DE3305616C2

DE3305616C2 -

Info

Publication number: DE3305616C2
Application number: DE19833305616
Authority: DE
Inventors: Klaus Ing.(Grad.) 5657 Haan De Hoffmann; Peter Dipl.-Ing. 5600 Wuppertal De Lucas
Original assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Current assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Priority date: 1983-02-18
Filing date: 1983-02-18
Publication date: 1990-10-18
Also published as: DE3305616A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vermeidung elektrostatischer Aufladungen bei mit Elektromotoren betriebenen Haushaltsgeräten ohne Erdleiter, insbesondere Staubsaugern, unter Ausnutzung der Spitzenionisation.

Ähnliche Vorrichtungen sind bei Staubsaugern zur Ableitung elektrostatischer Aufladungen in der Art bekannt, daß an denjenigen Stellen, an denen der Benutzer mit den Geräteteilen in Berührung kommt, ein metallischer Streifen in die Kunststoffteile, wie Handgriff, eingelegt wird, welcher mit den metallischen Bauteilen des Staubsaugers verbunden wird. Dies soll bezwecken, daß der Metallstreifen mit der menschlichen Hand in Berührung verbleibt und somit als Entladungsmittel bei elektrostatischer Aufladung von Kunststoffteilen dient (DE-OS 22 16 963).

Hierbei ist es jedoch nachteilig, daß die menschliche Hand und somit der gesamte Mensch sich ebenfalls auf dem gleichen elektrostatischen Potential befindet. Dadurch wird bewirkt, daß sich der Mensch in gleicher Form wie das elektrische Haushaltsgerät elektrostatisch auflädt, so daß er bei Berührung eines geerdeten Metallteils sich gegen Erde entlädt und somit der Funke gegen das geerdete Metallteil überspringt. Andersherum ausgedrückt, erfolgt die elektrostatische Entladung nicht mehr vom Haushaltsgerät zum Menschen hin, sondern vom Menschen zum geerdeten Ableiter, z. B. Wasserleitung, hin. Beide Entladungsformen sind für den Menschen gleich unangenehm. Des weiteren sind die genannten Spitzenionisatoren bekannt, die eine dünn zulaufende Spitze aufweisen und aus Blech- oder metallisierten Kunststoffstreifen bestehen. Hierbei sind Versteifungen eingebracht, die ein Knicken durch Überbeanspruchung verhindern und die Spitze beim Biegen ohne bleibende Deformation selbständig in die alte Form zurückführen (DE-OS 22 21 622). Derartige Ionisationsspitzen haben jedoch den Nachteil, daß sie in der Herstellung recht aufwendig und somit kostensteigernd sind. Außerdem können derartige Ionisationsspitzen bei der Montage von Haushaltsgeräten, die in der Regel am Fließband von angelerntem Personal durchgeführt wird, leicht beschädigt werden und somit den angestrebten Zweck nicht mehr erfüllen. Darüber hinaus sind die vorgeschlagenen Spitzen für große Maschinen gedacht, bei denen der Anschluß an einen geerdeten Ableiter mit Leichtigkeit erfolgen kann.

Hieraus resultierend ist in der Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zur Vermeidung elektrostatischer Aufladungen bei den genannten Haushaltsgeräten zu schaffen, bei welcher sich die elektrostatische Ladung soweit über das niederohmige Stromversorgungsnetz entlädt, daß sie für den menschlichen Körper unmerkbar wird.

Die hier gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwischen den sich aufladenden Geräteteilen und dem niederohmigen Betriebsnetz eine ionisierende, mit den aufgeladenen Geräteteilen in leitender Verbindung stehende Ableiteinrichtung angeordnet ist, die als eine in den vorionisierten Motorkollektorbereich ragende Ionisationsspitze ausgebildet ist.

Damit derartige Spitzen in Haushaltsgeräte in Fließfertigung eingesetzt werden können, ist es weiterhin vorteilhaft, wenn der Spitzenwinkel der Ionisationsspitze im Bereich zwischen 10° und 25° liegt. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gegeben, daß die Ableitvorrichtung als separates Bauteil am Elektromotor angebracht ist oder daß die Ableitvorrichtung materialeinheitlich am Elektromotor angeformt ist. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung für die Montagesicherheit der Ableitvorrichtung ist, daß die Ionisationsspitze in einem zweischaligen, die Spitze freilassenden Unterstützungsmantel angeordnet ist und daß der Abstand zwischen Ionisationsspitze und Kollektor gleich oder größer als 8 mm ist.

Eine derartige erfindungsgemäße Ausgestaltung hat den Vorteil, daß von seiten des Herstellers eine Ableitvorrichtung in derartige Geräte eingesetzt werden kann, die es ermöglicht, die bei der Benutzung von Haushaltsgeräten, insbesondere Staubsaugern, auftretende elektrostatische Aufladung soweit zum niederohmigen Betriebsnetz abzuleiten, daß für den Benutzer keine körperlichen Unannehmlichkeiten bemerkbar werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß sich die elektrostatische Aufladung kontinuierlich entlädt und durch die spezielle Gestaltung der Spitze nicht über einen für den Menschen unangenehmen Wert ansteigt.

