eingesteckt werden kann, so dass der Geräteteilbereich in den Verlagerungskanal hineinragt und ein Energiespeicher von der Basisstation an das Haushaltsgerät, und umgekehrt, übergeben werden kann, ohne dass der Energiespeicher die Basisstation für die Übergabe verlässt. Durch diese Ausgestaltung ist eine besonders geräuscharme Übergabe des Energiespeichers und Betätigung der Verlagerungseinrichtung möglich, insbesondere dann, wenn das Gehäuse der Basisstation das Haushaltsgerät zumindest teilweise überdeckt oder umgibt. Wie vorgeschlagen befindet sich die Schnittstelle vorzugsweise in dem Verlagerungskanal, das heißt in Überlagerung mit der Verlagerungsbahn der Energiespeicher, so dass ein Energiespeicher bei seiner Bewegung entlang des Verlagerungskanals der Basisstation gleichzeitig durch das mit der Schnittstelle verbundene Haushaltsgerät bewegt wird. Da die Schnittstelle den Verlagerungskanal zudem wie vorgeschlagen zwischen den beiden Ladeeinrichtungen der Basisstation schneidet, bestehen grundsätzlich zwei Bewegungsteilpfade für die Energiespeicher, nämlich ein erster Bewegungsteilpfad zwischen einer ersten Ladeeinrichtung und der Schnittstelle - bzw. dem damit verbundenen Geräteteilbereich des Haushaltsgerätes - und ein zweiter Bewegungsteilpfad zwischen einer zweiten Ladeeinrichtung und der Schnittstelle. Dadurch ist ein behinderungsfreier Tausch eines Energiespeichers des Haushaltsgerätes an der Basisstation möglich. Ein entladener Energiespeicher kann von dem Haushaltsgerät über den ersten Bewegungsteilpfad an eine erste Ladeeinrichtung der Basisstation übergeben werden, während ein geladener Energiespeicher über den zweiten Bewegungsteilpfad von einer zweiten Ladeeinrichtung der Basisstation an das Haushaltsgerät übergeben wird. Der den Energiespeicher aufweisende oder aufnehmende Geräteteilbereich des Haushaltsgerätes befindet sich bei an die Schnittstelle der Basisstation angeschlossenem Haushaltsgerät in Flucht mit dem Verlagerungskanal der Basisstation, so dass der Energiespeicher beispielsweise aus einem Energiespeicherschacht des Haushaltsgerätes an eine Ladeeinrichtung der Basisstation übergeben werden kann. Eine Ausbildung des Haushaltsgerätes von dem Energiespeicherschacht zu einer Ausgabeschnittstelle des Gerätegehäuses korrespondiert dabei vorzugsweise zu dem Verlauf des Verlagerungskanals der Basisstation.In particular, it is proposed that the interface of the base station intersects the displacement channel in such a way that a device section of a household appliance properly connected to the interface is arranged within the displacement channel between the charging devices and the displacement channel runs at least with respect to a longitudinal section within a housing contour of the household appliance. According to this embodiment, the base station is designed so that a household appliance can at least partially be plugged into the base station with a device section having an energy store, so that the device section protrudes into the displacement channel and an energy store is transferred from the base station to the household appliance and vice versa can without the energy store leaving the base station for the handover. This configuration enables particularly low-noise transfer of the energy store and actuation of the displacement device, in particular when the housing of the base station at least partially covers or surrounds the household appliance. As suggested, the interface is preferably located in the displacement channel, that is, superimposed on the displacement path of the energy storage device, so that an energy storage device is simultaneously moved by the household appliance connected to the interface as it moves along the displacement channel of the base station. Since the interface also intersects the displacement channel, as suggested, between the two charging devices of the base station, there are basically two partial movement paths for the energy storage device, namely a first partial movement path between a first charging device and the interface - or the associated sub-area of the household appliance - and a second partial movement path between a second charging device and the interface. This enables an energy store of the household appliance to be exchanged at the base station without hindrance. A discharged energy store can be transferred from the household appliance to a first charging device of the base station via the first partial movement path, while a charged energy store is transferred from a second charging device of the base station to the household appliance via the second partial movement path. When the household appliance is connected to the interface of the base station, the device part of the household appliance that has or receives the energy store is in alignment with the displacement channel of the base station, so that the energy store can be transferred, for example, from an energy storage slot of the household appliance to a charging device of the base station. A design of the household appliance from the energy storage shaft to an output interface of the appliance housing preferably corresponds to the course of the displacement channel of the base station.