DE2910832A1 - VACUUM CLEANER WITH ELECTRONIC CONTROL DEVICE - Google Patents
VACUUM CLEANER WITH ELECTRONIC CONTROL DEVICEInfo
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Description
Patentanwälte
Dipl.-Ing, V, Eeyer
Dipl.-Wirtsch,-Ing, B, JochemPatent attorneys
Dipl.-Ing, V, Eeyer Dipl.-Wirtsch, -Ing, B, Jochem
c_Frankfurt_ai^:_Main S tauf ans traße_36_c_Frankfurt_ai ^: _ Main S tauf ans street_36_
aaini.: Aktiebolaget Llectroluxaaini .: Aktiebolaget Llectrolux
Luxbacken 1Lux baking 1
S-1o5 45 Stockholm/SchwedenS-1o5 45 Stockholm / Sweden
Staubsauger reit elektronischer Regeleinrichtung.Vacuum cleaner riding electronic control device.
Die Lrfinaung betrifft einen Staubsauger mit einem Llentromctor antreibbaren Gebläse zur·; Transport staubbeladener Luft von einem Saugr.uinastück über aina Saugleitung zu einem Staubsanonler innerhalb des Staubsaugers, wobei vorzugsweise eine elektronische Steuereinrichtung in den Stromkreis des Elektromotors eingeschaltet ist.The connection concerns a vacuum cleaner with a Llentromctor drivable fan for ·; Transport of dust-laden air from a suction tube via aina suction line to a dust cleaner inside the vacuum cleaner, preferably an electronic control device in the circuit of the electric motor is switched on.
Ls ist bekannt, in dem Staubsauger die Anzahl der Motorumdrehungen unter sich verändernden Betriebsbedingungen dergestalt automatisch zu regeln, daß ein im wesentlichen konstanter Luftdurchsatz durch das Saugmundstück erhalten wird. Dies kann beispielsweise durch Messen des Druckabfalls an einer, konstanten Luftwiderstand irgendwo im Saugkanal geschehen. Der Zweck dieses Verfahrens besteht darin, die Motordrehzahl derart automatisch herabzusetzen, daß ein bestimmter Luftdurchsatz nicht überschritten wird, beispielsweise wenn das Saugmundstück von dar zu bearbeitenden Fläche abgehoben wird. Auf diesem Wege wird ein leiser arbeitender Staubsauger erhalten, Es ist auch bekannt, einen Staubsauger mit einer Einrichtung zur manuellen EinstellungLs is known in the vacuum cleaner the number of engine revolutions to regulate automatically under changing operating conditions in such a way that a substantially constant Air flow is obtained through the suction mouthpiece. This can be done, for example, by measuring the pressure drop at a constant air resistance somewhere in the suction channel. The purpose of this method is to automatically reduce the engine speed so that a certain air throughput is not exceeded, for example when the suction nozzle is to be processed Surface is lifted off. In this way a quieter working vacuum cleaner is obtained. It is also known to have one Vacuum cleaner with a device for manual adjustment
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des Bereichs zu versehen, innerhalb dessen der Luftdurchsatz aufrecht zu erhalten ist.the area within which the air flow is to be maintained.
Der I.achteil dieses Verfahrens besteht darin, daß beimThe disadvantage of this method is that the
dar Säubern beispielsweise dicker Teppiche unterdruck im Saugluundstück sehr schnell ansteigt, was dazu führen kann, daß das Saugir.undstück sich an der zu reinigenden Oberfläche fest saugt und der Bewegungswiderstand außergewöhnlich hoch wird. Weiterhin können beim Saugen von beispielsweise Vorhängen oder ähnlichen Materialien diese in das Mundstück ir.it der möglichen Folge einer Beschädigung oder Zerstörung hineingesaugt werden. Um dies zu verhindern, ist es bekannt, eine öffnung beispielsweise im Saugschlauch des /vpparats zur herabsetzung des Unterdrucks und damit der Luftgeschwindigkeit vorzusehen, die manuell freigelegt werden kann, um die Uiv.gehungsluft zur saugseite des Staubsaugers anzuzapfen, so daß die Luftgeschwindigkeit im Mundstück vermindert wird. Alternativ herzu können Widerstände im elektrischen Stauerkrais des Motors vorgesehen sein, die zur Verminderung des Unterdrücke und damit der Motorausgangsleistung eingeschaltet wercen. In den meisten Fällen erfolgt dies stufenweise durch liandbetätigung, und eine automatische Steuerung der Motorausgangsleistung für unterschiedliche Eetriebsbedingungen ist nicht ir.öglich.For example, when cleaning thick carpets, negative pressure in the suction nozzle increases very quickly, which can lead to the suction nozzle adhering to the surface to be cleaned and the resistance to movement becoming exceptionally high. Furthermore, when vacuuming curtains or similar materials, for example, these can be sucked into the mouthpiece with the possible consequence of damage or destruction. To prevent this, it is known that the / vpparats provide an opening for example in the suction hose in order to reduce the negative pressure and hence the air velocity, which can be freely set manually to the Uiv.gehungsluft to s augseite of the vacuum cleaner to tap so that the air velocity in the Mouthpiece is reduced. As an alternative, resistors can be provided in the electrical accumulator circuit of the motor, which are switched on to reduce the negative pressure and thus the motor output power. In most cases this is done in stages by means of line actuation, and automatic control of the motor output power for different operating conditions is not possible.
