DE8704717U1

DE8704717U1 - Brushless industrial vacuum cleaner

Info

Publication number: DE8704717U1
Application number: DE8704717U
Authority: DE
Original assignee: Zubler Geraetebau 7910 Neu-Ulm De GmbH
Current assignee: Zubler Geraetebau 7910 Neu-Ulm De GmbH
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1987-03-31
Publication date: 1988-02-25

Description

Die Erfindung betrifft ein Sauggerät, insbesondere einen transportablen Industriesauger nach den Oberbegriffliehen Merkmalen des Anspruchs 1.The invention relates to a suction device, in particular a portable industrial vacuum cleaner according to the preamble features of claim 1.

Derartige Sauggeräte, wie sie vor allem in der Klimatechnik und in der Staubentsorgungstechnik zur Erzeugung eines Saug— bzw. bei entsprechender Umkehrung Druckluftstroms eingesetzt werden, wurden bisher mit drehzahlgesteuerten Gleichstrommotoren oder mit Wechselstrommotoren angetrieben. Die Lebensdauer dieser Motoren ist aufgrund des Verschleißes am Stromwender und an den Kohlebürsten begrenzt, insbesondere bei den hohen Drehzahlen, die für eine hohe Luftleistung der Sauggebläse nötig sind.Such suction devices, which are used primarily in air conditioning and dust disposal technology to generate a suction or, when reversed, compressed air flow, have previously been driven by speed-controlled direct current motors or alternating current motors. The service life of these motors is limited due to wear on the commutator and carbon brushes, especially at the high speeds required for high air output from the suction fans.

Zur Verbesserung der Wartungsfreiheit wurde deshalb schon vorgeschlagen, als Antrieb für die Sauggeräte einen Drehstrommotor, insbesondere einen Asynchronkurzschlußläufer (sog. Dauerläufermotor) vorzusehen, dessen Drehzahlverstellung durch ein Frequenzumformgerät erfolgt. Der Frequenzumformer wurde stationär oder in einem eigenen Gerätegehäuse mit zugeordnetem Kühlluftgebläse betrieben, da die Frequenzleistungsbauteile eine hohe Wärmeentwicklung aufweisen.In order to improve the freedom from maintenance, it has already been proposed to use a three-phase motor, in particular an asynchronous squirrel-cage motor (so-called continuous-running motor), as the drive for the suction devices, the speed of which is adjusted by a frequency converter. The frequency converter was operated stationary or in a separate device housing with an associated cooling air fan, since the frequency power components generate a lot of heat.

Nachteilig bei der letztgenannten Ausführung ist der erhöhte Trsnsportaufwand, wenn z.B. beim Reinigen von Hallen das Sauggerät und das Frequenzumformgerät gesondert nacheinander bzw. durch zwei Bedienpersonen gleichzeitig bewegt werden müssen. Zudem sind bei dieser Anwendung für beide Geräte große Kabellängen für die Verbindung zum Netz notwendig. Weiterhin ist von Nachteil, daß neben dem Antriebsmotor für das Sauggerät und dessen Gebläse für die Kühlung des Frequenzumformers ein weiterer Kühlmotor und die damit verbundene Installation nötig ist. Damit weist das Umformgerät insbesondere bei größeren Antriebsleistungen bedeutend größere Abmessungen als das Sauggerät selbst auf.The disadvantage of the latter version is the increased transport effort, if, for example, when cleaning halls, the suction device and the frequency converter have to be moved separately one after the other or by two operators at the same time. In addition, in this application, long cable lengths are required for both devices to connect them to the mains. Another disadvantage is that in addition to the drive motor for the suction device and its fan for cooling the frequency converter, another cooling motor and the associated installation are required. This means that the converter has significantly larger dimensions than the suction device itself, especially with higher drive power.

Demzufolge liegt der Neuerung die Aufgabe zugrunde, ein Sauggerät der obengenannten Art zu schaffen, daß bei verschleißfreiem, drehzahlregelbaren Antrieb eine leichte Handhabung beim Transport und einen geringen Bau- und Raumaufwand für die Kühlung der Umformerelektronik ermöglicht.The innovation is therefore based on the task of creating a suction device of the type mentioned above that, with a wear-free, speed-adjustable drive, enables easy handling during transport and a low construction and space requirement for cooling the converter electronics.

Diese Aufgabe wird eifindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1.