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Ladeeinrichtungen der Basisstation jeweils zumindest ein Kontaktelement zum Anschluss eines Energiespeichers aufweisen, wobei ein Kontaktelement einer ersten Ladeeinrichtung und ein Kontaktelement einer zweiten Ladeeinrichtung einander in Richtung der Längserstreckung des Verlagerungskanals zugewandt sind. Gemäß dieser Ausgestaltung liegen die Ladeeinrichtungen einander in dem Verlagerungskanal so gegenüber, dass ein Kontaktelement einer ersten Ladeeinrichtung in Richtung der Längserstreckung des Verlagerungskanals zu einem Kontaktelement einer zweiten Ladeeinrichtung weist, und umgekehrt. Bei den Kontaktelementen kann es sich beispielsweise um elektrische Ladestecker, beispielsweise um Bananenstecker, handeln, wobei eine Längserstreckung der Ladestecker besonders bevorzugt parallel zu der Längserstreckung des Verlagerungskanals orientiert ist. Insbesondere bilden beispielsweise an den Stirnseiten des Verlagerungskanals angeordnete Ladeeinrichtungen einen Endanschlag für einen entlang des Verlagerungskanals verlagerten Energiespeicher, wobei es bei Anschlagen des Energiespeichers an dem Endanschlag gleichzeitig zu einer Stecker-Buchse-Verbindung mit den Kontaktelementen der Ladeeinrichtung und den Kontaktelementen des Energiespeichers kommt.It is further proposed that the charging devices of the base station each have at least one contact element for connecting an energy store, a contact element of a first charging device and a contact element of a second charging device facing each other in the direction of the longitudinal extent of the displacement channel. According to this embodiment, the charging devices are opposite one another in the displacement channel such that a contact element of a first charging device points in the direction of the longitudinal extent of the displacement channel to a contact element of a second charging device and vice versa. The contact elements can, for example, be electrical charging plugs, for example banana plugs, with a longitudinal extension of the charging plugs being particularly preferably oriented parallel to the longitudinal extension of the displacement channel. In particular, charging devices arranged, for example, on the end faces of the displacement channel form an end stop for an energy storage device displaced along the displacement channel, whereby when the energy storage device strikes the end stop, a plug-socket connection with the contact elements of the charging device and the contact elements of the energy storage device occurs at the same time.
Gemäß einer Ausführung kann vorgesehen sein, dass die Verlagerungseinrichtung ein innerhalb des Verlagerungskanals schiebebeweglich gelagertes Schiebeelement aufweist, welches bezogen auf einen mit einer Ladeeinrichtung verbundenen Energiespeicher auf der, der Ladeeinrichtung abgewandten Seite des Energiespeichers angeordnet ist. Das Schiebeelement dient vorteilhaft einerseits zur Beabstandung zweier in dem Verlagerungskanal vorhandener Energiespeicher und andererseits einer mechanischen Wechselwirkung zwischen den Energiespeicher derart, dass ein erster Energiespeicher mittels des Schiebeelementes eine Schiebekraft auf einen zweiten Energiespeicher ausüben bzw. an diesen übertragen kann. Das Schiebelement wirkt als verlagerbarer Abstandshalter zwischen den Energiespeicher. Dies ist besonders vorteilhaft, um die Energiespeicher beispielsweise wie zuvor vorgeschlagen in verschiedenen Bewegungsteilpfaden des Verlagerungskanals zu halten und/oder so zueinander zu beabstanden, dass eine Kontakteinrichtung des Haushaltsgerätes zur Kontaktierung der Energiespeicher in dem Verlagerungskanal zwischen die Energiespeicher der Basisstation greifen kann. Zudem kann das Schiebeelement auch dazu dienen, einen Energiespeicher aus dem Haushaltsgerät, insbesondere von einer Kontakteinrichtung des Haushaltsgerätes, zu lösen.According to one embodiment it can be provided that the displacement device is an inside of the displacement channel has a sliding element which is movably mounted and which is arranged on the side of the energy store facing away from the charging device in relation to an energy store connected to a charging device. The sliding element is advantageously used, on the one hand, to space two energy stores present in the displacement channel and, on the other hand, to mechanically interact between the energy stores such that a first energy store can exert a pushing force on a second energy store or transmit it to it by means of the sliding element. The sliding element acts as a displaceable spacer between the energy stores. This is particularly advantageous in order to keep the energy stores, for example, as previously suggested, in different partial movement paths of the displacement channel and / or to be spaced from one another in such a way that a contact device of the household appliance for contacting the energy stores in the displacement channel can reach between the energy stores of the base station. In addition, the sliding element can also serve to release an energy store from the household appliance, in particular from a contact device of the household appliance.
