DE102022102771A1 - Staubsauger, vorzugsweise Handstaubsauger - Google Patents

Staubsauger, vorzugsweise Handstaubsauger Download PDF

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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), und mit einer Steuerungseinheit (17), welche ausgebildet und eingerichtet ist, den ersten Motor (12a) leistungsgeregelt mit einer vorbestimmten Soll-Leistung zu betreiben. Der Staubsauger (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (17) ferner ausgebildet und eingerichtet ist, Verluste wenigstens einer Lagerung des ersten elektrischen Motors (12a) in Abhängigkeit seiner Lebensdauer zu kompensieren.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Staubsauger, vorzugsweise einen Handstaubsauger, gemäß dem Patentanspruch 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.
  • Ganz allgemein weisen Motorwellen von elektrischen Antrieben ein Einlaufverhalten auf, welches sich über die Lebensdauer, d.h. über die Betriebsstunden, und über die Belastung der Motorwellen-Lagerelemente verändert. Das bedeutet, dass ein sich verändernder Anteil der elektrischen Abgabeleistung an einem elektrischen Motor als Verlustleistung im Motorwellen-Lagerelement, i.d.R. in Wärme, in Akustik und bzw. oder in Vibrationen, umgesetzt wird und somit nicht mehr dem gewünschten Regelverhalten des elektrischen Motors zur Verfügung steht. Dieser Anteil stellt somit eine mechanische und nicht konstante Störgröße für die Motorregelung dar. Die Verlustleistung der nicht eingelaufenen Motorwellen-Lagerelemente beeinflusst somit die Regelgüte des elektrischen Motors negativ, wodurch die gewünschten Arbeitspunkte des elektrischen Motors nicht erreicht werden können oder aber eine erhöhte und störende Geräuschkulisse entstehen kann. Gängige derartige Motorwellen-Lager sind beispielsweise Kugellager, Wälzlager, Reiblager und dergleichen.
  • Dies gilt auch für die zuvor beschriebenen elektrischen Motoren von Staubsaugern. Ein neu erworbener Staubsauger entfaltet somit erst nach einigen Betriebsstunden seine volle Leistungsfähigkeit, da er bis dahin erst einmal „eingefahren“ werden muss, d.h. zunächst eine erhöhte Verlustleistung und damit eine reduzierte nutzbare Leistung sowie einen erhöhten Geräuschpegel aufweist. Beides kann vom Kunden als Benutzer als Qualitätsmangel empfunden werden.
  • Der Erfindung stellt sich somit das Problem, einen Staubsauger zur Verfügung zu stellen, welcher ab der erstmaligen Inbetriebnahme vergleichbar mit dem dauerhaften, d.h. eingefahrenen, Betriebsverhalten 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 und mit einer Steuerungseinheit, welche ausgebildet und eingerichtet ist, den ersten Motor leistungsgeregelt mit einer vorbestimmten Soll-Leistung zu betreiben.
  • Der Staubsauger ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit ferner ausgebildet und eingerichtet ist, Verluste wenigstens einer Lagerung des ersten elektrischen Motors in Abhängigkeit seiner Lebensdauer zu kompensieren.
  • Mit anderen Worten ist die Steuerungseinheit ausgebildet, die Betriebsweise des ersten elektrischen Motors derart zu verändern, dass bekannte Einflüsse, welche zu Verlusten der Leistung des ersten elektrischen Antriebs bei dessen anfänglichem Betrieb führen können, ausgeglichen werden können. Derartige Verluste können mechanische Reibungen der Lagerungen bzw. der Lagerelemente des ersten elektrischen Motors selbst und bzw. oder von Komponenten wie beispielsweise des Laufrads des Gebläses sein, welche vom ersten elektrischen Motor angetrieben werden. Derartige Verluste können lediglich über einen gewissen Zeitraum der Benutzung des ersten elektrischen Motors ab der erstmaligen Inbetriebnahme vorliegen und somit zumindest ausreichend berücksichtig werden, um das Betriebsverhalten des ersten elektrischen Motors innerhalb dieses Nutzungszeitraums an das spätere Betriebsverhalten bei „eingelaufenem“ ersten elektrischen Motor anzupassen.
