DE102021118981A1 - Staubsauger, vorzugsweise Handstaubsauger - Google Patents

Staubsauger, vorzugsweise Handstaubsauger Download PDF

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Tobias Hasenfuhs
Tobias Rodehüser
Dennis Walfort
David Weisheit
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Staubsauger (1), vorzugsweise Handstaubsauger (1), mit einem Gebläse (12) mit einem Laufrad zur Erzeugung eines Luftstroms, mit einem ersten elektrischen Motor (12a) zum Antreiben des Laufrads des Gebläses (12), mit einer Saugdüse (14) mit einer rotierbaren Bürste (15) und mit einem zweiten elektrischen Motor (15a) zum Antreiben der rotierbaren Bürste (15), wobei der zweite elektrische Motor (15a) bürstenbehaftet ausgebildet ist. Der Staubsauger (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungseinheit (17) des Staubsaugers (1) ausgebildet ist, den zweiten elektrischen Motor (15a), vorzugsweise drehzahlgeregelt, mit einer vorbestimmten Soll-Drehzahl zu betreiben, wobei die Steuerungseinheit (17) ausgebildet ist, die vorbestimmte Soll-Drehzahl in Abhängigkeit der Lebensdauer des zweiten elektrischen Motors (15a) zu verändern.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Staubsauger, vorzugsweise einen Handstaubsauger, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • 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. Derartige Staubsauger können zum Betrieb mit einem Kabel mit einer Steckdose verbunden werden. Es kann jedoch für den Benutzer komfortabler sein, das Kabel beim Staubsaugen nicht beachten zu müssen, weshalb auch Akkustaubsauger bekannt und verbreitet sind, welche einen Akku bzw. einen Akkumulator als wiederaufladbaren elektrischen Energiespeicher aufweisen. Insbesondere die vergleichsweise kompakten und leichten Handstaubsauger werden häufig akkubetrieben hergestellt, um den Einsatz für den Benutzer schneller und einfacher zu ermöglichen.
  • Ein Staubsauger weist 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.
  • 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.
  • 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.
  • Zur Verbesserung der Reinigungswirkung kann im Bereich der Saugdüse eine Bürste angeordnet sein, welche rotierend angetrieben werden kann, um den zu reinigenden Untergrund zu bürsten und hierdurch Schmutz zum Beispiel aus den Fasern eines Teppichs zu lösen, damit der gelöste Schmutz wirkungsvoller vom Luftstrom abgeführt werden kann. Dies kann die Reinigungswirkung des Staubsaugers verbessern. Diese Bürste kann auch als Bodenbürste oder als Borstwalze bezeichnet werden.
  • Das Gebläse derartiger Staubsauger wird üblicherweise von einem elektrischen Motor betrieben. Hierzu werden häufig bürstenlose elektrische Motoren eingesetzt, welche keine Schleifringe oder Kommutatoren und Bürsten zwischen Rotor und Stator aufweisen, welche verschleißen können. Daher weisen bürstenlose elektrische Motoren üblicherweise eine längere Lebensdauer bzw. eine höhere Standzeit als elektrische Motoren mit Bürsten auf. Dies kann sich entsprechend positiv auf die Lebensdauer bzw. auf die Standzeit des Staubsaugers auswirken. Auch weisen bürstenlose elektrische Motoren üblicherweise eine höhere Leistung als bürstenbehaftete elektrische Motoren auf.
  • Die Bodenbürste kann ebenfalls mit einem elektrischen Motor betrieben werden, welcher jedoch üblicherweise aus Kostengründen mit Bürsten, d.h. als bürstenbehafteter elektrischer Motor, ausgebildet ist. Der elektrische Motor der Bodenbürste kann insbesondere ein permanenterregter elektrischer Gleichstrommotor sein.