Es wird vorgeschlagen, dass die Verlagerungseinrichtung der Basisstation einen mechanischen, pneumatischen und/oder elektromagnetischen Antrieb aufweist.It is proposed that the displacement device of the base station have a mechanical, pneumatic and / or electromagnetic drive.
Im Falle eines mechanischen Antriebs kann dieser vorzugsweise mindestens einen in Längserstreckung des Verlagerungskanals gegen den Energiespeicher wirkenden Linearantrieb aufweisen. Der Linearantrieb kann beispielsweise ein Spindelantrieb oder ein Zahnstangenantrieb sein. Besonders bevorzugt weist die Verlagerungseinrichtung zwei Linearantriebe auf, so dass Energiespeicher sowohl von der einen, als auch von der anderen Ladeeinrichtung des Verlagerungskanals getrennt werden können, was Krafteinwirkungen in unterschiedliche, insbesondere entgegengesetzte, Richtungen erfordert. Im Falle eines pneumatischen Antriebs kann dieser vorzugsweise ein den Verlagerungskanal in Längserstreckung mit einer Luftströmung beaufschlagendes Gebläse aufweisen. Das Gebläse kann beispielsweise ein Gebläse sein, welches bereits für andere Serviceaufgaben durch die Basisstation verwendet wird, beispielsweise ein Gebläse, mittels welchem Sauggut aus einem als Saugreinigungsgerät ausgebildeten Haushaltsgerät in eine Sauggutsammelkammer der Basisstation eingesaugt wird. Alternativ kann das Gebläse jedoch auch eigens nur für die Funktion der Verlagerungseinrichtung bereitgestellt sein. Die Kraftwirkung auf die Energiespeicher erfolgt im Wesentlichen durch Über- bzw. Unterdruck in dem Verlagerungskanal, wobei ein Impuls der Luftströmung, die zumindest auf einen der Energiespeicher auftrifft, eine Verlagerung der Energiespeicher unterstützt. Durch eine Umkehrung der Rotationsrichtung des Gebläses kann zudem auch die Wirkrichtung der Verlagerungseinrichtung umgekehrt werden. Des Weiteren könnte der Antrieb der Verlagerungseinrichtung auch ein Gebläse des Haushaltsgerätes sein, wobei ein Luftstrom von dem Haushaltsgerät in den Verlagerungskanal der Basisstation umgeleitet wird. Im Falle eines elektromagnetischen Antriebs kann dieser vorzugsweise mindestens einen Elektromagneten aufweisen, dessen magnetische Kraft in Richtung der Längserstreckung des Verlagerungskanals wirkt. Insbesondere empfehlen sich zwei Elektromagneten, so dass jeder der Ladeeinrichtungen des Verlagerungskanals ein eigener Elektromagnet zugeordnet ist. In diesem Fall weisen die Energiespeicher vorzugsweise einen Permanentmagneten auf, der durch eine magnetische Kraft des Elektromagneten entweder angezogen oder abgestoßen werden kann. Je nach der Richtung des umschaltbaren magnetischen Feldes des Elektromagneten kann der Energiespeicher somit zu einer Ladeeinrichtung hingezogen oder von dieser getrennt werden. Bei allen vorgenannten Antriebsvarianten wäre auch möglich, dass der Antrieb für die Verlagerungseinrichtung nicht in der Basisstation angeordnet ist, sondern vielmehr in dem Haushaltsgerät angeordnet ist. Dementsprechend könnte der Luftdruck zur Verlagerung eines Energiespeichers auch - wie zuvor beschrieben - durch ein Gebläse des Haushaltsgerätes erzeugt werden. Ebenso könnten ein Linearantrieb oder ein Elektromagnet des Haushaltsgerätes die Energiespeicher innerhalb des Verlagerungskanals der Basisstation verschieben. In diesen Fällen muss sichergestellt sein, dass das Haushaltsgerät bei einem Tausch eines Energiespeichers nie komplett stromlos wird, da ansonsten der Antrieb für die Verlagerungseinrichtung ebenfalls nicht funktionieren würde. Die ständige Energiebereitstellung für den Antrieb könnte dadurch erfolgen, dass die Verlagerungseinrichtung so ausgebildet ist, dass stets einer der gegeneinander getauschten Energiespeicher mit einer Kontakteinrichtung des Haushaltsgerätes