DE202018000380U1

DE202018000380U1 - Elektrogerät mit einer Wickeleinheit für das Stromversorgungskabel des Geräts, sowie Wickeleinheit für das Stromversorgungskabel eines Elektrogeräts

Info

Publication number: DE202018000380U1
Application number: DE202018000380.8U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-01-24
Filing date: 2018-01-24
Publication date: 2018-03-08
Anticipated expiration: 2028-01-25

Abstract

Elektrogerät mit einer Wickeleinheit für das Stromversorgungskabel des Geräts, wobei die Wickeleinheit eine elektrisch antreibbare Wickeltrommel (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor für die Wickeltrommel (1) innen im zentrischen Bereich der Wickeltrommel aufgenommen ist und dass die Motorwelle, insbesondere ohne Zwischenschaltung eines Getriebes, als Direktantrieb auf die Wickeltrommel wirkt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrogerät mit einer Wickeleinheit für das Stromversorgungskabel des Geräts, sowie eine Wickeleinheit für das Stromversorgungskabel eines Elektrogeräts.
Die elektrischen Geräte können Geräte aller Art sein, insbesondere handbetriebene Geräte, wie z.B. Staubsauger, Bohrmaschinen, Bügeleisen, Rasenmäher, Haarföhn oder dergleichen. Sie weisen häufig eine mit dem Gerät integrierte Kabeltrommel als Wickeleleinheit zum Auf- und Abwickeln des Stromversorgungskabels für das Gerät auf.
Bekannt sind Kabelwickelsysteme für handbetriebene Staubsauger, bei denen das Anschlusskabel manuell aus dem Gerätegehäuse herausgezogen wird, um das Elektrogerät in Betrieb zu nehmen. Nach Beendigung des Staubsaugens dient eine Antriebseinrichtung dazu, die Kabel- oder Wickeltrommel in Drehbewegung zu versetzen und das Kabel wieder aufzuwickeln, so dass dieses wieder in das Elektrogerät eingezogen wird. Bei Staubsaugern ist die genannte Antriebseinrichtung häufig ein mechanischer Antrieb in Form einer Wickelfeder. Wird durch den manuellen Auszug des Kabels die Wickeltrommel gedreht, wickelt sich die Feder auf und wird gespannt. Um die gespannte Lage aufrecht zu erhalten, ist eine Bremseinrichtung vorgesehen. Nach dem Lösen der Bremseinrichtung, üblicher Weise durch Betätigung eines Tasters am Außengehäuse des Staubsaugers, läuft die gespannte Feder selbsttätig in ein Federgehäuse zurück und treibt dadurch die Wickeltrommel an, wodurch das Anschlusskabel wieder aufgewickelt und in das Gehäuse des Elektrogeräts eingezogen wird.
Bei solchen bekannten mechanischen Antriebseinrichtungen für Kabelwickelsysteme muss eine Kraft durch den Benutzer aufgebracht werden, um das Kabel aus dem Elektrogerät herauszuziehen, weil dabei die Wickelfeder vorgespannt wird. Dabei muss das Elektrogerät mit der Hand festgehalten und gestützt werden, was vom Benutzer als nachteilig empfunden wird. Beim Einziehen des Kabels durch die Wickelfeder entsteht häufig eine zu hohe Drehgeschwindigkeit der Wickeltrommel, so dass das Kabel sehr schnell eingezogen wird. Es kann zu einem Peitscheneffekt kommen, der vom Benutzer ebenfalls als nachteilig empfunden wird. Bei langfristigem Gebrauch kann die Federkraft der Wickelfeder nachlassen, so dass die Rückzugskraft nicht mehr dafür ausreicht, das Kabel problemlos einzuziehen.
Ausgehend davon ist mit der europäischen Offenlegungsschrift EP 2 078 490 A2 vorgeschlagen worden, die genannten Nachteile dadurch zu überwinden, dass bei einem Elektrogerät mit einem Kabelwickelsystem zum Antrieb der Kabeltrommel eine Antriebseinrichtung mit einem elektrischen Motor vorgesehen wird, der mit einer Steuereinheit zusammenwirkt. Die Motorwelle treibt dabei ein Ritzel an, das in eine Verzahnung am Außenumfang einer der seitlichen Wände der Wickeltrommel eingreift.