  • Nachteilig bei bürstenbehafteten elektrischen Motoren ist, dass sich die Bürsten, beispielsweise als Kohlebürsten, nach der Inbetriebnahme des neu produzierten Motors bzw. Staubsaugers erst einmal einlaufen müssen, bevor sie ihr dauerhaftes Betriebsverhalten erreichen. Wird dabei die Drehzahl des bürstenbehafteten elektrischen Motors der Bodenbürste von einer Steuerungseinheit des Staubsaugers, beispielsweise mittels Messung der BEMF (Back-EMF bzw. Back Electromotive Force) erfasst, so stimmt die erfasste Drehzahl nicht mit der tatsächlichen Drehzahl des bürstenbehafteten elektrischen Motors der Bodenbürste überein. Vielmehr liegt die tatsächliche Drehzahl des bürstenbehafteten elektrischen Motors der Bodenbürste deutlich unterhalb der von der Steuerungseinheit erfassten Drehzahl, was zu einer entsprechend geringeren Wirkung der Bodenbürste führen kann. Dies liegt daran, dass die Erfassung bzw. die Bestimmung der Drehzahl des bürstenbehafteten elektrischen Motors der Bodenbürste seitens der Steuerungseinheit des Staubsaugers auf den eingespielten Betriebszustand ausgelegt ist bzw. von diesem ausgeht. Diese Differenz reduziert sich über einige Stunden Betriebsdauer, bis die tatsächliche Drehzahl und die erfasste Drehzahl des bürstenbehafteten elektrischen Motors der Bodenbürste von einer Steuerungseinheit des Staubsaugers ausreichend übereinstimmen.
  • Somit weicht das Verhalten des bürstenbehafteten elektrischen Motors der Bodenbürste bei einem Neugerät für die ersten Stunden der Verwendung von dem späteren Betriebsverhalten ab. Dies kann dazu führen, dass der erste Eindruck des neuen Staubsaugers beim Benutzer schlechter sein kann als er eigentlich sein sollte, da der Staubsauger zunächst nicht optimal funktioniert. Da sich der Betriebszustand erst nach einigen Betriebsstunden einstellt, kann es in Abhängigkeit der Häufigkeit und Dauer der Verwendung des Staubsaugers Wochen dauern, bis das tatsächlich deutlich bessere Betriebsverhalten erreicht ist. Bis dahin kann sich der erste Eindruck beim Benutzer, der ja bei den nächsten Nutzungen vergleichbar bleibt, bereits verhärtet haben. Auch nährt sich das Verhalten des bürstenbehafteten elektrischen Motors der Bodenbürste des Staubsaugers nur langsam dem dauerhalten Betriebsverhalten an, was dem Benutzer somit gar nicht mehr auffallen kann. Auch dies spricht dafür, dass der erste Eindruck des Neugeräts beim Benutzer bestehen bleibt.
  • Nachteilig ist auch, dass bei Test von Haushaltsgeräten beispielsweise durch unabhängige Prüf- bzw. Testinstitute üblicherweise Neugeräte verwendet werden, um die Tests durchzuführen. Somit kann sich die anfänglich reduzierte Wirkung der Bodenbürste eines Neugeräts auch verschlechternd auf das Testergebnis und damit auf die Bewertung des Staubsaugers auswirken, welcher einem derartigen Test unterzogen wird. Dies kann einen entsprechenden Nachteil für den Hersteller darstellen, dessen Staubsauger somit unterbewertet wird.
  • Der Erfindung stellt sich somit das Problem, einen Staubsauger zur Verfügung zu stellen, welcher möglichst ab der erstmaligen Inbetriebnahme mit voller Leistung bzw. mit voller Wirkung betrieben werden kann. Dies soll vorzugsweise möglichst einfach, kostengünstig, bauraumsparend und bzw. oder energiesparend erfolgen. Dies soll vorzugsweise für akkubetriebene Staubsauger umgesetzt werden. Zumindest soll eine Alternative zu bekannten derartigen Staubsaugern geschaffen werden.
  • Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch einen Staubsauger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
  • Die Erfindung betrifft somit einen Staubsauger, vorzugsweise einen Handstaubsauger, mit einem Gebläse mit einem Laufrad zur Erzeugung eines Luftstroms, mit einem ersten elektrischen Motor zum Antreiben des Laufrads des Gebläses, mit einer Saugdüse mit einer rotierbaren Bürste und mit einem zweiten elektrischen Motor zum Antreiben der rotierbaren Bürste, wobei der zweite elektrische Motor bürstenbehaftet ausgebildet ist.