verbunden ist. Ebenfalls ist denkbar, dass die Basisstation, insbesondere im Bereich der Schnittstelle, eine Kontaktierung für das Haushaltsgerät bereitstellt, über die Energie von der Basisstation an das Haushaltsgerät übertragen werden kann.In the case of a mechanical drive, this can preferably have at least one linear drive acting against the energy store in the longitudinal extent of the displacement channel. The linear drive can for example be a spindle drive or a rack and pinion drive. Particularly preferably, the displacement device has two linear drives, so that energy stores can be separated from both the one and the other charging device of the displacement channel, which requires forces to act in different, in particular opposite, directions. In the case of a pneumatic drive, this can preferably have a fan that acts on the displacement duct in the longitudinal direction with an air flow. The fan can for example be a fan that is already used for other service tasks by the base station, for example a fan by means of which suction material is sucked into a suction material collecting chamber of the base station from a household appliance designed as a suction cleaning device. Alternatively, however, the fan can also be provided specifically only for the function of the displacement device. The force acting on the energy storage device takes place essentially through overpressure or underpressure in the displacement channel, with a pulse of the air flow that hits at least one of the energy storage devices supporting a displacement of the energy storage device. By reversing the direction of rotation of the fan, the effective direction of the displacement device can also be reversed. Furthermore, the drive of the displacement device could also be a fan of the household appliance, an air flow being diverted from the household appliance into the displacement channel of the base station. In the case of an electromagnetic drive, it can preferably have at least one electromagnet, the magnetic force of which acts in the direction of the longitudinal extension of the displacement channel. In particular, two electromagnets are recommended, so that each of the charging devices of the shift channel is assigned its own electromagnet. In this case, the energy stores preferably have a permanent magnet, which can either be attracted or repelled by a magnetic force of the electromagnet. Depending on the direction of the switchable magnetic field of the electromagnet, the energy store can thus be drawn to a charging device or separated from it. With all of the aforementioned drive variants, it would also be possible for the drive for the displacement device not to be arranged in the base station, but rather to be arranged in the household appliance. Accordingly, the air pressure for relocating an energy store could also - as described above - be generated by a fan of the household appliance. A linear drive or an electromagnet of the household appliance could also move the energy storage device within the displacement channel of the base station. In these cases, it must be ensured that the household appliance is never completely de-energized when an energy storage device is replaced, since otherwise the drive for the displacement device would also not work. The constant supply of energy for the drive could take place in that the displacement device is designed such that one of the energy stores exchanged for one another is always connected to a contact device of the household appliance. It is also conceivable that the base station, in particular in the area of the interface, provides a contact for the household appliance, via which energy can be transmitted from the base station to the household appliance.