In vorteilhafter Weise wird durch diese Anordnung der Saugluftstrom bzw. der meist ohnehin vorhandene Kühlluftstrom für den Antriebsmotor gleichzeitig zur Kühlung der Umformerelektronik ausgenützt. Damit ist für die gesamte Antriebsanordnung des Gebläses und die Kühlung des Umformers lediglich nur noch ein Elektromotor nötig. Dadurch ist der Einbau äes Umformersteuerteils in das Sauggerät in platzsparender Weise möglich, sodaß sich neben der Einsparung eines gesonderten KUhlmotors ein beträchtlich verringerter Bauaufwand, insbesondere bei der Verkabelung ergibt. Das hieraus resultierende Kompaktgeräc ist leicht transportabel und im Betrieb als Eingehäusegerät einfach handhabbar, sowie durch die geringen Einbaumaße und die Wartungsfreiheit durch den drehzahl regelbaren Drehfaldmotor als Oirektantriebsmetor ohne zusätzliche Übersetzunggetriebe vorteilhaft in Absauganlagen, bei EntlUftungsanlagen und pneumatischen Förder- und Abfüllanlagen, einsetzbar«This arrangement advantageously uses the suction air flow or the cooling air flow that is usually available anyway for the drive motor to cool the converter electronics. This means that only one electric motor is required for the entire drive arrangement of the fan and the cooling of the converter. This makes it possible to install the converter control part in the suction device in a space-saving manner, so that in addition to saving on a separate cooling motor, construction costs are considerably reduced, particularly in terms of cabling. The resulting compact device is easy to transport and easy to handle in operation as a single-housing device. Thanks to its small installation dimensions and the lack of maintenance thanks to the variable-speed rotary motor, it can be used as a direct drive motor without additional transmission gears, which makes it ideal for use in suction systems, ventilation systems and pneumatic conveying and filling systems.

Weiterhin ist von Vorteil, daß die Kühlung des Umformersteuerteils unmittelbar alt dem Betrieb des Sauggerätes gekoppelt ist, sodaß ein gesondertes Einschalten des Umformers und dessen Kühliitotors entfallt. Dadurch wird einöAnother advantage is that the cooling of the converter control unit is directly coupled to the operation of the suction device, so that there is no need to switch on the converter and its cooling motor separately. This

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häufige Fehlerursache ausgeschaltet, da bei gesondertem Umformgerät Und damit getrenntem Kühlmötör bei dessen Defekt die Ümförmerelektrönik vom Benutzer häufig Unbemerkt thermisch Überlastet würde< Dahingegen wird beim Anmeldegegeri-Btand die kühlung durch das Sauggebläse bzw* KÜhlgeblase auf dem einzigen Antriebsmotor bei dessen Betrieb automatisch sichergestellt*A common cause of error is eliminated, since with a separate converter and thus separate cooling motor, if the latter fails, the converter electronics would often be thermally overloaded without the user noticing. In contrast, with the registration device, cooling is automatically ensured by the suction fan or cooling fan on the only drive motor when it is in operation.

Zudem werden durch die Ausbildung als Eingehäusegerät Bedienungsvorteile erreicht. So kann z.B. eine Drehzahlverstellung für unterschiedliche Absaugbedingungen am Sauggerät direkt vorgenommen werden und die Bedienperson muß nicht mehr zum abseits stehenden Umforgerät laufen.In addition, the design as a single-housing device offers operating advantages. For example, the speed can be adjusted directly on the suction device for different suction conditions and the operator no longer has to walk to the converter located at a distance.

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Fig. 1 einen Schnitt durch einen Industriestaubsauger mit der angedeuteten LuftstromfUhrung für Antriebsmotor- und UmformerteilkühlungFig. 1 a section through an industrial vacuum cleaner with the indicated air flow guide for drive motor and converter part cooling

In Fig. 1 ist der kollektorlose Drehfeldantriebsmotor mit 1 bezeichnet, der die beiden Gebläseräder 2 und 3 antreibt. Das GeMäserad 2 erzeugt den Säüglüftstrom 4 und das Gebläserad 3 den Kühlluftstrom 5, dessen Verlauf von seiner Einlaßöffnung 6 in Gehäuse 7 über daa Umformersteuerteil 8 und den Antriebsmotor i zur Ausblasöffnung 9 strichpunktiert eingezeichnet ist.In Fig. 1, the commutatorless rotating field drive motor is designated 1, which drives the two fan wheels 2 and 3. The fan wheel 2 generates the air flow 4 and the fan wheel 3 generates the cooling air flow 5, the course of which from its inlet opening 6 in the housing 7 via the converter control part 8 and the drive motor 1 to the blow-out opening 9 is shown in dash-dot lines.

Der Verlauf des Saugluftstroms 4 von seiner Ansaugstelle 10 über den Reinigungsfilter 11 mit hier vorgeschaltetem Zyklon 12 und dem Gebläserad 2 zur Austrittsöffnung 13 ist strichliniert dargestellt. The course of the suction air flow 4 from its intake point 10 via the cleaning filter 11 with the cyclone 12 connected upstream and the fan wheel 2 to the outlet opening 13 is shown in dashed lines.