Aufgabe der Lrfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine einfache und selbstätige Anpassung der. Motordrehzahl an verschiedene Betriebsbedingungen zu schaffen.The task of the invention is to avoid these disadvantages and easy and automatic adjustment of the. Engine speed to create different operating conditions.
Lrfindungsgexaäß wira diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in oeir. Staubsauger Mittel vorgesehen sind, die sowohl auf den Unterdruck als auch den Druckabfall in der Luftführung dergestalt ansprechen, daß ein vorbestimmter Wert des Unterdrucks und des Luftdurchsatzes nicht überschritten wird.Lrfindungsgexaäß this problem is solved in that in oeir. Vacuum cleaner means are provided that both on the Negative pressure as well as the pressure drop in the air duct respond in such a way that a predetermined value of the negative pressure and the air flow rate is not exceeded.
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Vorteilhafte /Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous / refinements of the invention result from the subclaims.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend näher erläutert. Es zaigen:A preferred embodiment of the invention is described below explained in more detail. Show it:
Fig. 1 in schairatischer Darstellung eine teilweise geschnittene Draufsicht auf einen Staubsauger,Fig. 1 in a schematic representation a partially sectioned Top view of a vacuum cleaner,
Fig. 2a, b den Vertikalschnitt bzw. die perspektivische Darstellung einer Einzelheit aus Fig. 1,2a, b the vertical section and the perspective Representation of a detail from Fig. 1,
Fig. 3 das elektrische Schaltbild einer elektronischen Steuerung für den Staubsaugern^tor,Fig. 3 is the electrical circuit diagram of an electronic control for the vacuum cleaners ^ gate,
Fig. 4 ein Unterdruck-Luftdurchsatz-Diagramm des Staubsaugars und4 shows a vacuum / air throughput diagram of the vacuum cleaner and
Fig. 5 ein Mctorleistungs- Luftdurchsatz-Diagramm des Staubsaugers.Fig. 5 is a power performance air throughput diagram of the Vacuum cleaner.
Der i.a Fig. 1 scher.atisch dargestellte Staubsauger 1o hat ein Gehäuse 11 r.iit einem GoL-las2 12 und einem Elektromotor 13, cie eine Motorgebläseeinheit bilden. Ini Saugraum des G-ahäuses 11 befindet sich ein auswechselbarer oder auf sonstige Weise entleerbarer Staubsammler 14, der über eine Saugleitung 15 in Gestalt eines Saugsehlauchs rn.it einem Saugn.unastück 16 in Verbindung steht, das mittels eines einen Teil der Saugleitung bildenden Uandrohrs 19 über die zu reinigende Oberfläche bewegbar ist.The vacuum cleaner 1o, shown schematically in Fig. 1, has a housing 11 with a GoL-las2 12 and an electric motor 13, which form a motor fan unit. In the suction chamber of the housing 11 there is an exchangeable or otherwise emptied dust collector 14, which is connected via a suction line 15 in the form of a suction hose to a suction tube 16, which is connected to a suction tube 19 which forms part of the suction line is movable over the surface to be cleaned.