Neben der zuvor beschriebenen Basisstation wird mit der Erfindung des Weiteren ein System aus einer Basisstation und einem mit der Basisstation verbindbaren elektrischen Haushaltsgerät vorgeschlagen, wobei die Basisstation eine Schnittstelle zum Andocken des Haushaltsgerätes, einen für das Haushaltsgerät bevorrateten Energiespeicher, eine Ladeeinrichtung für den Energiespeicher und einen Verlagerungskanal aufweist, wobei dem Verlagerungskanal eine Verlagerungseinrichtung zur Verlagerung des Energiespeichers entlang des Verlagerungskanals von einer dem Aufladen des Energiespeichers an der Ladeeinrichtung der Basisstation dienenden ersten Position in eine zur Übergabe des Energiespeichers an das Haushaltsgerät geeigneten zweiten Position zugeordnet ist, und wobei das Haushaltsgerät einen zweiten Energiespeicher und eine Kontakteinrichtung zur Kontaktierung des Energiespeichers aufweist, und wobei die Basisstation nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungen ausgebildet ist. Das System verfügt somit ebenfalls über eine Basisstation, deren Verlagerungskanal zwei Ladeeinrichtungen aufweist, die bezogen auf eine Längserstreckung des Verlagerungskanals voneinander beabstandet sind. Das Haushaltsgerät weist korrespondierend zu den Energiespeicher eine Kontakteinrichtung zur Kontaktierung auf. Bevorzugt verfügt die Kontakteinrichtung über leicht arretierende Kontaktelemente. Gemäß einer möglichen Ausführung verfügt eine elektrische Kontakteinrichtung beispielsweise über elektrische Kontaktierungen für zumindest zwei Akkumulatoren, wobei elektrische Kontaktelemente in unterschiedliche, insbesondere entgegengesetzte, Richtungen weisen, um aus entgegengesetzten Richtungen innerhalb des Verlagerungskanals der Basisstation in Richtung der Kontakteinrichtung verlagerte Akkumulatoren elektrisch kontaktieren zu können.In addition to the base station described above, the invention also proposes a system comprising a base station and an electrical household appliance that can be connected to the base station, the base station having an interface for docking the household appliance, an energy store stored for the household appliance, a charging device for the energy store and a Has displacement channel, wherein the displacement channel has a displacement device for moving the energy store along the Shift channel from a first position serving to charge the energy store on the charging device of the base station to a second position suitable for transferring the energy store to the household appliance, and wherein the household appliance has a second energy store and a contact device for contacting the energy store, and wherein the base station is designed according to one of the embodiments described above. The system thus also has a base station, the displacement channel of which has two charging devices which are spaced apart from one another in relation to a longitudinal extension of the displacement channel. The household appliance has, corresponding to the energy store, a contact device for making contact. The contact device preferably has easily locking contact elements. According to one possible embodiment, an electrical contact device has, for example, electrical contacts for at least two batteries, with electrical contact elements pointing in different, in particular opposite, directions in order to be able to make electrical contact with batteries displaced from opposite directions within the displacement channel of the base station in the direction of the contact device.
Die weiteren Merkmale und Vorteile einer gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungen ausgebildeten Basisstation gelten entsprechend auch für das vorgeschlagene System aus einer Basisstation und einem damit über die Schnittstelle verbindbaren Haushaltsgerät. Es wird daher zur Vermeidung von Wiederholungen in Bezug auf das System auch auf die vorausgehende Beschreibung zu der Basisstation verwiesen.The further features and advantages of a base station designed according to one of the previously described embodiments also apply accordingly to the proposed system comprising a base station and a household appliance that can be connected to it via the interface. To avoid repetition with regard to the system, reference is therefore also made to the preceding description of the base station.
Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Kontakteinrichtung des Haushaltsgerätes verlagerbar in dem Haushaltsgerät gelagert ist. Beispielsweise kann die Kontakteinrichtung verschiebbar an einem Gehäuseteilbereich des Haushaltsgerätes gelagert sein. Eine Führungseinrichtung, wie eine Führungskulisse, eine Schiene oder ähnliches, führt die Bewegung der Kontakteinrichtung dabei in eine definierte Richtung, welche bei verbundenem Zustand von Basisstation und Haushaltsgerät vorzugsweise der Ausrichtung der Längserstreckung des Verlagerungskanals der Basisstation entspricht. Somit kann die Kontakteinrichtung wie auch die Energiespeicher in entgegengesetzte Richtungen des Verlagerungskanals verschoben werden. Die Verlagerungsbewegung folgt vorzugsweise einer geraden