  • Dies kann insbesondere dadurch umgesetzt werden, indem das bekannte Verhalten und die hieraus resultierenden anfänglichen zusätzlichen Verluste des ersten elektrischen Motors über die Zeitdauer des „Einlaufens“ quantifiziert wird. Diese zeitabhängigen zusätzlichen Verluste können dann beim Betrieb des ersten elektrischen Motors berücksichtig werden. Dies kann die Leistungsregelung von dem störenden Einfluss der einlaufbedingten erhöhten Verluste entlasten und somit die Qualität der Leistungsregelung verbessern.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Steuerungseinheit ferner ausgebildet und eingerichtet, die Soll-Leistung des ersten elektrischen Antriebs zu Beginn der Verwendung zu erhöhen und in Abhängigkeit seiner Lebensdauer zu reduzieren. Hierdurch können die zeitabhängigen zusätzlichen Verluste bei der Leistungsregelung des ersten elektrischen Motors berücksichtigt und hierzu beispielsweise zur Führungsgröße der Soll-Leistung addiert werden, um während der Zeitdauer des „Einlaufens“ die Soll-Leistung zu erhöhen und hierdurch die Leistungsregelung zu entlasten bzw. zu verbessern. Dies kann eine Möglichkeit der Umsetzung der vorliegenden Erfindung darstellen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Steuerungseinheit eine Kennlinie, eine Formel oder einen Look-Up-Table auf, welche(r) der Verlustleistung des ersten elektrischen Antriebs in Abhängigkeit seiner Lebensdauer entspricht. Hierdurch können verschiedene Möglichkeiten geschaffen werden, Informationen über die zeitabhängigen zusätzlichen Verluste des ersten elektrischen Motors der Steuerungseinheit zur Verfügung zu stellen, um die entsprechende Kompensation wie zuvor beschrieben umsetzen zu können.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Steuerungseinheit ferner ausgebildet und eingerichtet, die Verluste der Lagerung des ersten elektrischen Motors ferner in Abhängigkeit seines Arbeitspunkts zu kompensieren. Derartige Arbeitspunkte können seitens der Steuerungseinheit, beispielswese in Abhängigkeit eines erkannten Aufsatzes und bzw. oder eines erkannten Bodenbelags, selbsttätig und bzw. oder seitens des Benutzers eingestellt werden. Zu diesen Arbeitspunkten bzw. Betriebsarten des Staubsaugers bzw. seines ersten elektrischen Motors können eine minimale Leistung, eine maximale Leistung, ein energieeffizienter Betrieb und dergleichen gehören. In jedem Fall kann hierdurch die zuvor beschriebene Kompensation der zeitabhängigen zusätzlichen Verluste des ersten elektrischen Motors auch für mehrere Arbeitspunkte bzw. Betriebsarten umgesetzt werden, um die entsprechenden Vorteile auch für mehrere Arbeitspunkte bzw. Betriebsarten nutzen zu können.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Steuerungseinheit ferner ausgebildet und eingerichtet, die Soll-Leistung des ersten elektrischen Antriebs in Abhängigkeit seines Arbeitspunkts zu verändern. Dies kann eine Umsetzung wie zuvor beschrieben auch in Abhängigkeit der Arbeitspunkte ermöglichen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Steuerungseinheit pro Arbeitspunkt eine Kennlinie, eine Formel oder einen Look-Up-Table auf, welche(r) der Verlustleistung des ersten elektrischen Antriebs ferner in Abhängigkeit seines Arbeitspunkts entspricht. Dies kann eine Umsetzung wie zuvor beschrieben auch in Abhängigkeit der Arbeitspunkte 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.