U»nn die Motorgebläseeinheit eingeschaltet ist, baut sich iir, Saugkanal 15 und dem Staubsammler 14 ein Unterdruck auf, dar hauptsächlich von der Art der zu bearbeitenden Oberfläche abhängig ist. Die staubbsladene Luft wird im Staub-When the motor fan unit is switched on, it builds up iir, suction channel 15 and the dust collector 14 a negative pressure, mainly depends on the type of surface to be processed. The dust laden air is in the dust
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sairjnler 14 vom Staub befreit, strömt durch das Gebläse 12 und can Motor 13, um letzteren zu fühlen,und verlässt den staubsauger durch eine Auslaßöffnung 17. Eine Abdeckungsairjnler 14 freed from dust, flows through the fan 12 and can motor 13 to feel the latter and leave the vacuum cleaner through an outlet port 17. A cover
18 un.sciiließt den Motor 13 auf der Auslaßseite, um in weiter unten beschriebener Weise einen konstanten Luftwiderstand zu bilden, an welchem ein Druckabfall p3 gemessen wird.18 un.sciiliess the engine 13 on the outlet side in order to form a constant air resistance in the manner described below, at which a pressure drop p 3 is measured.
Fig. 2a und b zeigt im Vertikalschnitt bzw. in perspektivischer Darstellung einen Teil des Uandrohrs 19 rait einem in dessen lichten Querschnitt verschiebbaren Drosselschieber 2o, der mittels einer Handhabe 21 von der Außenseite des Handrohrs2a and b shows a part of the Uand tube 19 in a vertical section and in a perspective representation, respectively clear cross-section displaceable throttle slide 2o, which by means of a handle 21 from the outside of the hand tube
19 be.tätigbar ist.19 can be activated.
In Fig. 3 ist das elektrische Schaltbild der Steuerung des Gebläserotors 13 dargestellt. Der Motor 13 ist ir.it seinen Stäncerwicklungen 13a und 13b und seiner dazu in Reihe liagencen Läuferwicklung 13c an eine Kechselstromquelle anschließbar. In der Reihenschaltung dieser Wicklungen befinden sich außerdem ein elektronischer Schalter in Gestalt eines Iriac TR mit einem dazu parallel liegenden spannungsabhungigen Widerstand VDR zum Schutz des Triac gegen SchaItüberspannungan. Der Triac TR wird über einen Diac D über einen automatischen Steuerkreis 22 gesteuert, der in an sich bekannter Weise zwei Kondensatoren C, und C2 mit einem dazwischen liegenden Widerstand R_ enthält. Ferner befinden sich in dem Steuerkreis 22 ein Schutzwiderstand PTC mit positiver Temperaturcharakteristik, der von der Motortemperatur eineinflussbar ist, sowie ein weiterer Strombegrenzungswiderstand RE· Der übrige Teil des Steuerkreises 22 wird in Verbindung mit der nachstehenden Beschreibung näher erläutert.In Fig. 3, the electrical circuit diagram of the control of the fan rotor 13 is shown. The motor 13 can be connected to an alternating current source via its stator windings 13a and 13b and its rotor winding 13c, which are arranged in series with it. In the series connection of these windings there is also an electronic switch in the form of an Iriac TR with a parallel voltage-dependent resistor VDR to protect the triac against switching overvoltage. The triac TR is controlled via a diac D via an automatic control circuit 22 which, in a manner known per se, contains two capacitors C and C 2 with an intermediate resistor R_. In addition, the control circuit 22 contains a protective resistor PTC with positive temperature characteristics, which can be influenced by the motor temperature, and another current limiting resistor R E · The remaining part of the control circuit 22 is explained in more detail in connection with the following description.