Linie, wobei allerdings auch eine bogenförmige Bewegungsbahn möglich ist. Wesentlich ist jedoch, dass ein Verlagerungspfad der Kontakteinrichtung zumindest teilweise zu einem Verlagerungspfad der Energiespeicher korrespondiert, d. h. entweder parallel zu diesem verläuft oder diesen überdeckt. Dadurch ist es möglich, dass die Verlagerungseinrichtung der Basisstation nicht nur einen Energiespeicher verlagert, sondern vielmehr auch die damit in mechanischer Wirkverbindung stehende Kontakteinrichtung. Durch die Verlagerbarkeit der Kontakteinrichtung können zwei besondere Vorteile erreicht werden. Zum einen kann die Kontakteinrichtung so verlagert werden, dass diese den baulichen Gegebenheiten des Haushaltsgerätes und dem Platzbedarf eines mit der Kontakteinrichtung verbundenen Energiespeichers Rechnung trägt. Die Kontakteinrichtung kann dadurch stets so verlagert werden kann, dass ein damit verbundener Energiespeicher innerhalb des Gehäuses des Haushaltsgerätes bzw. innerhalb eines darin ausgebildeten Energiespeicherschachtes Platz findet, egal aus welcher Richtung der Energiespeicher an die Kontakteinrichtung angedockt wird. Das Lösen eines mit der Kontakteinrichtung verbundenen Energiespeichers ist dann dadurch ermöglicht, dass die verlagerte Kontakteinrichtung schließlich gegen einen Endanschlag fährt. Dabei schlägt die Kontakteinrichtung gegen den Endanschlag, wodurch der mittels der Verlagerungseinrichtung weiterverlagerte Energiespeicher von der Kontakteinrichtung gelöst wird und weiter bis zu einer Ladeeinrichtung der Basisstation verlagert wird. Die verlagerbare Kontakteinrichtung kann zum anderen auch als Kontergewicht zu dem verlagerten Energiespeicher wirken. Durch die Verlagerung der Kontakteinrichtung kann eine Position des Schwerpunktes des Haushaltsgerätes vorzugsweise immer konstant gehalten werden. Bei einem sich selbsttätig fortbewegenden Haushaltsgerät, wie beispielsweise einem Bodenbearbeitungsroboter, Erkundungsroboter oder ähnlichem, können somit Räder gleichmäßig belastet werden. Bei einer Küchenmaschine oder einem ähnlichen üblicherweise ortsfesten Gerät kann dadurch erreicht werden, dass zum Beispiel von einem Motor hervorgerufene Schwingungen nicht zu einem Aufschaukeln, und im schlimmsten Fall Umfallen, des Gerätes führen.In particular, it is proposed that the contact device of the household appliance is mounted displaceably in the household appliance. For example, the contact device can be mounted displaceably on a housing section of the household appliance. A guide device, such as a guide link, a rail or the like, guides the movement of the contact device in a defined direction which, when the base station and household appliance is connected, preferably corresponds to the alignment of the longitudinal extension of the displacement channel of the base station. The contact device as well as the energy storage device can thus be shifted in opposite directions of the displacement channel. The displacement movement preferably follows a straight line, although an arc-shaped movement path is also possible. However, it is essential that a displacement path of the contact device at least partially corresponds to a displacement path of the energy storage device, i.e. H. either runs parallel to this or covers it. This makes it possible for the displacing device of the base station not only to displace an energy store, but rather also the contact device that is mechanically operatively connected to it. Two particular advantages can be achieved through the displaceability of the contact device. On the one hand, the contact device can be relocated in such a way that it takes into account the structural conditions of the household appliance and the space requirements of an energy store connected to the contact device. The contact device can thereby always be relocated in such a way that there is space for a connected energy store within the housing of the household appliance or within an energy storage slot formed therein, regardless of the direction from which the energy store is docked to the contact device. The release of an energy storage device connected to the contact device is then made possible in that the displaced contact device finally moves against an end stop. In this case, the contact device strikes the end stop, as a result of which the energy store which is further displaced by means of the displacement device is released from the contact device and is further displaced to a charging device of the base station. On the other hand, the displaceable contact device can also act as a counterweight to the displaced energy store. By moving the contact device, a position of the center of gravity of the household appliance can preferably always be kept constant. In the case of a household appliance that moves automatically, such as a soil cultivation robot, exploration robot or the like, wheels can thus be evenly loaded. In the case of a food processor or a similar, usually stationary device, it can be achieved that, for example, vibrations caused by a motor do not cause the device to rock and, in the worst case, to topple over.