Eine solche Lösung überwindet zwar die genannten, bei einem Antrieb mit einer Wickelfeder für die Wickeltrommel auftretenden Nachteile - allerdings nicht ohne dass neue Nachteile entstehen. Diese sind zum Einen, dass die gesamte Wickeleinheit mit dem Motor einschließlich Steuerung, dem Zahnradgetriebe und der Wickeltrommel kostenaufwendig in der Herstellung und ebenfalls sehr aufwendig bezüglich der Montageanforderungen ist. Zum Anderen ist mit Blick auf die Unterbringung der Wickeleinheit in dem in der Regel knappen Bauraum im Inneren des Gehäuses des Elektrogeräts von Nachteil, dass der antreibende Elektromotor notwendiger Weise außerhalb des Außenumfangs der Wickeltrommel angeordnet sein muss, so dass diese Lösung in der radialen Richtung der Kabeltrommel nachteilhaft groß baut.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Elektrogerät mit einer Wickeleinheit für das Stromversorgungskabel des Geräts, bzw. eine Wickeleinheit für das Stromversorgungskabel eines Elektrogeräts so auszubilden, dass weder Nachteile wie bei den üblichen mechanischen Antrieben mit Wickelfeder, noch die aufgezeigten Nachteile bei der aus der EP 2 078 490 A2 bekannten Lösung mit einem Elektromotor eintreten. Insbesondere soll die zu verwendende Wickeleinheit kostengünstig herstellbar und einfach montierbar sein, möglichst klein bauen und zudem zu einem hohen Benutzerkomfort führen.
Diese Aufgabe wird im Hinblick auf das Elektrogerät erfindungsgemäß durch ein die Merkmale des Schutzanspruchs 1 aufweisendes Gerät gelöst, nämlich durch ein Elektrogerät mit einer Wickeleinheit für das Stromversorgungskabel des Geräts, bei dem die Wickeleinheit eine elektrisch antreibbare Wickeltrommel aufweist, und zusätzlich die weiteren Merkmale, dass der Antriebsmotor für die Wickeltrommel innen im zentrischen Bereich der Wickeltrommel aufgenommen ist und dass die Motorwelle ohne Zwischenschaltung eines Getriebes als Direktantrieb auf die Wickeltrommel wirkt.
Im Hinblick auf die Wickeleinheit erfolgt die Lösung der gestellten Aufgabe durch eine die Merkmale des Schutzanspruchs 9 aufweisende Einheit, nämlich durch eine Wickeleinheit für das Stromversorgungskabel eines Elektrogeräts, bei der die Wickeleinheit eine elektrisch antreibbare Wickeltrommel aufweist, mit den weiteren Merkmalen, dass der Antriebsmotor für die Wickeltrommel innen im zentrischen Bereich der Wickeltrommel aufgenommen ist und dass die Motorwelle ohne Zwischenschaltung eines Getriebes als Direktantrieb auf die Wickeltrommel wirkt.
Ersichtlich ist mit der Erfindung der neue, im gattungsgemäßen Stand der Technik durch nichts vorgezeichnete Weg beschritten, einen ungesteuerten Elektromotor als Antrieb für die Wickeltrommel in deren zentrischem Bereich anzuordnen. Das führt zu einer besonders klein bauenden Wickeleinheit, die zudem einfach aufgebaut ist und kostengünstig hergestellt werden kann.
Die Unteransprüche 2 bis 8 betreffen vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Elektrogeräts nach Anspruch 1.
Mit den Schutzansprüchen 10 bis 16 sind vorteilhafte weitere Ausbildungen für die erfindungsgemäße Wickeleinheit nach Schutzanspruch 9 angegeben.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Rahmen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine schematisierte Darstellung wesentlicher Teile der Wickeleinheit (nicht gezeigt ist der Wickelmotor)
2 ein elektronisches Schaltbild