Der Unterdruck p.. in der Saugleitung 15 betätigt über eine nicht gezeigte Messleitung und eine Membran einen in Fig. 3 mit P12 bezeichneten Kontakt, der mit Hilfe eines parallel ' dazu geschalteten Widerstands R^2 dafür sorgt, daß der DruckThe negative pressure p .. operated in the suction pipe 15 via a not-shown test lead and a membrane a in Fig. 3 with P designated contact 12, which provides by means of a parallel 'to the switched resistor R ^ 2 for the fact that the pressure
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ir». Eaugkanal 15 einen vorbestimmten Wert von beispielsweise 6oor.jr; WS nicht übersteigt. In äem Diagramm nach Fig. 4 ist cieser konstante Unterdruck durch eine durchgezogene Linie P12 veranschaulicht, welche parallel zur Abszisse verläuft, auf welcher der Luftdurchsatz in in /min, aufgetragen ist. In Fig. 4 ist noch ein weiterer konstanter Unterdruck p13 von beispielsweise 11oo rrn· WS mit einer strichpunktierten Linie eingezeichnet, der auf ähnliche Weise durch einen vor Unterdruck in der Saugleitung betätigbaren Schaltkontakt P-, und einen Widerstand R.., eingestellt werden kann, je nach cor.., ob ein Schalter S auf "Korn" oder "Max" eingestellt ist. Je nach der Stellung des Schalters S wird also c-^r n.axir.iale Unteruruck auf 8oo bzw. Iloo mm WS begrenzt, inuir. ui-3 darüber liegenden gestrichelten Abschnitte d^r Lntrjrcruck-Luftdurchsatz-Kennlinien a für leeren Leutel L für etwa halb gefüllten Leutel c für vollen Leutel abgeschnitten werden. Auf diese Weise v/ird der Kachteil vermieden, daß sich das Saugmundstück an dichten Teppichen ir.it der Folge eines außerordentlich hohen Bewegungswiderstandes festsaugt. L'in weiterer Vorteil besteht darin, daß der Füllungsgrad des Staubsammlers durch Verminderung der durchschnittlichen Luftstrongeschwindigkait und des Druckabfalls an der Wandung des Staubsammlers vergrößert v/erden kenn.ir ». Eaugkanal 15 has a predetermined value of, for example, 6oor.jr ; WS does not exceed. In the diagram according to FIG. 4, this constant negative pressure is illustrated by a solid line P 12 , which runs parallel to the abscissa on which the air throughput in in / min is plotted. In Fig. 4, a further constant negative pressure p 13 of, for example, 11oo rrn · WS is shown with a dash-dotted line, which can be set in a similar manner by a switching contact P- and a resistor R .., which can be actuated before the negative pressure in the suction line , depending on cor .. whether a switch S is set to "Korn" or "Max". Depending on the position of the switch S, c- ^ r n.axir.iale Unteruruck is limited to 8oo or Iloo mm WS, inuir. ui-3 overlying dashed sections of the internal pressure-air throughput characteristic curves a for empty bags L for approximately half-full bags c for full bags are cut off. In this way, the tile part prevents the suction nozzle from sticking to dense carpets, with the result of an extremely high resistance to movement. Another advantage is that the degree of filling of the dust collector can be increased by reducing the average air flow velocity and the pressure drop on the wall of the dust collector.
Zusätzlich zu dar Steuerung des Lnterdrucks enthält die elektronische Schaltung des erfindungsgamäßen Staubsaugers zv/ei ir.it P31 unc !> in Fig. 3 bezeichnete Kontakte, die parallel zu Widerständen R,.. und R32 liegen. Diese Kontakte werden von dem Druckabfall an einem konstanten LuftwiderstanG irgendwo im Ströruungsweg der Luft betätigt, beispielsweise dem Druckabfall an der die Auslaßseite des Motors 13 umschließenden Kappe 18 (Fig. 1), so daß der Luftdurchsatz einen vorbestimmten Wert von beispielsweise 1,4 m /min, nicht übersteigt. Wenn beispielsweise das Mundstück vom Eoden abge-In addition to constitute the control Lnterdrucks contains the electronic circuit of the vacuum cleaner erfindungsgamäßen zv / ei ir.it P 31 unc!> In Fig. 3 and designated contacts, which are parallel to resistors R .. and R 32. These contacts are actuated by the pressure drop at a constant air resistance somewhere in the flow path of the air, for example the pressure drop at the cap 18 (Fig. 1) surrounding the outlet side of the motor 13, so that the air flow rate has a predetermined value of, for example 1.4 m / min, does not exceed. For example, if the mouthpiece is removed from the
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heben v/ird, wird auf diese Waise die Motordrehzahl mit Hilfe der ι. ic erstände R31 und R32 vermindert, indem oiese Widerstände in den Steuerkreis mit Hilfe der Kontakte P.,- und P32 eingeschaltet v;erden. Diese automatische Verminderung der Kotorausgangsleistung von beispielsweise 800 auf 600 Watt bringt es mit sich, dal?- der Staubsauger unter diesen Betriebsbedingungen leiser läuft.lift v / ird, the engine speed is controlled in this way with the help of the ι. The resistances R 31 and R 32 are reduced by connecting these resistors to the control circuit with the help of contacts P., - and P 32 . This automatic reduction of the motor output power from, for example, 800 to 600 watts means that the vacuum cleaner runs more quietly under these operating conditions.