Als besonders bevorzugt wird vorgeschlagen, dass die Kontakteinrichtung des Haushaltsgerätes - bezogen auf einen ordnungsgemäß mit der Schnittstelle der Basisstation verbundenen Zustand des Haushaltsgerätes - in dem Verlagerungskanal der Basisstation zwischen einer ersten Ladeeinrichtung und einer zweiten Ladeeinrichtung der Basisstation angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung befindet sich die Kontakteinrichtung somit unmittelbar in dem Verlagerungspfad der Energiespeicher, so dass ein innerhalb des Verlagerungskanals verlagerter Energiespeicher gleichzeitig entweder auf die Kontakteinrichtung zu oder von der Kontakteinrichtung weg verlagert wird. Ein die Kontakteinrichtung aufweisender Energiespeicherschacht des Haushaltsgerätes befindet sich somit in Flucht mit dem Verlagerungskanal der Basisstation, so dass der Energiespeicher ohne weitere Maßnahmen vorzugsweise auf gerader Linie aus dem Verlagerungskanal heraus in den Energiespeicherschacht überführt werden kann, oder umgekehrt.It is particularly preferred that the contact device of the household appliance - based on a state of the household appliance properly connected to the interface of the base station - is arranged in the displacement channel of the base station between a first charging device and a second charging device of the base station. As a result of this configuration, the contact device is thus located directly in the displacement path of the energy storage device, so that an energy storage device displaced within the displacement channel is simultaneously shifted either towards the contact device or away from the contact device. An energy storage shaft of the household appliance that has the contact device is thus in alignment with the displacement channel of the base station, so that the energy storage device is preferably straightened without further measures Line can be transferred out of the shift channel into the energy storage shaft, or vice versa.
Schließlich wird vorgeschlagen, dass die Basisstation und das Haushaltsgerät korrespondierend zueinander so ausgebildet sind, dass der mit der ersten Ladeeinrichtung der Basisstation verbundene erste Energiespeicher durch Krafteinwirkung der Verlagerungseinrichtung von der ersten Ladeeinrichtung trennbar und entlang der Längserstreckung des Verlagerungskanals so in Richtung der zweiten Ladeeinrichtung verlagerbar ist, dass der erste Energiespeicher mit der Kontakteinrichtung des Haushaltsgerätes verbunden wird und der zweite Energiespeicher von der Kontakteinrichtung des Haushaltsgerätes getrennt und mit der zweiten Ladeeinrichtung der Basisstation verbunden wird. Die korrespondierende Ausbildung von Basisstation und Haushaltsgerät ermöglicht somit besonders einfach den Austausch eines Energiespeichers in dem Haushaltsgerät. Der entladene Energiespeicher des Haushaltsgerätes, welcher noch mit der Kontakteinrichtung des Haushaltsgerätes verbunden ist, wird durch den geladenen Ersatzenergiespeicher der Basisstation, auf welchen eine Kraft der Verlagerungseinrichtung wirkt, von der Kontakteinrichtung getrennt, aus dem Haushaltsgerät herausgeschoben und dann mit einer Ladeeinrichtung der Basisstation verbunden, um wieder aufgeladen zu werden. Die Verlagerungseinrichtung wirkt somit nicht nur auf den in der Basisstation angeordneten Ersatzenergiespeicher, sondern indirekt - über den Ersatzenergiespeicher - auch auf den auszutauschenden Energiespeicher des Haushaltsgerätes. Die Verlagerung beider Energiespeicher erfolgt zeitlich überlappend innerhalb des Verlagerungskanals der Basisstation. Zwischen den Energiespeicher kann wie zuvor beschrieben auch ein verschieblich innerhalb der Basisstation gelagertes Schiebeelement vorgesehen sein, welches eine mechanische Wechselwirkung zwischen zwei Energiespeicher erlaubt, die sich auf unterschiedlichen Seiten der Kontakteinrichtung des Haushaltsgerätes befinden. Der Ersatzenergiespeicher der Basisstation kann den auf der anderen Seite der Kontakteinrichtung angeordneten entladenen Energiespeicher mittels des Schiebelementes aus dem Haushaltsgerät herausschieben und von der Kontakteinrichtung trennen.Finally, it is proposed that the base station and the household appliance are designed to correspond to one another in such a way that the first energy store connected to the first charging device of the base station can be separated from the first charging device by the action of force of the displacement device and can thus be displaced in the direction of the second charging device along the longitudinal extension of the displacement channel that the first energy store is connected to the contact device of the household appliance and the second energy store is separated from the contact device of the household appliance and connected to the second charging device of the base station. The corresponding design of the base station and household appliance thus makes it particularly easy to exchange an energy store in the household appliance. The discharged energy store of the household appliance, which is still connected to the contact device of the household appliance, is separated from the contact device by the charged replacement energy store of the base station, on which a force of the displacement device acts, pushed out of the household appliance and then connected to a charging device of the base station. to be recharged. The displacement device thus acts not only on the replacement energy store arranged in the base station, but indirectly - via the replacement energy store - also on the energy store of the household appliance to be replaced. The relocation of both energy stores takes place in a temporally overlapping manner within the relocation channel of the base station. As described above, a sliding element which is mounted displaceably within the base station and which allows a mechanical interaction between two energy stores that are located on different sides of the contact device of the household appliance can also be provided between the energy stores. The replacement energy store of the base station can push the discharged energy store arranged on the other side of the contact device out of the household appliance by means of the sliding element and separate it from the contact device.