1 zeigt in einer zum Teil geschnittenen Seitenansicht und im auseinandergebauten Zustand die aus der Wickeltrommel 1 und dem Tragarm 4 mit der Traghülse 3 gebildete Wickeleinheit für das hier nicht gezeigte, auf der Wickeltrommel 1 motorisch auf- und händisch abwickelbare Kabel. Im Inneren der Traghülse 3 ist der hier nicht gezeigte Antriebsmotor für die Wickeltrommel 1 untergebracht. Er kann mittels die Traghülse 3 radial durchdringender Stifte in der Traghülse 3 fixiert werden.
Die Wickeltrommel 1 bildet in ihrem zentrischen Bereich eine hohlzylindrische Lagerfläche 2, mit der sie auf dem Außenumfang der Traghülse 3 drehbar gelagert ist. Die Wickeltrommel 1 ist axial auf die Traghülse 3 aufschiebbar. Am Ende der Aufschiebbewegung gelangen zwischen der Lagerfläche 2 und dem Außenumfang der Traghülse 3 wirkende Rastmittel 6 in Eingriff. Diese Rastmittel werden durch einen umlaufenden Bund an der Traghülse 3 und eine umlaufende Nut in der Lagerfläche 2 gebildet. Sie dienen zur axialen Lagesicherung der auf der Traghülse 3 drehbar angeordneten Wickeltrommel 1. Die Traghülse 3 kann, wie in 1 dargestellt, geschlitzt ausgeführt sein, um die für die Verrastung erforderliche Nachgiebigkeit in radialer Richtung zu ermöglichen. Der in der Traghülse 3 fixierte Antriebsmotor greift mit dem freien Endbereich seiner Motorwelle drehschlüssig in eine in der Zeichnung angedeutete Ausnehmung 5 der Trommelwand ein.
Der Antriebsmotor wird von einem Akku als Energiequelle gespeist. Die Motorwelle wirkt, insbesondere ohne Zwischenschaltung eines Getriebes, als Direktantrieb auf die Wickeltrommel 1. Der Motor benötigt keine elektrische Steuerung. Er ist mit einem Überlastschutz versehen.
Außerhalb der axialen Breite der Wickeltrommel 1 ist der Endbereich der Traghülse 3 fest mit einem Tragarm 4 verbunden. Der Tragarm 4 erstreckt sich in Radialrichtung der Traghülse 3 bis über den Außenumfang der Wickeltrommel 1 hinaus und ist mit seinem freien Endbereich 7 in den Bereich der axialen Breite der Wickeltrommel 1 hineinragend abgewinkelt. Dieser Endbereich 7 dient zur Befestigung der Wickeleinheit an einer Struktur des Elektrogeräts, insbesondere an dessen Gehäuse.
Es ist ersichtlich, dass die gesamte Wickeleinheit sehr kompakt baut und mit dem Elektrogerät zusammenwirkend nur einen geringen Bauraum benötigt.