  • Der Staubsauger ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungseinheit des Staubsaugers ausgebildet ist, den zweiten elektrischen Motor, vorzugsweise drehzahlgeregelt, mit einer vorbestimmten Soll-Drehzahl zu betreiben, wobei die Steuerungseinheit ausgebildet ist, die vorbestimmte Soll-Drehzahl in Abhängigkeit der Lebensdauer des zweiten elektrischen Motors zu verändern. Mit anderen Worten ist die Steuerungseinheit ausgebildet, die Soll-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors der rotierbaren Bürste gegenüber dem eigentlichen Soll-Wert zu verändern und hierdurch das Betriebsverhalten des zweiten elektrischen Motors zu beeinflussen. Diese Veränderung des eigentlichen Soll-Werts der Drehzahl erfolgt dabei in Abhängigkeit der Zeitdauer, über welche der zweite elektrische Motor der rotierbaren Bürste bereits betrieben wurde, was seitens der Steuerungseinheit bestimmt und gespeichert werden kann. Der Betrieb des zweiten elektrischen Motors kann dabei gesteuert und insbesondere geregelt erfolgen.
  • Auf diese Art und Weise können beispielsweise die eingangsbeschriebenen Nachteile ausgeglichen oder zumindest reduziert werden, indem seitens der Steuerungseinheit der eigentliche Soll-Wert der Drehzahl so verändert wird, dass basierend auf der erfindungsgemäß veränderten Soll-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors der rotierbaren Bürste das gewünschte Betriebsverhalten erreicht wird. Insbesondere kann hierdurch das eingangs beschriebene Einlaufen des zweiten elektrischen Motors der rotierbaren Bürste ausgeglichen bzw. gemindert werden, so dass bei einer Verwendung des erfindungsgemäßen Staubsaugers beim Benutzer sowie bei einem Test vom Beginn der Lebensdauer an die gleiche oder zumindest eine vergleichbare Leistung gebracht werden kann wie im späteren eingelaufenen bzw. dauerhaften Betriebszustand.
  • Zusätzlich oder alternativ können hierdurch auch weitere motorabhängige Effekte über die gesamte Lebensdauer des zweiten elektrischen Motors der rotierbaren Bürste kompensiert werden. Beispielsweise können bei permanenterregten Gleichstrommotoren mit Hammerbürsten, welche konstruktionsbedingt über ihre Lebensdauer nicht die gleiche Orientierung von Bürste zu Kommutator aufweisen, hieraus resultierende Effekte ausgeglichen werden.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Steuerungseinheit ausgebildet, die vorbestimmte Soll-Drehzahl zu Beginn der Verwendung des zweiten elektrischen Motors um einen vorbestimmten Wert zu erhöhen. Hierdurch können insbesondere das eingangsbeschriebene Einlaufen eines neuen zweiten elektrischen Motors der rotierbaren Bürste kompensiert werden, indem die eigentliche vorbestimmte Soll-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors der rotierbaren Bürste von der Steuerungseinheit um einen vorbestimmten Wert erhöht wird, so dass auch bei einen erstmalig im Betrieb befindlichen zweiten elektrischen Motor die tatsächlich geforderte eigentlich vorbestimmte Soll-Drehzahl erreicht wird.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Steuerungseinheit ausgebildet, die vorbestimmte Erhöhung der vorbestimmten Soll-Drehzahl von Beginn der Verwendung des zweiten elektrischen Motors an über einen vorbestimmten Zeitraum, vorzugsweise linear, auf Null zu reduzieren. Hierdurch kann die erfindungsgemäße Veränderung der eigentlichen Soll-Drehzahl mit zunehmender Lebensdauer des zweiten elektrischen Motors reduziert werden, bis der zweite elektrische Motor seinen eingelaufenen dauerhaften Betriebszustand erreicht hat. Dies kann insbesondere linear erfolgen, was die Umsetzung einfach halten kann. Es kann jedoch auch jede mögliche mathematische Funktion verwendet werden, um die anfängliche Veränderung bis zum Erreichen des Betriebsverhaltens zu reduzieren. Alternativ können hierfür auch abschnittsweise definierte Funktionen wie beispielsweise ein Look-Up-Table verwendet werden. Dies kann auch miteinander kombiniert werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Steuerungseinheit ausgebildet, die vorbestimmte Soll-Drehzahl in Abhängigkeit einer Kennlinie des zweiten elektrischen Motors zu verändern. Hierdurch können weitere Möglichkeiten geschaffen werden, die Veränderung der eigentlichen Soll-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors der rotierbaren Bürste umzusetzen. Eine derartige Kennlinie kann experimentell bestimmt oder es kann eine Motorkennlinie des entsprechenden Herstellers übernommen werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Steuerungseinheit ferner ausgebildet, die vorbestimmte Soll-Drehzahl in Abhängigkeit eines Gerätezustands des Staubsaugers, vorzugsweise in Abhängigkeit eines Bodenbelags und bzw. oder einer Last der rotierbaren Bürste, zu verändern. Dies kann die Möglichkeiten erweitert, die zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Aspekte umzusetzen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Steuerungseinheit ausgebildet, eine