  • Zusätzlich oder alternativ ist die Steuerungseinheit ausgebildet und eingerichtet, den ersten elektrischen Motor pulsweitenmoduliert, bevorzugt 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 weist der Staubsauger ferner eine Saugdüse mit einer rotierbaren Bürste und mit einem zweiten elektrischen Motor zum Antreiben der rotierbaren Bürste auf, wobei die Steuerungseinheit ferner ausgebildet und eingerichtet ist, den zweiten elektrischen Motor drehzahlgeregelt mit einer vorbestimmten Soll-Drehzahl zu betreiben, und wobei die Steuerungseinheit ferner ausgebildet und eingerichtet ist, Verluste wenigstens einer Lagerung des zweiten elektrischen Motors in Abhängigkeit seiner Lebensdauer zu kompensieren. Hierdurch können die entsprechenden zuvor beschriebenen Aspekte des ersten elektrischen Motors auf den zweiten elektrischen Motor übertragen werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Steuerungseinheit ferner ausgebildet und eingerichtet, die Soll-Leistung des zweiten elektrischen Motors zu Beginn der Verwendung zu erhöhen und in Abhängigkeit seiner Lebensdauer zu reduzieren. Hierdurch können die entsprechenden zuvor beschriebenen Aspekte des ersten elektrischen Motors auf den zweiten elektrischen Motor übertragen werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Steuerungseinheit eine Kennlinie, eine Formel oder einen Look-Up-Table auf, welche(r) der Verlustleistung des zweiten elektrischen Motors in Abhängigkeit seiner Lebensdauer entspricht. Hierdurch können die entsprechenden zuvor beschriebenen Aspekte des ersten elektrischen Motors auf den zweiten elektrischen Motor übertragen werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Steuerungseinheit ferner ausgebildet und eingerichtet, die Verluste der Lagerung des ersten elektrischen Motors ferner in Abhängigkeit seines Arbeitspunkts zu kompensieren. Hierdurch können die entsprechenden zuvor beschriebenen Aspekte des ersten elektrischen Motors auf den zweiten elektrischen Motor übertragen werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Steuerungseinheit ferner ausgebildet und eingerichtet, die Soll-Leistung des zweiten elektrischen Motors ferner in Abhängigkeit seines Arbeitspunkts zu verändern. Hierdurch können die entsprechenden zuvor beschriebenen Aspekte des ersten elektrischen Motors auf den zweiten elektrischen Motor übertragen werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Steuerungseinheit pro Arbeitspunkt eine Kennlinie, eine Formel oder einen Look-Up-Table auf, welche(r) der Verlustleistung des zweiten elektrischen Motors ferner in Abhängigkeit seines Arbeitspunkts entspricht. Hierdurch können die entsprechenden zuvor beschriebenen Aspekte des ersten elektrischen Motors auf den zweiten elektrischen Motor übertragen werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der zweite elektrische Motor bürstenbehaftet ausgebildet. Hierdurch können die entsprechenden Eigenschaften umgesetzt und genutzt werden.
  • Zusätzlich oder alternativ ist die Steuerungseinheit ausgebildet und eingerichtet, den zweiten elektrischen Motor pulsweitenmoduliert, bevorzugt 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 weist der Staubsauger einen wiederaufladbaren elektrischen Energiespeicher auf, welcher ausgebildet ist, den ersten elektrischen Motor, vorzugsweise den zweiten elektrischen Motor, und die 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.
  • Mit anderen Worten ist der erste elektrische Motor des Gebläses, vorzugsweise ferner der zweite elektrische Motor einer Bodenbürste, mit Motor-Wellenlagern ausgestattet. Klassische Motor-Wellenlager sind als Lagerelemente mit mechanischer Reibung zu betrachten. Je nach Qualität und Art der Lagerelemente ergeben sich Einlaufeffekte, welche als ein ungewolltes Lastmoment im Lagerelemente zu verstehen sind und zu Lasten der Effektivität des Antriebsstrangs gehen können. Dazu können ungewollte Sekundäreffekte wie störende Vibrationen oder Geräusche auftreten. I.d.R. schwächen sich mit der Lebensdauer bzw. den Betriebsstunden die Einlaufeffekte bzw. Einlaufverluste eines Lagerelementes ab.
  • Erfindungsgemäß können diese Einlaufeffekte in Form eines Parameters, welcher als Lagerverluste bzw. als Lagerreibverluste bezeichnet werden kann und eine mit der Lebensdauer bzw. mit den Betriebsstunden abnehmende Verlustleistung darstellt, ermittelt werden. Dies kann durch Berechnungen basierend auf rein theoretischen physikalischen Betrachtungen der Lagerelemente erfolgen. Dies kann durch Messungen anhand von Versuchsaufbauten sowie deren Auswertungen erfolgen. Dies kann aber auch durch Schätzungen in Form von Analysen und Erfahrungen vorangegangener Projekte erfolgen.
  • In jedem Fall kann der Verlauf bzw. die Funktion der „Lager(-reib)verluste“ als bekannt vorausgesetzt und dem Motor-Regler als Funktion „1/Kompensationsfaktor“ auf die Führungsgröße mit aufgelegt werden. Als Resultat kann sich als Produkt aus „Lager(reib)verluste“ und „1/Kompensationsfaktor“ somit der am Motor zu regelnde Arbeitspunkt als Konstante einstellen und hier im Beispiel als „Resultierende Wirkleistung Motor“ bezeichnet werden.