Die Stromversorgung des Kabels erfolgt über zwei in der Figur mit 9 bezeichnete ringförmige Kupferbahnen an der Wickeltrommel1, die mit federbelasteten Kupferkontakten 8 am Tragarm 4 zusammenwirken. Beim Aufschieben der Wickeltrommel 1 auf die Traghülse 3 kommen die Kupferkontakte 8 mit den Kupferbahnen 9 in Leitungsverbindung.
Das elektronische Schaltbild der Wickeleinheit ist schematisch mit 2 dargestellt.
Die Elektronik besteht aus einer Platine 12, auf welcher die Ladeschaltung 13 bzw. der PTC (16) sowie die Anschlussklemmen zur Verbindung der externen Komponenten verbaut sind.
Die externen Komponenten sind ein Taster 10, ein Akku 11 sowie der Drehübertrager 14, welcher vorstehend mit den Kupferbahnen 9 und den Kupferkontakten 8 beschrieben ist.
Der Taster 10 schließt den Stromkreis. Somit wird der Aufwickelvorgang eingeleitet. Die Stopfunktion wird eingeleitet, sobald der Taster losgelassen wird.
Der PTC (16) ist eine Schutzeinrichtung für den Motor der Kabelrolle. Er verhindert eine Überlastung des Motors und schaltet das System energiefrei, sobald sich das Kabel z.B. verfängt oder der Taster noch betätigt wird, wenn das Kabel bereits eingezogen ist.
Der Akku 11 versorgt den Motor der Kabelrolle während des Einrollvorgangs mit elektrischer Energie. Aufgrund der kurzen Einschaltdauer kann ein kleiner Akku verwendet werden. Alternativ kann eine andere Stromquelle (z.B. eine Photozelle) den Akku unterstützen oder ersetzen.
Die Ladeschaltung 13 lädt den Akku 11 auf, sobald das Elektrogerät über das Kabel an die Steckdose angeschlossen wird.
Der Wickelmotor 15 treibt die Wickeltrommel 1 an und wickelt somit das Kabel auf. Er ist zentriert in der Wickeltrommel verbaut. Es kann ein Motor mit Getriebeübersetzung eingesetzt werden, der die benötigte Kraft überträgt. Denkbar ist aber auch ein Direktantrieb ohne Getriebeübersetzung.
Der Drehübertrager 14 dient zur mechanischen Entkopplung, um ein Verdrillen des Kabels zu verhindern und trotzdem kontinuierlich elektrische Energie zu übertragen. Zusammengefasst ist das hier beschriebene Kabelwickelsystem aus wenigen Teilen einfach, montagefreundlich und kosteneffizient konzipiert und mit den nötigsten Funktionen ausgestattet. Es kann für vielerlei Elektrogeräte, wie z.B. Staubsauger, Hochdruckreiniger oder sonstige kabelgebundene Geräte oder Maschinen eingesetzt werden. Darüber hinaus ist die wie beschrieben montierbare und antreibbare Wickeltrommel in einer anderen Dimensionierung auch für das Aufrollen von Schläuchen, Leitungen, Schnüren, Seilen sowie für weitere Anwendungen einsetzbar.
Bezugszeichenliste