Ist-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors zu erfassen, und die Steuerungseinheit ist ausgebildet, die erfasste Ist-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors und die vorbestimmte Soll-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors zu erhalten und den zweiten elektrischen Motor in Abhängigkeit der Differenz zwischen Ist-Drehzahl und Soll-Drehzahl zu betreiben. Dies kann die Umsetzung eines drehzahlgeregelten Betriebs des zweiten elektrischen Motors ermöglichen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Steuerungseinheit ferner ausgebildet, den ersten elektrischen Motor zu betreiben. Mit anderen Worten können sowohl der erste elektrische Motor als auch der zweite elektrische Motor von derselben Steuereinheit betrieben werden. Hierdurch kann auf eine zweite Steuerungseinheit für den ersten elektrischen Motor verzichtet werden. Dies kann Kosten für die Anschaffung und für die Montage einer weiteren Steuerungseinheit sparen. Auch kann hierdurch der erforderliche Bauraum reduziert werden. Dies kann sich ferner vorteilhaft auf einen reduzierten Energieverbrauch des Staubsaugers auswirken. Vorteilhaft ist des Weiteren, dass die Daten von zwei Steuerungseinheiten bzw. von zwei Controllern schlechter ausgewertet werden können als die Daten einer einzigen Steuerungseinheit bzw. eines einzigen Controllers, um selbsttätig ablaufende bzw. ausführbare Funktionen bei dem Staubsauger vorzusehen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Steuerungseinheit ferner ausgebildet, den ersten elektrischen Motor leistungsgeregelt mit einer vorbestimmten Soll-Leistung zu betreiben. Auf diese Art und Weise kann der erste elektrische Motor des Gebläses bei einer vorbestimmten und insbesondere bei einer konstanten Soll-Leistung betrieben werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Steuerungseinheit ausgebildet, eine Ist-Leistung des ersten elektrischen Motors zu erfassen, und die Steuerungseinheit ist ausgebildet, die erfasste Ist-Leistung des ersten elektrischen Motors und die vorbestimmte Soll-Leistung des ersten elektrischen Motors zu erhalten und den ersten elektrischen Motor in Abhängigkeit der Differenz zwischen Ist-Leistung und Soll-Leistung zu betreiben. Dies kann die Umsetzung eines leistungsgeregelten Betriebs des ersten elektrischen Motors ermöglichen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Steuerungseinheit ferner ausgebildet, den ersten elektrischen Motor drehzahlgeregelt mit einer vorbestimmten Soll-Drehzahl zu betreiben. In diesem Fall kann der erste elektrische Motor des Gebläses bei einer vorbestimmten Soll-Drehzahl vergleichbar dem zweiten elektrischen Motor der rotierbaren Bürste betrieben werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Steuerungseinheit ausgebildet, eine Ist-Drehzahl des ersten elektrischen Motors zu erfassen, und die Steuerungseinheit ist ausgebildet, die erfasste Ist-Drehzahl des ersten elektrischen Motors und die vorbestimmte Soll-Drehzahl des ersten elektrischen Motors zu erhalten und den ersten elektrischen Motor in Abhängigkeit der Differenz zwischen Ist-Drehzahl und Soll-Drehzahl zu betreiben. Dies kann die Umsetzung eines drehzahlgeregelten Betriebs des ersten elektrischen Motors ermöglichen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Steuerungseinheit ausgebildet, den ersten elektrischen Motor pulsweitenmoduliert mit variabler Frequenz zu betreiben, wobei die variable PWM-Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches der Drehfeldfrequenz des ersten elektrischen Motors ist. Dies kann eine Möglichkeit sein, den ersten elektrischen Motor zu betreiben.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Steuerungseinheit ausgebildet, den zweiten elektrischen Motor pulsweitenmoduliert mit variabler Frequenz zu betreiben, wobei die variable PWM-Frequenz des zweiten elektrischen Motors synchron zur variablen PWM-Frequenz des ersten elektrischen Motors ist. Dies kann einen pulsweitenmodulierten Betrieb auch des zweiten elektrischen Motors ermöglichen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der erste elektrische Motor bürstenlos ausgebildet. Dies kann die Leistung und bzw. oder die Langlebigkeit des ersten elektrischen Motors des Gebläses erhöhen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist der Staubsauger einen wiederaufladbaren elektrischen Energiespeicher auf, welcher ausgebildet ist, den ersten elektrischen Motor und den zweiten elektrischen Motor, vorzugsweise und eine Steuerungseinheit, elektrisch zu versorgen. Der wiederaufladbare elektrische Energiespeicher kann insbesondere ein Akkumulator bzw. ein Akku sein. Dies kann die Verwendung des Staubsaugers für den Benutzer ohne störendes Kabel für die elektrische Stromversorgung ermöglichen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
    • 1 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Staubsaugers in Form eines erfindungsgemäßen Handstaubsaugers.