Die automatische Steuerung arbeitet wie folgt:The automatic control works as follows:
Kit aar, Schalter S in der Stellung "Norm" arbeitet der Staubsauger auf einer bestimmten Oberfläche mit konstanter Unterdruck p12 von Sco mm U1S in der Saugleitung 15, d.h. längs der curchgezoganen Linie p12 in Fig. 4. Falls es beispielsweise b-jrin. Absaugen von leichten Materialien wie Vorhängen erforuc.rlich ist, kann der Luftdurchsatz mit Hilfe des Drossulschiebars 2o stufenlos auf einen für diese /Arbeitsbedingungen geeigneten Wert vermindert werden. Dies geschieht vollständig ohn= elektrische oder pneumatische Signalverbindungen zwischen cur liotor una dtm Saugmund stück und mit einer automatischen Verstellung während des betriebs, d.h. der eingestallte Unterdruck, in dieser. Fall 800 mm WS v/ird konstant gehalten. Die gleichen Verhältnisse treten natürlich auch bei der Stellung des Schalters S auf "Max" in Fig. 3 auf. Der einzige Unterschieu besteht dann in dem maximalen Unterdruck von "Mo mm KS. Mit dem vom Drosselschieber vollständig gedrosselten Luftstrom ist die Ausgangsleistung des Motors auf einen Wert etwas überhalb 3oc W im.Dergleich zu angenähert 7oc W in einem Betriebszustand ohne elektronische Steuerung gedrosselt, wie aus Fig. 5 hervorgeht.Kit aar, switch S in the "Norm" position, the vacuum cleaner works on a certain surface with a constant negative pressure p 12 of Sco mm U 1 S in the suction line 15, ie along the solid line p 12 in FIG. 4. If, for example, b -jrin. Suction of light materials such as curtains is necessary, the air throughput can be continuously reduced to a value suitable for these / working conditions with the help of the throttle slide bar 2o. This is done completely without electrical or pneumatic signal connections between the cur liotor and the suction nozzle and with an automatic adjustment during operation, ie the negative pressure in this. Fall 800 mm WS v / is kept constant. The same conditions naturally also occur when the switch S is set to "Max" in FIG. The only difference then consists in the maximum negative pressure of "Mo mm KS. With the air flow completely throttled by the throttle slide, the output power of the engine is throttled to a value a little over 3oc W im. The same to approximately 7oc W in an operating state without electronic control, such as from Fig. 5 emerges.
Für einen bestimmten minimalen Luftdurchsatz von beispiels-For a certain minimum air throughput of for example
3
v/eise o,3 m /min, kann ein weiterer Kontakt P33 in der
Schaltung vorgesehen sein, der den Haltekreis in Fig. 3 unterbricht und den Motor stillsetzt. Ein zweiter Kontakt P^-3
v / otherwise 0.3 m / min, a further contact P 33 can be provided in the circuit, which interrupts the hold circuit in FIG. 3 and stops the motor. A second contact P ^ -
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gehört zuiu Haltekreis. Der Kontakt P11 ist parallel zu einem Widerstand R 1 geschaltet und bringt das Hochlaufen des Motors bei niedriger Lingangsleistung zustande. Hat der Unteraruck p. für einen bestimmten Füllungsgrad des Staubsammlers einan bestimmten Wert von beispielsweise 15o rein WS erreicht, unterbricht dar Kontakt P11 den Motorstrom, und der Motor wird stillgesetzt.belongs to the holding circle. The contact P 11 is connected in parallel with a resistor R 1 and brings about the start-up of the motor at low input power. Has the lower back p. For example, if a certain value of 15o purely WS is reached for a certain degree of filling of the dust collector, the contact P 11 interrupts the motor current and the motor is stopped.
!(.ie bereits erwähnt, besteht der größte Vorteil bei dem srf indungsgeiaäßen Staubsauger darin, daß der Luftdurchsatz fortgesetzt ohne das Erfordernis einer Abschaltung der elektronischen Steuerung vom Unterdruck im Saugkanal gesteuert werden kann. Dies geschieht durch einfache Bewegung des Schiebers air Landrohr ohne das L'rfordarnis besonderer elektrischer Leitungen oder Verbindungen zwischen dem Mundstück und dem Staubsauger. ! (As already mentioned, the greatest advantage of the original vacuum cleaner is that the air throughput can be continued without the need to switch off the electronic control of the vacuum in the suction channel. This is done by simply moving the air Landrohr slide without the L ' Requirement of special electrical lines or connections between the mouthpiece and the vacuum cleaner.
AnsprücheExpectations
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909839/09H909839 / 09H
BAD ORiGiNALBAD ORiGiNAL
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