Darüber hinaus ist es weiterhin vorteilhaft, daß die Spitze herstellungsgemäß montiert wird und nicht von unkundigem Personal im aufgeladenen Zustand berührt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 den Schnitt durch ein schematisch dargestelltes Haushaltsgerät in Form eines Handstaubsaugers, bei dem die elektrostatische Entladung vom Gerät auf die Hand des Benutzers erfolgt,

Fig. 2 die schematische Darstellung eines Handstaubsaugers mit der Ableitvorrichtung, wobei die Anordnung der Ableitvorrichtung als Einzelteil in vergrößertem Maßstab dargestellt ist,

Fig. 3 die Draufsicht auf einen Ausschnitt der Fig. 2, in welcher die Ableitvorrichtung relativ zum Kollektor des Elektromotors dargestellt ist.

Nach Fig. 1 wird vom Bodenbelag 9 der Schmutz durch das Staubsaugermundstück 10 angesaugt und sodann mittels der Motorgebläseeinheit 11 in den nachgeschalteten Filter 12 befördert. Hierdurch entsteht - siehe Fig. 2 - zwischen der durchströmenden, staubbeladenen Saugluft L und den Kunststoffteilen 13 eine Ladungstrennung, so daß hierbei elektrostatische Spannungen von ca. 10 kV-15 kV auftreten können.

Die hierbei auftretenden positiven Ladungen verbleiben am Kunststoffgehäuse, wohingegen sich die staubhaltige Luft negativ auflädt. Durch Influenz werden diese negativen Ladungen auf die metallischen, jedoch isoliert angeordneten Bauteile 1, wie z. B. den Stiel 14, übertragen und für den Benutzer 15 berührbar gemacht.

Erfolgt eine Berührung, so entsteht ein Potentialausgleich durch einen Überschlag vom Leiter auf den menschlichen Körper bzw. auf den Ableiter 16, der sich in Form eines Schlages unangenehm bemerkbar macht.

Nach Fig. 2 und 3 wurde das an sich bekannte Prinzip der Spitzenionisation benutzt, um die Ladungen an das Stromnetz konstant abzugeben und somit die Überschlagsspannung zu vermeiden.

Hierzu wird der metallische Stiel 14 leitend mit einer Ableiteinrichtung 3 verbunden, die als metallische Spitze 5, welche in den Kollektorraum 4 des Elektromotors 17 reicht, ausgebildet ist. Bekanntlich wählt man bei Spitzenionisation eine möglichst dünne Spitze, deren Spitzenradius sich nach der Gleichung

verhält, um diese Spitze auch noch wirtschaftlich für Massengüter fertigen zu können. In dieser Gleichung bedeuten:

U₀ = elektrost. Spannung durch Reibung
E = Durchschlagsspannung gegen Luft
α₁ = halber, fertigungsbedingter Spitzenwinkel 6.

Hieraus resultiert der von der Fertigung abhängige günstigste Spitzenwinkel, der für die zulässige Spannung den kleinsten vergleichbaren Kugelradius und damit die größte Ionisation ergibt. Darüber hinaus herrscht im Raum um den Kollektor 18 eines Elektromotors 17, bedingt durch das Bürstenfeuer, bereits eine ionisierte Zone, die das Ableiten der unzulässig hohen Spannung kontaktlos in das spannungsführende Netz 2 unterstützt, da die Kohlebürsten direkt über das Zuleitungskabel 19 mit dem Stromnetz 2 verbunden sind.

Claims

1. Vorrichtung zur Vermeidung elektrostatischer Aufladungen bei mit Elektromotoren betriebenen Haushaltsgeräten ohne Erdleiter, insbesondere Staubsaugern, unter Ausnutzung der Spitzenionisation, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den sich aufladenden Geräteteilen (1) und dem niederohmigen Betriebsnetz (2) eine ionisierende, mit den aufgeladenen Geräteteilen in leitender Verbindung stehende Ableiteinrichtung (3) angeordnet ist, die als eine in den Motorkollektorbereich (4) ragende Ionisationsspitze (5) ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzenwinkel (6) der Ionisationsspitze (5) im Bereich zwischen 10° und 25° liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitvorrichtung (3) als separates Bauteil am Elektromotor angebracht ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitvorrichtung (3) materialeinheitlich am Elektromotor angeformt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionisationsspitze (5) in einem zweischaligen, die Spitze (7) freilassenden Unterstützungsmantel (8) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Ionisationsspitze (5) und Kollektor (18) gleich oder größer als 8 mm ist.