1: Wickeltrommel
2: Lagerfläche
3: Traghülse
4: Tragarm
5: Ausnehmung
6: Rastmittel
7: Endbereich
8: Kupferkontakte
9: Kupferbahnen
10: Taster
11: Akku / Photozelle / sonstige Stromquelle
12: Platine
13: Ladeschaltung
14: Drehübertrager
15: Wickelmotor
16: PTC
17: Staubsaugermotor oder sonstiger Geräteantrieb
18: Kabel und Stecker zur Steckdose

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2078490 A2 [0005, 0007]

Claims

Elektrogerät mit einer Wickeleinheit für das Stromversorgungskabel des Geräts, wobei die Wickeleinheit eine elektrisch antreibbare Wickeltrommel (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor für die Wickeltrommel (1) innen im zentrischen Bereich der Wickeltrommel aufgenommen ist und dass die Motorwelle, insbesondere ohne Zwischenschaltung eines Getriebes, als Direktantrieb auf die Wickeltrommel wirkt.
Elektrogerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor ohne eine elektrische Steuerung ausgebildet ist.
Elektrogerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für den Antriebsmotor ein Überlastschutz vorgesehen ist.
Elektrogerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor mit einem Akku (11) als Energiequelle zusammenwirkt.
Elektrogerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickeltrommel (1) in ihrem zentrischen Bereich eine hohlzylindrische Lagerfläche (2) bildet, mit der sie drehbar auf einer Traghülse (3) gelagert ist, wobei die Traghülse in ihrem einen, außerhalb der axialen Breite der Wickeltrommel (1) liegenden Endbereich fest mit einem Tragarm (4) verbunden ist und wobei der die Wickeleinheit als Ganzes tragende Tragarm (4) mit einer Struktur des Elektrogeräts, insbesondere mit dessen Gehäuse, verbindbar ist.
Elektrogerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor für die Wickeltrommel (1) in der Traghülse (3) aufgenommen ist und dass ein Endbereich der Motorwelle drehschlüssig in eine Ausnehmung (5) der Trommelwand eingreift.
Elektrogerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickeltrommel (1) mit ihrer hohlzylindrischen Lagerfläche auf die Traghülse (3) axial aufschiebbar ist, dass zwischen der Lagerfläche (2) und dem Außenumfang der Traghülse (3) in Axialrichtung wirkende Rastmittel (6) vorgesehen sind und dass die verrastende Wirkung mit dem Ende der Aufschiebbewegung eintritt.
Elektrogerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragarm (4) sich in Radialrichtung der Traghülse (3) bis über den Außenumfang der Wickeltrommel (1) hinaus erstreckt und mit seinem freien, zur Verbindung mit einer Struktur des Elektrogeräts, insbesondere mit dessen Gehäuse, vorgesehenen Endbereich (7) in den Bereich der axialen Breite der Wickeltrommel (1) hineinragend abgewinkelt ist.
Wickeleinheit für das Stromversorgungskabel eines Elektrogeräts, bei der die Wickeleinheit eine elektrisch antreibbare Wickeltrommel (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor für die Wickeltrommel (1) innen im zentrischen Bereich der Wickeltrommel (1) aufgenommen ist und dass die Motorwelle, insbesondere ohne Zwischenschaltung eines Getriebes, als Direktantrieb auf die Wickeltrommel wirkt.
Wickeleinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor ohne eine elektrische Steuerung ausgebildet ist.
Wickeleinheit nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass für den Antriebsmotor ein Überlastschutz vorgesehen ist.
Wickeleinheit nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor mit einem Akku (11) als Energiequelle zusammenwirkt.
Wickeleinheit nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickeltrommel (1) in ihrem zentrischen Bereich eine hohlzylindrische Lagerfläche(2) bildet, mit der sie drehbar auf einer Traghülse (3) gelagert ist, wobei die Traghülse (3) in ihrem einen, außerhalb der axialen Breite der Wickeltrommel (1) liegenden Endbereich fest mit einem Tragarm (4) verbunden ist und wobei der die Wickeleinheit als Ganzes tragende Tragarm (4) mit einer Struktur des Elektrogeräts, insbesondere mit dessen Gehäuse, verbindbar ist.
Wickeleinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor für die Wickeltrommel (1) in der Traghülse aufgenommen ist und dass ein Endbereich der Motorwelle drehschlüssig in eine Ausnehmung (5) der Trommelwand eingreift.
Wickeleinheit nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickeltrommel mit ihrer hohlzylindrischen Lagerfläche (2) auf die Traghülse (3) axial aufschiebbar ist, dass zwischen der Lagerfläche (2) und dem Außenumfang der Traghülse (3) in Axialrichtung wirkende Rastmittel (6) vorgesehen sind und dass die verrastende Wirkung mit dem Ende der Aufschiebbewegung eintritt.
Wickeleinheit nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragarm (4) sich in Radialrichtung der Traghülse (3) bis über den Außenumfang der Wickeltrommel (1) hinaus erstreckt und mit seinem freien, zur Verbindung mit einer Struktur des Elektrogeräts, insbesondere mit dessen Gehäuse, vorgesehenen Endbereich (7) in den Bereich der axialen Breite der Wickeltrommel (1) hineinragend abgewinkelt ist.