  • Ein bzw. der Kompensationsfaktor kann mitunter sehr stark von den Rahmenbedingungen wie von der Art und Qualität der Motorwellenlagerung, von der Art des elektrischen Motors, von dem zu regelnden Motor-Parameter wie beispielsweise der Leistung, der Drehzahl, dem Drehmoment etc. und bzw. oder vom Aufbau des Motor-Reglers beeinflusst werden.
  • Es kann vorteilhaft sein, einen LUT (LookUpTable) in der Motor-Regelung zu hinterlegen, in welche nur einzelne Punkte der Funktion „1/Kompensationsfaktor“ enthalten sind.
  • Besitzt der zu regelnde elektrische Motor mehrere Arbeitspunkte wie beispielsweise Eco, Max, Min, etc., kann die LUT mit Punkten der Funktion „1/Kompensationsfaktor“ mehrdimensional aufgebaut werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
    • 1 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Staubsaugers in Form eines erfindungsgemäßen Handstaubsaugers; und
    • 2 ein beispielhaftes Diagramm der Leistung über der Zeit bei einem anfänglichen Betrieb des 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 abgewandten 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 IstDrehzahl des zweiten elektrischen Motors 15a sensorisch erfasst und diese Information der Steuerungseinheit 17 zur Verfügung gestellt werden. Ferner kann der Steuerungseinheit 17 eine Soll-Leistung zum Beispiel fest oder aber auch veränderlich, zum Beispiel seitens des Benutzers mittels eines verstellbaren Bedienelements (nicht dargestellt), vorgegeben sein.
  • Bei einem fabrikneuen Handstaubsauger 1 weisen insbesondere die Lagerungen (nicht dargestellt) des ersten elektrischen Motors 12a sowie des zweiten elektrischen Motors 15a zusätzliche mechanische Verluste auf, welche sich im Laufe des Betriebs des Handstaubsaugers 1 reduzieren, da sich die Lagerungen einlaufen. Der Verlauf dieser zusätzlichen zeitabhängigen Verluste über die Betriebsdauer des Staubsaugers 1 bzw. dessen elektrische Motoren 12a, 15a kann beispielsweise im Labor experimentell für die verwendeten elektrischen Motoren 12a, 15a und ggfs. zusätzlich für verschiedene Arbeitspunkte bzw. Betriebsarten des Handstaubsaugers 1 als Lagerverlustleistungen bzw. als Lagerreibverlustleistungen ermittelt werden, siehe beispielshaft einen Verlauf in der 1.
  • Um nun dem Benutzer ab der erstmaligen Inbetriebnahme des Handstaubsaugers 1 das gewünschte bzw. das „normale“ Betriebsverhalten nach Abschluss des Einlaufens der Lagerungen zur Verfügung stellen zu können, können die bekannten Lagerverlustleistung bzw. Lagerreibverlustleistung seitens der Steuerungseinheit 17 beim Betrieb der elektrischen Motoren 12a, 15a berücksichtig werden. Insbesondere kann der aktuelle Wert der jeweiligen Funktion bzw. des jeweiligen Verlaufs der Lagerverlustleistung bzw. der Lagerreibverlustleistung des jeweiligen elektrischen Motors 12a, 15a bei dem gewählten Arbeitspunkt sowie bei der aktuellen Betriebsdauer jeweils zur Soll-Leistung als Funktion „1/Kompensationsfaktor“ addiert und hierdurch berücksichtigt bzw. kompensiert werden. Dies kann die Leistungsregelung von diesem bekannten bzw. deterministischen Störeinfluss entlasten und somit verbessern, d.h. zu einer nahezu konstanten resultierenden Wirkleistung des jeweiligen elektrischen Motors 12a, 15a führen. Dies kann zu einem gleichmäßigeren und bzw. oder leiseren Betrieb des Handstaubsaugers 1 führen.
  • 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), und mit einer Steuerungseinheit (17), welche ausgebildet und eingerichtet ist, den ersten Motor (12a) leistungsgeregelt mit einer vorbestimmten Soll-Leistung zu betreiben, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (17) ferner ausgebildet und eingerichtet ist, Verluste wenigstens einer Lagerung des ersten elektrischen Motors (12a) in Abhängigkeit seiner Lebensdauer zu kompensieren.
  2. Staubsauger (1) nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinheit (17) ferner ausgebildet und eingerichtet ist, die Soll-Leistung des ersten elektrischen Antriebs (12a) zu Beginn der Verwendung zu erhöhen und in Abhängigkeit seiner Lebensdauer zu reduzieren.