  • Die o.g. Figur wird in kartesischen Koordinaten betrachtet. Es erstreckt sich eine Längsrichtung X, welche auch als Tiefe X oder als Länge X bezeichnet werden kann. Senkrecht zur Längsrichtung X erstreckt sich eine Querrichtung (nicht dargestellt), welche auch als Breite bezeichnet werden kann. Senkrecht sowohl zur Längsrichtung X als auch zur Querrichtung erstreckt sich eine vertikale Richtung Z, welche auch als Höhe Z bezeichnet werden kann.
  • Die 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Staubsaugers 1 in Form eines Handstaubsaugers 1. Der Handstaubsauger 1 weist ein Gehäuse 10 auf, welches mittels eines Griffs 11 von einem Benutzer gehalten und geführt werden kann. In dem Gehäuse 10 ist ein Gebläse 12 samt eines ersten elektrischen Motors 12a zum Antreiben des Gebläses 12 angeordnet. Der erste elektrische Motor 12a ist bürstenlos ausgebildet. Ferner sind mindestens ein Filter und eine Ausblasöffnung vorhanden (nicht dargestellt).
  • Dem Griff 11 gegenüberliegend ist ein Saugrohr 13 an dem Gehäuse 10 angeordnet. An dem dem Gehäuse 10 angewandten Ende des Saugrohrs 13 ist eine Saugdüse 14 vorgesehen, welche auch als Bodendüse 14 oder als Bürstenkopf 14 bezeichnet werden kann. Die Saugdüse 14 weist einen Innenraum auf, welcher in der vertikalen Richtung Z nach unten hin mittels einer Öffnung 16 offen ausgebildet ist, welche auch als Ansaugöffnung 16 bezeichnet werden kann. Innerhalb des Innenraums der Saugdüse 14 ist eine rotierbare Bürste 15 angeordnet, welche mittels eines zweiten elektrischen Motors 15a rotatorisch angetrieben werden kann. Der zweite elektrische Motor 15a ist bürstenbehaftet als permanenterregter Gleichstrommotor ausgebildet.
  • Der Handstaubsauger 1 weist ferner eine Steuerungseinheit 17 auf, welche sowohl den ersten elektrischen Motor 12a als auch den zweiten elektrischen Motor 15a betreiben kann. Dies kann insbesondere über pulsweitenmodellierte Signale erfolgen. Dabei kann die Ist-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors 15a sensorisch erfasst und diese Information der Steuerungseinheit 17 zur Verfügung gestellt werden. Ferner kann der Steuerungseinheit 17 eine Soll-Drehzahl zum Beispiel fest oder aber auch veränderlich, zum Beispiel seitens des Benutzers mittels eines verstellbaren Bedienelements (nicht dargestellt), vorgegeben sein.
  • Die Steuerungseinheit 17 kann die Ist-Drehzahl und die Soll-Drehzahl miteinander vergleichen und in Abhängigkeit der Differenz die pulsweitenmodellierten Signale entsprechend vorgeben, dass die gewünschte Soll-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors 15a erreicht werden kann. Der erste elektrische Motor 12a kann vergleichsweise drehzahlgeregelt oder auch leistungsgeregelt von der Steuerungseinheit 17 betrieben werden. Der erste elektrische Motor 12a, der zweite elektrische Motor 15a und die Steuerungseinheit 17 können von einem wiederaufladbaren elektrischen Energiespeicher 18 elektrisch versorgt werden.