FigurenlisteFigure list
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 ein System aus einer Basisstation und einem Haushaltsgerät, -
2 das System gemäß1 mit in einem Querschnitt dargestellter Basisstation, -
3 das System bei Verlagerung eines Energiespeichers der Basisstation, -
4 das System bei fortgeführter Verlagerung des Energiespeichers, -
5 das System bei weiter fortgeführter Verlagerung des Energiespeichers, -
6 das System bei umgekehrter Verlagerungsrichtung, -
7 ein System gemäß einer weiteren Ausführungsform mit einem ersten Verlagerungszustand der Energiespeicher, -
8 das System gemäß7 mit einem zweiten Verlagerungszustand der Energiespeicher, -
9 ein System gemäß einer weiteren Ausführungsform mit einem ersten Verlagerungszustand der Energiespeicher, -
10 das System gemäß9 mit einem zweiten Verlagerungszustand der Energiespeicher, -
11 ein System gemäß einer weiteren Ausführungsform, -
12 ein weiteres System aus einer Basisstation und einem Haushaltsgerät.
-
1 a system consisting of a base station and a household appliance, -
2 the system according to1 with base station shown in a cross section, -
3 the system when an energy storage device of the base station is relocated, -
4th the system with continued relocation of the energy storage system, -
5 the system if the energy storage system continues to be relocated, -
6th the system in the opposite direction of displacement, -
7th a system according to a further embodiment with a first displacement state of the energy storage, -
8th the system according to7th with a second shift state of the energy storage, -
9 a system according to a further embodiment with a first displacement state of the energy storage, -
10 the system according to9 with a second shift state of the energy storage, -
11 a system according to a further embodiment, -
12th another system consisting of a base station and a household appliance.
Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments
Die Basisstation
Die
Die Basisstation
Der Verlagerungskanal
Die Basisstation
Im Folgenden wird die Wirkungsweise der Verlagerungseinrichtung
Das Haushaltsgerät
Wenn der nun gemäß
Die
Die
Alternativ zu der in
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- BasisstationBase station
- 22
- Schnittstelleinterface
- 33
- HaushaltsgerätHome appliance
- 44th
- VerlagerungskanalShift channel
- 55
- EnergiespeicherEnergy storage
- 66th
- VerlagerungseinrichtungRelocation facility
- 77th
- Erste LadeeinrichtungFirst charging device
- 88th
- Zweite LadeeinrichtungSecond charging device
- 99
- Seitepage
- 1010
- Seitepage
- 1111
- KontaktelementContact element
- 1212
- GeräteteilbereichDevice section
- 1313
- LängsabschnittLongitudinal section
- 1414th
- GehäusekonturHousing contour
- 1515th
- SchiebeelementSliding element
- 1616
- Mechanischer AntriebMechanical drive
- 1717th
- Pneumatischer Antriebpneumatic drive
- 1818th
- Elektromagnetischer AntriebElectromagnetic drive
- 1919th
- Linearantrieblinear actuator
- 2020th
- Gebläsefan
- 2121st
- ElektromagnetElectromagnet
- 2222nd
- EnergiespeicherEnergy storage
- 2323
- KontakteinrichtungContact facility
- 2424
- FührungselementGuide element
- 2525th
- Permanentmagnet Permanent magnet
- 2626th
- VentilValve
- 2727
- Endanschlag End stop
- AA.
- Erste PositionFirst position
- BB.
- Zweite PositionSecond position
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R083 | Amendment of/additions to inventor(s) | ||
R163 | Identified publications notified | ||
R012 | Request for examination validly filed |