  3. Staubsauger (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerungseinheit (17) eine Kennlinie, eine Formel oder einen Look-Up-Table aufweist, welche(r) der Verlustleistung des ersten elektrischen Antriebs (12a) in Abhängigkeit seiner Lebensdauer entspricht.
  4. Staubsauger (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerungseinheit (17) ferner ausgebildet und eingerichtet ist, die Verluste der Lagerung des ersten elektrischen Motors (12a) ferner in Abhängigkeit seines Arbeitspunkts zu kompensieren.
  5. Staubsauger (1) nach Anspruch 4, wobei die Steuerungseinheit (17) ferner ausgebildet und eingerichtet ist, die Soll-Leistung des ersten elektrischen Antriebs (12a) in Abhängigkeit seines Arbeitspunkts zu verändern.
  6. Staubsauger (1) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Steuerungseinheit (17) pro Arbeitspunkt eine Kennlinie, eine Formel oder einen Look-Up-Table aufweist, welche(r) der Verlustleistung des ersten elektrischen Antriebs (12a) ferner in Abhängigkeit seines Arbeitspunkts entspricht.
  7. Staubsauger (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste elektrische Motor (12a) bürstenlos ausgebildet ist und/oder wobei die Steuerungseinheit (17) ausgebildet und eingerichtet ist, den ersten elektrischen Motor (12a) pulsweitenmoduliert, bevorzugt mit variabler Frequenz, zu betreiben, wobei die variable PWM-Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches der Drehfeldfrequenz des ersten elektrischen Motors (12a) ist.
  8. Staubsauger (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner mit einer Saugdüse (14) mit einer rotierbaren Bürste (15) und mit einem zweiten elektrischen Motor (15a) zum Antreiben der rotierbaren Bürste (15), wobei die Steuerungseinheit (17) ferner ausgebildet und eingerichtet ist, den zweiten elektrischen Motor (15a) drehzahlgeregelt mit einer vorbestimmten Soll-Drehzahl zu betreiben, und wobei die Steuerungseinheit (17) ferner ausgebildet und eingerichtet ist, Verluste wenigstens einer Lagerung des zweiten elektrischen Motors (15a) in Abhängigkeit seiner Lebensdauer zu kompensieren.
  9. Staubsauger (1) nach Anspruch 8, wobei die Steuerungseinheit (17) ferner ausgebildet und eingerichtet ist, die Soll-Leistung des zweiten elektrischen Motors (15a) zu Beginn der Verwendung zu erhöhen und in Abhängigkeit seiner Lebensdauer zu reduzieren.
  10. Staubsauger (1) nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Steuerungseinheit (17) eine Kennlinie, eine Formel oder einen Look-Up-Table aufweist, welche(r) der Verlustleistung des zweiten elektrischen Motors (15a) in Abhängigkeit seiner Lebensdauer entspricht.
  11. Staubsauger (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Steuerungseinheit (17) ferner ausgebildet und eingerichtet ist, die Verluste der Lagerung des ersten elektrischen Motors (12a) ferner in Abhängigkeit seines Arbeitspunkts zu kompensieren.
  12. Staubsauger (1) nach Anspruch 11, wobei die Steuerungseinheit (17) ferner ausgebildet und eingerichtet ist, die Soll-Leistung des zweiten elektrischen Motors (15a) ferner in Abhängigkeit seines Arbeitspunkts zu verändern.
  13. Staubsauger (1) nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Steuerungseinheit (17) pro Arbeitspunkt eine Kennlinie, eine Formel oder einen Look-Up-Table aufweist, welche(r) der Verlustleistung des zweiten elektrischen Motors (15a) ferner in Abhängigkeit seines Arbeitspunkts entspricht.
  14. Staubsauger (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zweite elektrische Motor (15a) bürstenbehaftet ausgebildet ist und/oder wobei die Steuerungseinheit (17) ausgebildet und eingerichtet ist, den zweiten elektrischen Motor (15a) pulsweitenmoduliert, bevorzugt 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.
  15. Staubsauger (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen wiederaufladbaren elektrischen Energiespeicher (18), welcher ausgebildet ist, den ersten elektrischen Motor (12a), vorzugsweise den zweiten elektrischen Motor (15a), und die Steuerungseinheit (17) elektrisch zu versorgen.
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