  • Wird ein neuer Handstaubsauger 1 vom Benutzer in Betrieb genommen, so ist dessen zweiter elektrischer Motor 15a noch unbenutzt, d.h. fabrik- bzw. herstellerneu, so dass sich der zweite elektrische Motor 15a erst einige Betriebsstunden einlaufen muss, um sein gewünschtes dauerhaftes Betriebsverhalten zu erreichen, auf welches die Steuerungseinheit 17 ausgelegt ist. Bis dahin weist ein fabrikneuer zweiter elektrischer Motor 15a bei geregeltem Betrieb jedoch eine Drehzahl auf, welche deutlich unterhalb der Soll-Drehzahl liegt. Dies bedeutet, dass trotz erfolgreicher Drehzahlregelung des zweiten elektrischen Motors 15a seitens der Steuerungseinheit 17 auf die vorbestimmte Soll-Drehzahl die Ist-Drehzahl, welche aus der BEMF bestimmt und nicht sensorisch erfasst wird, unterhalb der Soll-Drehzahl liegt.
  • Um dies auszugleichen, wird erfindungsgemäß die Soll-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors 15a zu Beginn der Nutzung eines fabrikneuen zweiten elektrischen Motors 15a um ein vorbestimmtes Maß bzw. um einen vorbestimmten Wert künstlich angehoben, so dass die tatsächliche Drehzahl des zweiten elektrischen Motors 15a möglichst exakt der aus der BEMF bestimmten Drehzahl entspricht. Diese Erhöhung wird über die Zeitdauer der Nutzung des Handstaubsaugers 1, d.h. im Laufe der Lebensdauer des zweiten elektrischen Motors 15a, reduziert, so dass stets zum aktuellen Zeitpunkt die tatsächliche Drehzahl des zweiten elektrischen Motors 15a möglichst exakt der aus der BEMF bestimmten Drehzahl entspricht. Erreicht der zweite elektrische Motors 15a schließlich seinen Betriebszustand, d.h. ist er eingelaufen, so geht diese Erhöhung auf Null zurück.
  • Hierdurch kann dem Benutzer von der ersten Verwendung seines neuen Handstaubsaugers 1 an die volle Leistung des zweiten elektrischen Motors 15a der rotierbaren Bodenbürste 15 zur Verfügung gestellt werden. Dies kann sehr einfach und insbesondere ohne eine Veränderung der Regelung selbst erfolgen.
  • Bezugszeichenliste
  • X
    Längsrichtung; Tiefe; Länge
    Z
    vertikale Richtung; Höhe
    1
    Staubsauger; Handstaubsauger
    10
    Gehäuse
    11
    Griff des Gehäuses 10
    12
    Gebläse
    12a
    erster (bürstenloser) elektrischer Motor des Gebläses 12
    13
    Saugrohr
    14
    Saugdüse; Bodendüse; Bürstenkopf
    15
    rotierbare (Boden)Bürste; rotierbare Borstwalze
    15a
    zweiter (bürstenloser) elektrischer Motor der rotierbaren (Boden)Bürste 15
    16
    (Ansaug)Öffnung
    17
    Steuerungseinheit
    18
    wiederaufladbarer elektrischer Energiespeicher; Akkumulator; Akku
    2
    Untergrund; Boden; Bodenbelag; zu reinigende Fläche

Claims (15)

  1. Staubsauger (1), vorzugsweise Handstaubsauger (1), mit einem Gebläse (12) mit einem Laufrad zur Erzeugung eines Luftstroms, mit einem ersten elektrischen Motor (12a) zum Antreiben des Laufrads des Gebläses (12), mit einer Saugdüse (14) mit einer rotierbaren Bürste (15) und mit einem zweiten elektrischen Motor (15a) zum Antreiben der rotierbaren Bürste (15), wobei der zweite elektrische Motor (15a) bürstenbehaftet ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungseinheit (17) des Staubsaugers (1) ausgebildet ist, den zweiten elektrischen Motor (15a), vorzugsweise drehzahlgeregelt, mit einer vorbestimmten Soll-Drehzahl zu betreiben, wobei die Steuerungseinheit (17) ausgebildet ist, die vorbestimmte Soll-Drehzahl in Abhängigkeit der Lebensdauer des zweiten elektrischen Motors (15a) zu verändern.