In weiterer Vereinfachung ist auch die Ausführung nur mit einer Saugturbine möglich, bei der der Saugluftstrom 4 nach dessen Reinigung am Filter 11 nicht direkt zur Austrittsöffnung 13 geführt wird, sondern über den Antriebsmotor und das z.B. auch am Motorgehäuse befestigbare Umformersteuerteil 8 zu dessen Kühlung umgelenkt wird, wie dies punktiert als kombinierter Saüg-Kühlluftstrom 4 angedeutet ist. Diese alternative Anordnung des Steuerteils direkt am Antriebsmotorgehäuse ist mit 8 angedeutet.In further simplification, the design with only one suction turbine is also possible, in which the suction air flow 4 is not led directly to the outlet opening 13 after being cleaned on the filter 11, but is diverted to the cooling via the drive motor and the converter control part 8, which can also be attached to the motor housing, as indicated by dots as a combined suction-cooling air flow 4. This alternative arrangement of the control part directly on the drive motor housing is indicated by 8.

Das Umformersteuerteil 8 wird beim Drehstrommotor durch einen Frequenzumrichter, insbesondere mit Pulsbreitenmodulation gebildet. Hierbei sind vor allem die nicht näher dargestellten Leistungstransistoren für die drei Phasen vorzugsweise über einen Kühlkörper zu kühlen. Der Kühlkörper ist dann im Kühlluftstrom 5 bzw. im Saug-Kühlluftstrom 4 angeordnet, während die weiteren Elektronikbauteile, die nicht intensiv gekühlt zu werden brauchen, auch staubgeschützt vom Luftstrom abgekapselt werden können.The converter control part 8 is formed by a frequency converter in the three-phase motor, in particular with pulse width modulation. In this case, the power transistors for the three phases (not shown in detail) are preferably cooled using a heat sink. The heat sink is then arranged in the cooling air flow 5 or in the suction cooling air flow 4, while the other electronic components that do not need to be cooled intensively can also be encapsulated in a dust-proof manner from the air flow.

Das Umformersteuerteil 8 kann auch als Ansteuerung für kollektorlose Gleichstrommotoren ausgelegt sein, sowie in vorteilhafter Ausgestaltung auch Regelvorrichtungen enthalten, um beispielsweise über eine Drehzahlverstellung bei zunehmenden Filterfüllgrad die von einem Sensor erfasste Absauggeschwindigkeit konstant zu halten. Durch die erfindungsgemäße, kompakte Anordnung des Steuerteils nahe dem Antriebsmotor wird der Bauaufwand für die Verdrahtung zwischen Sensor, Regel— und Steuerteil und dem zu regelnden Antriebsmotor sehr gering gehalten und somit eine kostengünstige Erweiterung zu einem Regelkreis möglich.The converter control part 8 can also be designed as a control for collectorless DC motors and, in an advantageous embodiment, also contain control devices in order to keep the suction speed recorded by a sensor constant, for example by adjusting the speed as the filter fill level increases. The compact arrangement of the control part according to the invention close to the drive motor means that the construction effort for the wiring between the sensor, the control part and the drive motor to be controlled is kept very low and a cost-effective extension to a control circuit is therefore possible.

Claims

•&bgr; 4 &bgr; Page 1 Protection claims

1) Suction device, in particular a portable industrial vacuum cleaner, with a collectorless drive motor, fed by a converter control part, in particular a frequency converter, which is designed as a rotating field motor with variable speed and as a direct drive directly drives at least one fan wheel to generate an air flow, characterized in that

the converter control part (8) is arranged within the suction device in the air flow (5 or 4).

2) Suction device according to claim 1, characterized in that the converter control part (8) is arranged in the cooling air flow (5).

3) Suction device according to claim 1, characterized in that the converter control part (8) is arranged in the suction cooling air flow (4).

4) Suction device according to claim 1, characterized in that the suction speed of the suction air flow (4) can be regulated via a sensor-controlled regulation of the speed of the drive motor (1).

5) Suction device according to claim 1, characterized in that only the power semiconductor components of the converter control part (8) are arranged in the air flow (5 or 4).

6) Suction device according to claim 1, characterized in that the drive motor (1) is arranged in the air stream (5 or 4).

7) Suction device according to claim 1, characterized in that the converter control part (8) is arranged in the immediate vicinity of the drive motor (1).

8) Suction device according to claim 7, characterized in that the former control part (8) is attached to the housing of the drive motor (1) and is swept over by the motor cooling air flow (5 or 4).

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