  2. Staubsauger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (17) ausgebildet ist, die vorbestimmte Soll-Drehzahl zu Beginn der Verwendung des zweiten elektrischen Motors (15a) um einen vorbestimmten Wert zu erhöhen.
  3. Staubsauger (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (17) ausgebildet ist, die vorbestimmte Erhöhung der vorbestimmten Soll-Drehzahl von Beginn der Verwendung des zweiten elektrischen Motors (15a) an über einen vorbestimmten Zeitraum, vorzugsweise linear, auf Null zu reduzieren.
  4. Staubsauger (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (17) ausgebildet ist, die vorbestimmte Soll-Drehzahl in Abhängigkeit einer Kennlinie des zweiten elektrischen Motors (15a) zu verändern.
  5. Staubsauger (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (17) ferner ausgebildet ist, die vorbestimmte Soll-Drehzahl in Abhängigkeit eines Gerätezustands des Staubsaugers (1), vorzugsweise in Abhängigkeit eines Bodenbelags (2) und/oder einer Last der rotierbaren Bürste (15), zu verändern.
  6. Staubsauger (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (17) ausgebildet ist, eine Ist-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors (15a) zu erfassen, und dass die Steuerungseinheit (17) ausgebildet ist, die erfasste Ist-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors (15a) und die vorbestimmte Soll-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors (15a) zu erhalten und den zweiten elektrischen Motor (15a) in Abhängigkeit der Differenz zwischen Ist-Drehzahl und Soll-Drehzahl zu betreiben.
  7. Staubsauger (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (17) ferner ausgebildet ist, den ersten elektrischen Motor (12a) zu betreiben.
  8. Staubsauger (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (17) ferner ausgebildet ist, den ersten elektrischen Motor (12a) leistungsgeregelt mit einer vorbestimmten Soll-Leistung zu betreiben.
  9. Staubsauger (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (17) ausgebildet ist, eine Ist-Leistung des ersten elektrischen Motors (12a) zu erfassen, und dass die Steuerungseinheit (17) ausgebildet ist, die erfasste Ist-Leistung des ersten elektrischen Motors (12a) und die vorbestimmte Soll-Leistung des ersten elektrischen Motors (12a) zu erhalten und den ersten elektrischen Motor (12a) in Abhängigkeit der Differenz zwischen Ist-Leistung und Soll-Leistung zu betreiben.
  10. Staubsauger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (17) ferner ausgebildet ist, den ersten elektrischen Motor (12a) drehzahlgeregelt mit einer vorbestimmten Soll-Drehzahl zu betreiben.
  11. Staubsauger (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (17) ausgebildet ist, eine Ist-Drehzahl des ersten elektrischen Motors (12a) zu erfassen, und dass die Steuerungseinheit (17) ausgebildet ist, die erfasste Ist-Drehzahl des ersten elektrischen Motors (12a) und die vorbestimmte Soll-Drehzahl des ersten elektrischen Motors (12a) zu erhalten und den ersten elektrischen Motor (12a) in Abhängigkeit der Differenz zwischen Ist-Drehzahl und Soll-Drehzahl zu betreiben.
  12. Staubsauger (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (17) ausgebildet ist, den ersten elektrischen Motor (12a) pulsweitenmoduliert mit variabler Frequenz zu betreiben, wobei die variable PWM-Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches der Drehfeldfrequenz des ersten elektrischen Motors (12a) ist.
  13. Staubsauger (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (17) ausgebildet ist, den zweiten elektrischen Motor (15a) pulsweitenmoduliert mit variabler Frequenz zu betreiben, wobei die variable PWM-Frequenz des zweiten elektrischen Motors (15a) synchron zur variablen PWM-Frequenz des ersten elektrischen Motors (12a) ist.
  14. Staubsauger (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste elektrische Motor (12a) bürstenlos ausgebildet ist.
  15. Staubsauger (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen wiederaufladbaren elektrischen Energiespeicher (18), welcher ausgebildet ist, den ersten elektrischen Motor (12a), den zweiten elektrischen Motor (15a) und die Steuerungseinheit (17) elektrisch zu versorgen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102010000573A1 (de) 2010-02-26 2011-09-01 Vorwerk & Co. Interholding Gmbh Verfahren zur Leistungssteuerung eines Saug-/Kehrgeräts
WO2017040880A1 (en) 2015-09-02 2017-03-09 Ac (Macao Commercial Offshore) Limited Power tool, battery pack, and combination, and method of controlling the same

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